Ich habe gelesen, dass die Ursache der Kernspaltung und Kernfusion in der Tatsache liegt, dass Kernbindungsenergie einem Kern Stabilität verleiht. Aus diesem Grund greifen zu schwere oder zu leichte Kerne auf diese Prozesse zurück, um Stabilität zu erreichen, und werden zu Kernen mit mittlerem Atomgewicht. Zwei Fragen kommen mir hier in den Sinn
Ist es eine experimentelle Beobachtung, dass Kerne mit mittlerer Atommasse stabil sind, oder gibt es einen Grund dafür? Ich kann verstehen, dass zu viele Protonen im Kern zu Instabilität führen würden. Aber welchen Schaden können zu viele Neutronen anrichten?
Ich habe immer gewusst, dass alles in der Natur versucht, Energie zu verlieren, um Stabilität zu erreichen. Deshalb werden Bindungen überhaupt erst gebildet. Aber warum macht mehr Bindungsenergie pro Nukleon einen Kern stabiler?
Wenn Sie eine Ansammlung von Nukleonen zusammen haben, werden sie versuchen, ihre Energiedichte zu minimieren. Sie tun dies, indem sie ihre Bindungsenergie pro Nukleon maximieren. Bei Materie geringer Dichte entspricht dies den Kernen um den "Eisen-Peak" (Eisen, Nickel, Kobalt, Mangan). Dies ist nur ein Kompromiss zwischen der starken Kernanziehung, die alle Nukleonen spüren, und der Coulomb-Abstoßung, die die Protonen spüren.
Dies geschieht nur, wenn sich die Kerne unter Bedingungen befinden, bei denen eine Äquilibrierung möglich ist – dh bei denen die Reaktionsgeschwindigkeiten schnell genug sind. Dies geschieht beispielsweise im Zentrum eines Sterns vor einer Supernova oder in der Kruste eines Neutronensterns.
Einfach immer mehr Neutronen hinzuzufügen funktioniert nicht. Neutronen sind nicht unterscheidbare Fermionen und müssen sich in verschiedenen Quantenzuständen befinden. Wenn immer höhere Energieniveaus von Neutronen gefüllt werden, sind sie dann instabil gegenüber einem Beta-Zerfall in ein Proton und ein Elektron.
Neutronenreichere Kerne können in elektronenentarteten Bedingungen hoher Dichte existieren, wie z. B. in den Krusten von Neutronensternen, wo die Elektronenentartung den Beta-Zerfall blockieren kann.
Mehr Bindungsenergie pro Nukleon ist stabiler, da die Bindungsenergie negativ ist.
gamma1954
Ambica Govind
ProfRob
gamma1954
Ambica Govind