Warum Alphateilchen statt Wasserstoff- oder Deuteriumkerne? [Duplikat]

Ich weiß, dass Atome, die einem Alpha-Zerfall unterliegen, Alpha-Teilchen emittieren, aber ich habe mich gefragt, warum speziell Heliumkerne? Wenn diese Atome die kleinste Materieeinheit emittieren wollten (ich spreche hier von Hadronen, nicht subatomar), könnten sie einfach Wasserstoffkerne emittieren, oder wenn sie die kleinste Einheit von aneinander gebundenen Protonen/Neutronen emittieren wollten, könnten sie einfach Deuterium emittieren . Doch aus irgendeinem Grund entscheiden sie sich dafür, Heliumkerne zu emittieren. Irgendwelche Gedanken?

Ein Alphateilchen ist fest gebunden (pro Nukleon) und hat eine geringe Masse, so dass das Tunneln einfacher ist. Wikipedia deckt die allgemeinen Grundlagen in seinem Artikel über „Alpha-Zerfall“ ab, also könnten Sie das vielleicht noch einmal lesen und mit einer spezifischeren Frage zurückkommen? (Beachten Sie, dass ich nicht glaube, dass der Kern in dieser Angelegenheit eine Wahl hat - ich bezweifle, dass er einen freien Willen hat).
@John Custer- Ich habe Wikipedia gelesen, aber alles, was ich gefunden habe, sind Informationen darüber, wie die Alpha-Partikel emittiert werden, und nicht, warum Alpha-Partikel immer Heliumkerne sind. Ich stimme auch zu, dass Heliumkerne fest gebunden sind, aber gemäß den Antworten auf die Frage zu Quora sind sie nicht fester als Deuterium (siehe quora.com/… für Details). Außerdem ist ein Deuteriumatom viel leichter als ein Heliumatom.
en.wikipedia.org/wiki/Alpha_decay ist der richtige Artikel und enthält einen Abschnitt über den Mechanismus und verschiedene Aspekte von „Warum Alphas“. Es weist auf die Notwendigkeit hin, die Wellenfunktionssymmetrie zu bewahren, was dazu beiträgt, Deuterium auszuschließen. Beachten Sie, dass D eine Bindungsenergie von 1112 keV pro Nukleon hat, während 4He 7073 keV pro Nukleon hat, sodass 4He viel fester gebunden ist als D.
Ok, also habe ich den Artikel gelesen, den Sie gesendet haben, aber nach dem, was ich sagen konnte, schließt er Deuterium nicht aus. Die Bose-Einstein/Fermi-Dirac-Statistik verbietet Alphas als Kerne mit ungerader Zahl. Außerdem scheinen wir beide falsch verstanden zu haben, wie Bindungsenergie hier eine Rolle spielt. Was zählt, ist eher die Bindungsenergie zwischen dem Alpha und dem Elternkern als die Bindungsenergie des Alphas selbst. Die von ihnen verwendete Gleichung schien ein Muster aufzuweisen, bei dem der Wert der Bindungsenergie umso günstiger ist, je niedriger die Masse des Alphas ist. Ich könnte mich aber irren.

Antworten (2)

Der 'Q'-Wert ist im Vergleich zu anderen leichten Kernen, einschließlich Neutronen, nur für die Emission von Alpha-Teilchen positiv. Um den 'Q'-Wert zu verstehen, beziehen Sie sich auf ein Standard-Lehrbuch der Kernphysik, wie z. B. eines von Krane.

Es ist nicht besonders nützlich, jemandem vorzuschlagen, ein Buch zu lesen. Vielleicht können Sie Ihre Antwort erweitern und in sich abgeschlossen machen?
Der Q-Wert ist das Energieäquivalent der Nettoänderung der Masse von Einheiten während einer Kernreaktion. Wenn wir zum Beispiel den Zerfall von U 234 durch den Deuteriumkern nehmen, wäre die Gleichung: (234,92) U = (2,1) H + (232, 91) Pa. Nun ist der Q-Faktor definiert als (Atommasse von U - Atommasse von Pa - Atommasse von Deuterium) multipliziert mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit. Der Wert, den Sie erhalten, ist negativ, daher ist der Abfall nicht möglich. Wenn Sie Alphateilchen, dh (4,2) He anstelle von (2,1) H einbeziehen, wird der Q-Faktor positiv und daher ist der Zerfall möglich.

Die Atome sind faul und machen das, was ihnen am wenigsten Mühe kostet.

Auf einer ernsteren Anmerkung, ja, das fängt es ein. Der He-Kern hat eine hohe Bindungsenergie von 7 MeV pro Nukleon. Andere leichte Kerne haben viel kleinere Werte. Kernspaltung tritt auf, wenn die Tochterkerne eine höhere Bindungsenergie pro Nukleon haben als der Elternkern. Dies bedeutet, dass Reaktionen, die He emittieren, ein energetisch sehr attraktiver leichter Tochterkernkandidat sind.

Bitte überlegen Sie, Antworten zu geben, die dem Leser tatsächlich etwas beibringen , anstatt prägnante Einzeiler zu geben, die nur für diejenigen verständlich sind, die bereits eine Vorstellung davon haben, wie die Antwort lauten könnte.
Aber wenn das stimmt, warum wählen sie dann Helium? Wenn es um die Masse geht, sollte Wasserstoff theoretisch weniger Anstrengung erfordern, um zu emittieren. Aber wenn es um das Neutronen/Protonen-Verhältnis ginge, sollte Deuterium die geringste Anstrengung erfordern, um zu emittieren.
@ACuriousMind Mein Oneliner ist vielleicht für ein breites Publikum verständlich.
Es scheint, dass einige Benutzer auch faul sind und antworten, was sie am wenigsten Aufwand kostet.
@user171780 Nach Mitternacht werde ich manchmal faul. Solange meine Antworten richtig sind, na und? Siehe physical.stackexchange.com/questions/403460/…
@my2cts Es ist erwähnenswert, dass die QuickInfos für die Up- und Down-Vote-Steuerelemente lauten "Diese Antwort ist nützlich" und "Diese Antwort ist nicht nützlich" . Eine richtige, aber nicht hilfreiche Antwort ist nach diesem Standard eine schlechte Antwort.
@my2cts Solche Beiträge werden häufig als VLQ und NAA gekennzeichnet, und ich habe sie in den Überprüfungswarteschlangen bemerkt. Obwohl sie nicht gelöscht werden können, zeigt die Tatsache, dass sie markiert werden, wie die Community über sie denkt. Dieser Beitrag, Ihr Beitrag hier und hier , neben mehreren anderen, ist zwar korrekt, könnte aber eine etwas ausführlichere Beschreibung gebrauchen.
@all Sinn für Humor ist hier kurz gefragt.
@my2cts Aber der ganze Sinn von SE besteht darin, das Signal-Rausch-Verhältnis im Internet zu reduzieren (ich glaube, Jeff Atwood hat das irgendwo gesagt). Eine humorvolle Antwort zählt als Lärm, und es ist nicht dasselbe, als würde man ab und zu ein kleines Wortspiel in die Antworten einbauen.
@Chair Vielleicht hat meine Formulierung von der Tatsache abgelenkt, dass die Antwort korrekt ist?
@my2cts Genau. Die Antworten sind normalerweise richtig, aber wie ACM sagte, ist es nur offensichtlich, wenn Sie die ausführlichere Begründung kennen.
Hier gibt es viele kritische Kommentare, aber nur sehr wenige Antworten. Es wäre für das "Signal-Rausch-Verhältnis" weitaus besser gewesen, wenn die Kommentatoren sich Mühe gegeben hätten, bessere Antworten als meine zu schreiben. Andere zu kommentieren ist faul.
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