Warum ist es unwahrscheinlich, dass bei Kernen mit einem Überschuss an Neutronen eine Positronenemission auftritt?

Liegt es daran, dass ein Neutron nicht in ein Positron, sondern in ein Proton und ein Elektron zerfällt? Welche Art von Kern emittiert Positronen und welche emittiert Elektronen . Hat es etwas mit Beta-Plus- und Beta-Minus-Zerfall zu tun?

@Farcher: " Mögliches Duplikat? Warum tritt Beta + - Zerfall auf? " - Nicht wirklich: Zumindest der Titel der OP-Frage impliziert eine Untersuchung, um ungefähr zu rechtfertigen, "warum es im Isotopendiagramm eine Linie / ein Tal der Stabilität gibt (anstatt , sagen wir, eine Linie/Grat der Instabilität)". Allerdings ist dieser Wunsch im OP-Fragetext (noch) nicht konkretisiert.
Folgen Sie der Logik. „Positronenemission kann nur auftreten, wenn ein ___ innerhalb des Kerns in ein ___ umgewandelt wird, aber in einem neutronenreichen Kern kostet das Hinzufügen eines ___ mehr Energie als das Entfernen eines ___, sodass das Ereignis zu einem Nettoenergiegewinn für den Kern führt. "
@dmckee: " Folge der Logik. [...] " - Logik erlaubt zumindest, die Lücken zu füllen, die du hinterlassen hast: " Positronenemission kann nur auftreten, wenn a innerhalb des Kerns _$p$_in a umgewandelt wird_$n$_ " - (Das ist einfach Ladungserhaltung; ein Gimmee.) " aber in einem neutronenreichen Kern kostet das Hinzufügen von a _$n$_mehr Energie, als man durch das Entfernen von a bekommt _$p$_[...] " -- Also gilt die vermutete Logik. Aber warum funktioniert das Konvertieren P Zu N in einem schon N -reiche Kerne nehmen mehr Energie auf als umgekehrt?? (Warum "Tal der Stabilität" und nicht "Kamm der Instabilität"??) Und: Stellt das OP diese Frage?

Antworten (1)

Der Beta-Zerfall tritt ungefähr in Kernen auf, in denen die Fermi-Energie einer Nukleonart höher ist als das erste unbesetzte Orbital für die andere Spezies. In diesen Kernen kann Energie freigesetzt werden, indem ein Nukleontyp in einen anderen umgewandelt wird – das neue Nukleon bewegt sich in das verfügbare, energieärmere Orbital.

Per Definition hat ein Kern mit Neutronenüberschuss bereits "zu viele" Neutronen, und es würde Energie kosten , ein Proton durch Positronenemission in ein anderes Neutron umzuwandeln. Solche Übergänge treten aufgrund der Energieerhaltung nicht spontan auf.

Ich habe eine schöne Illustration, um diesen Wortsalat zu ergänzen, aber ich muss sie später hochladen --- Entschuldigung für den Moment.

Es gibt eine kleine Anzahl von Kernen, meist dort, wo die Anzahl der Protonen und die Anzahl der Neutronen beide ungerade Zahlen sind, wobei der Kern entweder durch Elektronen- oder Positronenzerfall Energie freisetzen kann. Kalium-40 ist ein Beispiel: Die meisten Zerfälle sind Elektronenzerfälle zu Calcium-40, aber ein kleiner Teil sind Positronenzerfälle zu Argon-40. Dieser Effekt und einige andere in der Kernstruktur deuten darauf hin, dass sich Protonen gerne mit Protonen paaren und Neutronen sich gerne mit Neutronen paaren.