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Warum zerfallen Kerne mit zu vielen Neutronen?
Atome bestehen aus einer Hülle und einem Kern. Daneben enthält der Kern des Kohlenstoff-Atoms aber auch noch ungeladene Teilchen, die Neutronen. Wenn der Kern eines Atoms jedoch zu viele Neutronen enthält, wird er instabil. Das Atom kann dann zerbrechen – es zerfällt.
Was passiert wenn ein Atom zu wenige Neutronen besitzt?
Für jede Anzahl von Protonen zwischen 1 und 82 (ausgenommen 43 Technetium) gibt es bestimmte Anzahlen von Neutronen, die zusammen mit diesen Protonen stabile Kerne bilden. Mit mehr oder weniger Neutronen sind die Kerne instabil, sie zerfallen in unterschiedlichen Zeiten radioaktiv.
Warum sind Neutronen schwerer als Protonen?
Warum Neutronen schwerer sind als Protonen. Alle Atomkerne bestehen aus Neutronen und Protonen. Ein Neutron ist dabei ein wenig schwerer als ein Proton. Mit neuen Berechnungen auf der Basis der gültigen Modelle konnte ein Team um Szabolcs Borsányi von der Universität Wuppertal diesen Unterschied mit der bisher höchsten Genauigkeit bestimmen.
Wie schwer sind Protonen und Neutronen in der Atomhülle?
Protonen und Neutronen (Masse 1u) sind fast 2000x schwerer sind als die Elektronen in der Atomhülle. Ein Proton ist einfach positiv geladen, ein Elektron ist einfach negativ geladen und die Neutronen sind ungeladen. Das gesamte Atom ist in erster Näherung kugelförmig und hat eine Größe von 0,1 bis 0,5 nm (1 nm = 0,0000000001 m)
Wie werden freie Neutronen erzeugt?
Freie Neutronen werden durch Kernreaktionen erzeugt. Dabei gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die sich nach der Neutronenausbeute, der Neutronenenergie und deren Verteilung unterschieden. Hier sei nur auf einige wichtige Möglichkeiten der Erzeugung hingewiesen.
Was führt zur Instabilität von Atomkernen?
Fügt man noch mehr Protonen (und Neutronen) zum Atomkern hinzu, führt dies irgendwann (ab einer Protonenzahl von 83) zur Instabilität von Atomkernen. Ein zusätzliches Phänomen tritt hier auf, da die Protonenabstoßung dazu, dass schwere (instabile) Kerne mehr Neutronen als Protonen besitzen.
Wie verhalten sich Protonen und Neutronenzahl bei stabilen Kernen?
Die Linie der stabilen Kerne weicht bei größerer Protonenzahl Z von der blau markierten Winkelhalbierenden nach unten ab. Stabile schwere Atome besitzen also mehr Neutronen N als Protonen Z.
Warum haben schwere stabile Kerne mehr Neutronen als Protonen?
Diese zusätzlichen Neutronen sind für die Stabilität der schwereren Kerne notwendig. Die überschüssigen Neutronen wirken wie Kernkleber. Infolgedessen wird mit zunehmender Anzahl von Protonen ein zunehmendes Verhältnis von Neutronen zu Protonen benötigt um einen stabilen Kern zu bilden.
Warum ist das Neutron instabil?
Das Neutron ist zwar elektrisch neutral und unterliegt damit nicht der elektrostatischen Anziehung oder Abstoßung, aber aufgrund seines magnetischen Moments trotzdem der elektromagnetischen Wechselwirkung.
Wo befinden sich in der Nuklidkarte Kerne mit einem Neutronenüberschuss?
Der hohe Neutronenüberschuss eines Kerns wie etwa U-235 findet sich nach der Kernspaltung in seinen Bruchstücken (den Spaltfragmenten) wieder; diese enthalten daher für ihre Kernmasse zu viele Neutronen.
Was ist ein stabiler Kern?
Atomkerne bestehen aus positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen. Es wirken dort zwei gegensätzliche Kräfte. Wenn in der Bilanz die anziehende Kraft die abstoßende Kraft überwiegt, ist ein Kern stabil, andernfalls zerfällt er und sendet dabei radioaktive Strahlung aus.
Welche Kerne sind instabil?
Beispiele für instabile Kerne sind die natürlich vorkommenden radioaktiven Elemente Radium, Uran sowie die künstlich erzeugten Transurane und viele weitere instabile Isotope.