Kernphysik - Grundlagen

Grundlagen der Kernphysik

• Der Kern besteht aus Protonen (positiv) und Neutronen (neutral), zusammen Nukleonen genannt.
• Die starke Kernkraft wirkt nur auf kürzeste Distanz, ist dort aber viel stärker als die elektrische Abstoßung – sie „klebt“ die Nukleonen zusammen.
• Isotope: gleiche Protonenzahl, verschiedene Neutronenzahl – chemisch gleich, kernphysikalisch verschieden (H-1, H-2 „Deuterium“, H-3 „Tritium“).
• Stimmt das Verhältnis von Protonen zu Neutronen nicht, ist der Kern instabil und wandelt sich unter Aussendung von Strahlung um – er ist radioaktiv.

1. Warum braucht ein schwerer Kern wie Blei mehr Neutronen als Protonen?
   Lösung

   Die elektrische Abstoßung aller Protonen wirkt über den ganzen Kern, die Kernkraft nur zwischen Nachbarn – zusätzliche Neutronen liefern Bindung ohne Abstoßung.
2. Vervollständige: \(^{14}_{6}\mathrm{C}\) hat … Protonen und … Neutronen; \(^{12}_{6}\mathrm{C}\) hat …
   Lösung

   C-14: 6 p, 8 n; C-12: 6 p, 6 n – zwei Isotope des Kohlenstoffs.
3. Warum kann die Chemie (Elektronenhülle) nichts an der Radioaktivität eines Stoffes ändern?
   Lösung

   Radioaktivität ist eine Eigenschaft des Kerns; chemische Bindungen betreffen nur die Hülle.

1. Recherchiere die Nuklidkarte: Wo liegen die stabilen Kerne, wo die Alpha- und Betastrahler? Beschreibe das „Tal der Stabilität“.