[Chemie] Künstlich hergestellte Atomkerne?
Guten Mittag,
ich habe noch ein paar Fragen zum Verständnis von künstlich hergestellten Atomkernen.
- was versteht man überhaupt unter künstlich hergestellten Atomkernen?
- Wie werden Atomkerne überhaupt künstlich hergestellt?
- Diese Aufgabe verstehe ich noch nicht: „Erklären Sie kurz, warum künstlich hergestellte Atomkerne wie zum Beispiel Darmstadtium nicht stabil sind.“
- Sind künstlich hergestellte Atomkerne immer nicht stabil?
- Woran macht man es überhaupt fest, ob ein Atomkern stabil oder nicht stabil ist? Was sind da die Merkmale eines stabilen bzw. eines nicht stabilen Atomkerns? Gibt es hierfür eine Regel?
Ich freue mich auf eure hilfreichen Antworten.
3 Antworten
- In technischen Anlagen produzierte Kerne, durch Fusion, schnelle Erbrütung, Fission, Cyclotrone oder Syncrotrone...
- Wie gesagt, Fusion oder Fission. Bei den Transuranen reicht Beschuss mit Neutronen, ab Fermium müssen Atomkerne heran. Spontane Spaltung kann man mit Gammastrahlen oder anderer Strahlung ab 100 keV anregen
- Zu großer Durchmesser, Couloumb-Abstoßung übersteigt die Paarungs-Energie und schwache Kernkraft.
- Muss man auf der Nuklidkarte schauen. Es gibt aber sogenannte Kernisomere. Trotz gleicher Neutronen- und Protonenzahl unterscheiden sich die Kerne, weil es auch im Kern Schalen gibt.
- Das Tröpfchen-Modell und die Bethe-Weizsäcker-Formel bieten Anhaltspunkte. Tendenziell alles, was außerhalb der Linie auf der Nuklidkarte liegt. Und alles ab Bismut. Mit nicht mehr sichtbaren Mengen hantiert man ab Einsteinium.
Also, es gibt vier Grundkräfte, von denen jede eine andere Reichweite hat.
Die elektrostatische Couloumb-Kraft ist einfach nur: + und + stößt sich ab.
Der Zusammenhalt hat auch mit dem Spin und den Pauli-Prinzip zu tun.
Das eine ist der Elektromagnetismus, das andere die starke Kernkraft. Die starke Kernkraft hält das Atom zusammen, obwohl sich Protonen abstoßen. Oberhalb von 2,5 fm überschreitet die Abstoßung die Anziehung.
Das Tröpfchen und Schalenmodell sind gleichzeitig gültig, und beschreiben jedes bestimmte Aspekte des Atomkerns. Lies bitte den Wikipediaartikel zu Bethe-Weizsäcker-Formel. Generell führt das sehr tief in die Atomphysik.
Schau dir sehr gerne meine neueste Frage an, das würde mir sehr viel weiterhelfen: https://www.gutefrage.net/frage/chemie-protonen-im-kanalstrahlrohr-beobachten
Liebe Grüße :-)
In Kernreaktoren kannst du Isotope künstlich herstellen. Ebenso durch Atomrumpfkollisionen im Teilchenbeschleuniger.
Nicht alle solcherlei hergestellten künstlichen Atome sind instabil, aber in der Frage geht es nicht darum, dass du natürlich vorkommende Atome eben auch künstlich herstellen kannst, sondern darum, dass du, in der Natur nicht vorkommende Dinge künstlich herstellst.
Nun... Was wir da so in der kleinen Baisteinkpche des Nuklearphysikers und in Kernreaktoren brauen, das passiert in der Natur bei Supernovae, und bei Neutronensternkolliesionen in ganz großem Ausmaß. Alles entsteht dabei. Aber nur was zumindest einigermaßen stabil ist, bleibt lange genug erhalten, dass es vuelr Milliarden Jahre später in Sternsystemen, die bei der Entstehung das Material recycelt haben, noch was zu finden ist. Alles mit kürzeren Zerfallszeiten ist weg.
Und auch wenn man sich bei noch größeren Atomkernen in Zukunft noch eine recht Stabile Insel erwartet, die Dinger werden dennoch mit überschaubaren Halbwertszeit zerfallen, nichts ist mehr übrig. Und was wir derzeit so selber zusammenbauen, alles ab Plutonium, ist so instabil, dass ursprüngliche natürliche Materialien längst zerfallen sind.
Größe des Atomkerns, sowie das Verhältnis Protonen zu Neutronen sind bedeutende Faktoren.
Anm... Das ist übrigens Physik, Nuklearphysikers. Hat mit Chemie nichts zu tun. Die Alchemie anno dazu mal versuchte das.
Schau dir sehr gerne meine neueste Frage an, das würde mir sehr viel weiterhelfen: https://www.gutefrage.net/frage/chemie-protonen-im-kanalstrahlrohr-beobachten
Liebe Grüße :-)
In Teilchenbeschleunigern (CERN, DESY) werden natürliche Teilchen extrem beschleunigt und dann kollidiert. Dabei entstehen neue, künstliche Atomkerne von sehr schweren Elementen.
Damit Atomkerne stabil sind benötigt es eine gesunde Mischung aus Protonen und Neutronen. Ähnlich wie die Elektronen in der Atomhülle sitzen die Protonen und Neutronen im Atomkern auf Schalen. Kerne gelten als besonders stabil, wenn die Zahl ihrer Bausteine zwei, acht, 20 oder 28, 50 oder 82 beträgt. Bei diesen „magischen“ Zahlen ist eine Schale vollständig gefüllt und ein Atomkern besonders stabil.
Das kann man graphisch in der Nuklidkarte darstellen:
m.f.G.
anwesende
Das würdest du bei der Aufgabe als Antwort schreiben (oder?):
Könntest du vielleicht versuchen, das ein wenig einfacher zu formulieren? :-) Ich habe „Coulomb-Abstoßung“ und „Paarungs-Energie“ noch nie gehört. 🤔