Gibt es auch für alle stabilen Atomkerne eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass sie radioaktiv zerfallen?

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3 Antworten

Für Kerne schwerer als Eisen theoretisch schon. (Für die Praxis ist dies nicht relevant, aber das ist ja nichts Neues für dich.)

Bei Kernen, die leichter als der stabilste Kern überhaupt - eines der Eisenisotope - sind, wird Energie frei, wenn sie so umsortiert werden, dass das Ergebnis insgesamt weniger Kerne, dafür aber Eisenkerne ist. (Das wäre dann spontane Fusion statt spontaner Fission - ansonsten ebenso (un)möglich.)

Bei Kernen, die schwerer sind, wird Energie frei, wenn sie so umsortiert werden, dass das Ergebnis insgesamt mehr Kerne, dafür aber Eisenkerne ist.

Die Wahrscheinlichkeit einer solchen prinzipiell möglichen Nukleonen-Umlagerung über Abstände atomarer Größenordnung (also etwa 10^5 bis 10^6 mal so groß wie der Durchmesser eines Atomkerns) ist aber selbst für makroskopische Stoffmengen und Zeitspannen in der Größenordnung des geschätzten Alters des Universums vernachlässigbar gering.

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Wenn es für einen Atomkern eine endliche Wahrscheinlichkeit gibt, "einen Zerfall zu machen", wie es gern schon mal heißt, d.h., sich unter Abgabe von Materiebruchstücken (α, β⁻, β⁺) oder/und Energiequanten (γ) in etwas anderes zu verwandeln, ist er vielleicht ziemlich stabil oder vielmehr sehr langlebig, aber nicht stabil.

Die Heisenberg'sche Unschärferelation ändert auch nichts daran. Sie behauptet ja nicht, schlichtweg alles sei möglich und nix g'nau's woas ma net, sondern dass gewisse Größen, die man kanonisch konjugiert nennt, komplementär und nicht gleichzeitig beliebig genau messbar sind, deshalb heißt es ja "Unschärfe/Unbestimmtheitsrelation", was so viel heißt wie "Unbestimmtheitsbeziehung".

Eine treffende Bezeichnung wäre auch "Unschärfeprodukt" gewesen, denn das Produkt der Unbestimmtheiten zueinander kanonisch konjugierter Größen unterschreitet niemals ℏ/2.

Das kann man sich anschaulich damit klar machen, dass quantenmechanisch Impuls p und Wellenvektor k praktisch dasselbe sind, sie unterscheiden sich nur um die universelle Konstante ℏ. Somit gehört zu einem bestimmten Impulsbetrag p auch eine bestimmte Wellenzahl k und damit eine bestimmte Wellenlänge λ = 2π/k, und die hat eine Welle nur als ausgedehnte Welle und nicht als konzentriertes Wellenpaket. Ein solches stellt eine Überlagerung vieler Wellenzüge unterschiedlicher Wellenlängen dar. Am geringsten (nämlich ℏ/2) ist das Unschärfeprodukt bei Gaußschen Wellenpaketen, wobei die Einhüllende des Wellenpakets eine Glockenkurve ist, wie die Älteren unter uns sie vielleicht noch vom letzten 10-DM-Schein her kennen.

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Mathematisch ja, durch einen Alphazerfall.

Der Grund dafür ist, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens in einer Barriere, laut Schrödinger, exponentiell abnimmt, wenn die Barriere also nicht unendlich breit ist oder unendlich hoch ist, hat man da immer eine Gewisse Tunnelwahrscheinlichkeit.

Die Kernbestandteile in einem Atom sind sozusagen, durch eine solche Barriere im Kern gefangen.

Die ist aber so gering dass es Praktisch nie eintritt, würde es eintreten wäre das Atom als Radioaktiv definiert.

Sofern man die Quantentheorie auf makroskopische Objekte anwenden kann würde es auch eine Gewisse Wahrscheinlichkeit geben, dass wenn du auf eine Wand zu läufst du plötzlich auf der anderen Seite der Wand bist, du Tunnelst sozusagen, probieren würde ich es trotzdem nicht.

Natürlich kann man die Quantentheorie nicht 1:1 auf makroskopische Objekte anwenden, das war aber nur ein Beispiel um ein Unwahrscheinliches Ereignis darzustellen ;)

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