Warum ist ein element wie z.B. Uran radioaktiv?

4 Antworten

Es gibt im Atomkern verschiedene Kräfte, anziehende und abstoßende. Nicht jede Kombination von Protonen und Neutronen ist stabil (bei zu viel Protonen z.B. wird die Abstoßung zu groß, bei zu viel Neutronen wandeln sich welche in Protonen um). Es gibt aber auch Atomkerne, die liegen gerade so an der Grenze, dass sie zwar nicht ganz stabil sind, aber doch so stabil sind, dass auch noch nach Milliarden von Jahren genügend Material in der Natur vorhanden ist. Dazu gehört Uran 238. Es hat eine Halbwertszeit von 4,5 Milliarden Jahren, so dass noch genügend übrig ist seit der Entstehung. Aber es speit auf Dauer einen Heliumkern aus (2 Protonen, 2 Neutronen) und wird zum Thorium. Dann geht der Zerfall schneller weiter und es endet beim Blei 206. Die Kernphysik gibt hierzu genauere Erklärungen, welche Kombinationen stabil sind. Aber tendentiell sind große Atomkerne instabiler, weil die anziehenden Kräfe nur auf extrem kurzen Distanzen wirken (selbst innerhalb eines Atomkerns) während die abstoßenden nicht so schnell abnehmen.

Weil die Abstoßungskräfte der gleich Geladenen Protonen größer sind als die anziehungskräfte der Kernkraft.

Die Kernkraft hat eine extrem kurze Reichweite, ist aber extrem Stark. Die elektromagnetischen Kräfte haben eine größere Reichweite, sind aber schwächer. Je größer der Kern ist, desto größer sind also auch die Abstände zwischen den Protonen. Die Kernkraft kann den Kern nichtmehr zusammenhalten, weil die elektromagnetischen Kräfte irgendwann "die oberhand gewinnen". Dann kommt es zu einem Kernzerfall.

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