Was ist ein Helium-4-Kern?

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6 Antworten

Hallo asdfasdf22! :)

Um deiner Frage auf den Grund zu gehen, versetzen wir uns doch mal kurz in das Leben eines Sterns. Ein Stern ist eine glühende Gaskugel, die von ihrer eigenen Schwerkraft zusammengehalten wird. Das Leben eines Sterns besteht darin, Atome miteinander zu verschmelzen. Das geht aber nur, wenn Ionisiertes Gas vorliegt, also Gas mit einer hohen Temperatur, denn nur dann stehen die Atome nah genug beieinander um die Fusion zu vollziehen!

Ein ganz normaler Stern wie unsere Sonne, ist das Mittelmaß. In ihr ist es bis zu 15 Millionen Grad heiß. In einem Stern wie unserer Sonne, wird vorerst Wasserstoff in Helium umgewandelt. Dabei kommen 4 Wasserstoffatome aufeinander und verschmelzen dabei zu einem Heliumatom. Diesen gesamten Prozess nennt man auch "PP Reaktion" (Proton-Proton Reaktion). Er verläuft nach dem folgenden Schema!

Zunächst vereinigen sich 2 Wasserstoffkerne, zu einem Deuteriumkern, wobei noch ein Positron und ein Neutrino entstehen und die Energie von 1.44 MeV (1 Million Elektronvolt = 1.6*10 erg) frei wird. Für ein Proton dauert es im Mittel 14 Milliarden Jahre, bis ein zweites ihm so nahe kommt, dass sich beide vereinigen können.

Der Deuteriumkern vereinigt sich nach 6 Sekunden mit einem weiteren Proton und bildet einen Heliumkern, vom Atomgewicht 3 und ein Photon (Licht), wobei 5.49 MeV an Energie frei werden. Nach einer Million Jahre kommen sich zwei solcher Heliumkerne genügend nahe, es entsteht ein normaler Heliumkern vom Atomgewicht 4, sowie 2 Protonen, und die Energie von 12.85 MeV wird frei.

Für die Bildung der beiden Heliumkerne, waren 6 Protonen nötig, 2 davon sind jedoch am Schluß wieder vorhanden. Im Endeffekt haben sich also 4 Protonen zu einem Heliumkern vereinigt. Die freiwerdende Energie ist als kinetische Energie (Bewegungsenergie) in der Bewegung der entstehenden Teilchen und als Strahlungsenergie vorhanden und wird in Wärme umgesetzt. Nur das Neutrino verlässt ungehindert den Stern, sodass seine Energie verloren geht. Ziehen wir diesen Betrag von der Summe ab, und berücksichtigen wir, dass wir die ersten beiden Zeilen dopplet zählen müssen, um 2 Heliumkerne zu erhalten, so ergibt die Umwandlung von 4 Wasserstoffatomen in 1 Heliumatom schließlich: 26.2 MeV = 4.2*10 hoch 5 erg.

Möchte man das ganze in Gleichungen festhalten sieht das so aus: H = Wasserstoff, D= Deuterium, He = Helium!

H+H=D

D+H=He

He+He=He+2H

(2 Wasserstoffatome werden zu 1 Deuteriumkern. Dieser kollidiert mit einem weiteren Wasserstoffatom und wird zu Helium. Damit wurden insgesamt 4 Wasserstoffatome benötigt, die zu 1 Heliumatom wurden. Zuletzt versucht das Helium weiter zu fusionieren schafft es aber nicht.)

Das sind die PP Reaktionen, die sich in normalen Sternen wie unserer Sonne vollziehen. Doch da in unserer Sonne auch ein geringer Anteil von Kohlenstoff vorhanden ist, kommt es dort zu einem weiteren Zyklus nämlich dem CN-Zyklus. Den muss ich dir aber glaube ich nicht mehr erklären. Ich hoffe es ist nicht zu kompliziert geworden!

LG Pflanzengott! :)

Ist ein sog. Alpha-Teilchen. Ein heliumatom mit seinen 2 Protonen und 2 Neutronen. Die beiden hüllen-Elektronen sind jedoch nicht vorhanden, d.h. Das Atom ist vollständig ionisiert und damit zweifach positiv geladen. Alpha-Strahlung richtet in der Umgebung (zb. Im Körper nach schlucken des radioaktiven Präparates) an meisten Schäden an, hat aber die geringste Reichweite. An der Luft nur ca. 10cm!!

Sorry sollte innen anderen thread!

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Aus einem Proton kann kein Helium-4 Kern entstehen. Denn das enthält ja 4 Nukleonen. Du brauchst also mindestens auch 4 Protonen während der Entstehung.

Wenn du das Periodensystem anschaust siehst du bei jedem Element eine gerade Zahl, die in der waagerechten Linie steigt immer um eins steigt. Das ist sowohl die Anzahl an Protonen als auch die Anzahl an Elektronen des Atoms.

Bei Wasserstoff steht da eine 1. Das heißt, dass dort nur ein Proton im Kern ist. Doch das ist nicht das einzige Teilchen im Atomkern. Denn es gibt noch die Neutronen. Die Anzahl ist nicht einzigartig bei den Elementen. Bei normalem Wasserstoff wie in Sternen ist nur ein Proton und ein Neutron. Wenn 2 Wasserstoffkerne fusionieren, dann entsteht Deuterium. Das ist Wasserstoff mit einem zusätzlichen Neutron. Und wenn ich dir sage, was dass abgekürzt heißt, wird dir auch klar, was das andere heißt. Deuterium heißt nähmlich ²H (oder Wasserstoff-2). Also ist die Zahl vor dem Buchstaben die Addition der Anzahl von Protonen und Neutronen.

Doch woher kommt das Proton, da sind doch 2 Protonen zusammengestossen? Unter dieser Situation kann sich ein Proton zu einem Neutron verwandeln!

Wenn wir jetzt wieder ein Wasserstoffkern hinzufügen, dann entsteht ³He. Wenn 2 ³He zusammenstossen, entsteht Helium-4 (wie die Abkürzung ist, muss ich noch herausfinden).

Also gibt es auch z.B. Lithium-6 (⁶Li), Sauerstoff-15 (¹⁵O) usw.

Hoffe ich habe geholfen, LLG MImosa1

Also gibt es auch z.B. Lithium-6, Sauerstoff-15 usw.

Dieser Prozess gehört aber schon nicht mehr zur PP Reaktion, sondern ist Teil des CN-Zyklus ( C=Kohlenstoff und N=Stickstoff). Trotzdem gut erklärt, DH! :)

P.S. Wie schaffst du es eigentlich "hoch" zu schreiben? Zum Beispiel 6 hoch 4!

LG! ;)

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eine weitere frage... nur um den punkt zu setzen =) ein Helium-4 atom hat 2 neutronen ,4 protonen und 4 elektronen ? oder liege ich da irgendwo falsch ? ich interessiere ich sehr für solche sachen aber es ist wirklich schwer im internet an infos zu kommen die solche sachen erklären...

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@H1e3y1y2o

Nein, Nein, Helium-4 hat 2 Protonen und 2 Neutronen

2 Protonen + 2 Neutronen = Helium-4

Die Zahl an Protonen ist identisch mit der Zahl der Elektronen.

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Das ist ein Atomkern mit 2 Protonen und 2 Neutronen, also der Kern eines "normalen" Helium-Atoms.

Ein Heliumkern, der 4u wiegt. Und aus einem Proton entsteht er sicher nicht, höchstens aus mehreren.

4u??? Ja sorry, verstehe davon nicht so viel. Bin noch Schüler :-)

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@asdfasdf22

Das ist Chemie der 8. Klasse! Je höher die Zahl vor dem U ist, umso schwerer ist das Atom im Vergleich zu Wasserstoff.

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