forschen 1/2009 - Forschungscluster «Nuclear and Radiation Science

Wissenschaftsmagazin der TU Darmstadt | Frühjahr 2009
Isobare
Massenzahl
(A=Z+N)
= konstant
Zahl der
Protonen (Z)
Isotone
Zahl der Neutronen (N) im Kern
= konstant
Isotope
Zahl der Protonen (Z)
= konstant
Zahl der
Neutronen (N)
Die Nuklidkarte – Spielplatz der Kernphysiker
Was für den Chemiker das Periodensystem der
Elemente ist, findet der Kernphysiker in der Nuklidkarte:
eine Übersicht seines Arbeitsmaterials mit den
wichtigsten Eigenschaften in kompakter Form.
Dabei wird jedem Element X jenes Periodensystems
eine Ladungszahl Z zugeordnet: Sie gibt an, wie viele
positiv geladene Protonen der Kern eines solchen
Atoms enthält und damit auch, wie viele negativ geladene
Elektronen diesen Kern umkreisen und für seine
chemischen Eigenschaften verantwortlich sind. Der
Atomkern enthält aber auch noch die ungeladenen
Neutronen. Deren Anzahl wird mit Neutronenzahl N
bezeichnet und ergibt zusammen mit der Ladungszahl
Z die Massenzahl A des Kerns. Um einen Kern eindeutig
zu bestimmen, verwendet man die Schreibweise AX.
mente Thorium und Uran werden allein im r-Prozess
erzeugt. Eine detaillierte Beschreibung der
Vorgänge kann in [Gabriels Physik Journal Artikel]
nachgelesen werden.
Von diesen sehr kurzlebigen Isotopen weiß man
heute noch sehr wenig. Das wird sich mit dem Bau
von FAIR in Darmstadt ändern, liefert diese zukunftsweisende
Einrichtung doch erstmals die
Möglichkeit, diese Isotope experimentell zu untersuchen.
So werden an FAIR die Bedingungen nachgeahmt,
die in einer Supernova-Explosion vorherrschen.
Blei Pb Z=82
184 185
Os Os
0.92 94 d 2*10 15 186
Os 187 188 189
Os Os Os
1.58
a 1.6 13.3 16.1
183 184 185 186 187 188
Re Re Re Re Re Re
71 d
182 W
26.3
38 d
183 W
14.3
37.4
184 W
30.7
N=126
89.3 h
185 W
75.1 d
62.6
186 W
28.6
17 h
187 W
23.7 h
Elementsymbol
und Massenzahl
relative Häufigkeit Halbwertszeit
Damit man bei der Vielfalt an bekannten Kernen die
Übersicht nicht verliert, werden sie in einer Ebene angeordnet:
bewegt man sich nach rechts, erhöht sich
die Neutronenzahl N – bewegt man sich nach oben,
wird die Ladungszahl Z größer. In dieser Nuklidkarte
sind zahlreiche Informationen auf engstem Raum untergebracht.
So kann man anhand der Farbe erkennen,
ob ein Kern stabil ist (schwarze Kästchen) oder zerfällt.
Die verschiedenen Zerfallsarten bekommen eigene
Farben zugeordnet, zum Beispiel gelb für die Emission
eines α-Teilchens oder blau für die Umwandlung eines
Neutrons in ein Proton (β-Zerfall). Man sieht, dass die
stabilen Kerne ein Band im Zentrum der Nuklidkarte
bilden, das so genannte „Tal der Stabilität“.
Kerstin Sonnabend
Kerstin Sonnabend leitet als
wissenschaftliche Mitarbeiterin des
Instituts für Kernphysik seit 2007 das
Teilprojekt „Nukleare Astrophysik mit
reellen Photonen“ des SFB 634.
Gabriel Martínez-Pinedo leitet als
wissenschaftlicher Mitarbeiter des GSI
die Arbeitsgruppe in theoretischer
Nuklearer Astrophysik. Seit 2006 ist
er Lehrbeauftragter an der TU Darmstadt.
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