Kernreaktion

Pete · Anmeldungsdatum: 10.05.2008 Beiträge: 8 Wohnort: München

Hallo zusammen,

ich habe da mal eine Frage zum Thema Kernphysik:
Es geht um die Erzeugung von Ac-225 aus Ra-226. Das wird durch den Beschuss mit energiereichen Protonen erreicht.
Die Reaktionsgleichung sieht folgendermaßen aus:

(Ich weiß , dass die Zahlen eigentlich nach links gehören aber wie geht das?)
[Einfach die Zahlen davorschreiben. Hochstellen und tiefstellen kann man Sachen auch ohne dass etwas davorsteht. Ich habs mal dementsprechend ein bisschen verschönert, schönen Gruß, dermarkus]

Meine eigentliche Frage:
Woher weiß man, dass 2 Neutronen entstehen und nicht z.B. H-2 und ein Elektron?

Vielen Dank für Eure Hilfe!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich würde sagen, man hat es einfach ausprobiert. Denn man kann das Experiment ja durchführen und messen, was für Reaktionsprodukte da herauskommen smile

Pete · Anmeldungsdatum: 10.05.2008 Beiträge: 8 Wohnort: München

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich wäre ziemlich überrascht, wenn die Reaktionsgleichung so einer Reaktion in einer Prüfung wirklich als Wissen abgefragt würde.

Vorstellen könnte ich mir hingegen zum Beispiel in einer mündlichen Prüfung Überlegungen wie die Frage, warum die beiden Neutronen, die bei dieser Reaktion freigesetzt werden, kaum in Protonen und Elektronen zerfallen, und warum sich diese Protonen und Elektronen nicht zu Atomen oder Molekülen zusammentun.

Dann könntest du überlegen und davon erzählen, dass du weißt, dass die Halbwertszeit von Neutronen (mit übrigens ca. einer Viertelstunde) viel zu lang ist, als dass die mit hoher Geschwindigkeit davonfliegenden Neutronen wirklich mit merklicher Wahrscheinlichkeit so schnell zerfallen könnten, und dass selbst dann die Energien der dabei entstehenden Protonen und Elektronen viel größer als die Bindungsenergien im Wasserstoffatom oder -Molekül wären, so dass sich sich nicht zu Atomen oder einem Molekül zusammenfügen.

Pete · Anmeldungsdatum: 10.05.2008 Beiträge: 8 Wohnort: München

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das würde ich nicht als Abfragen einer auswendig gelernten Reaktionsgleichung bezeichnen.

In diesem Fall sind ja genügend Informationen (Anfangs-Kern, das Proton, der Kern, der dabei entsteht) gegeben, dass man keine Reaktionsgleichung auswendig kennen muss, sondern allein mit Überlegen leicht schon mal sagen kann:

Da wird ein Proton draufgeschossen, und wenn dann zwei Neutronen dabei herauskommen, dann passt die Bilanz.

Mit der Frage, ob diese beiden Neutronen dann noch in etwas anderes umgewandelt werden, werden sich die meisten dann wohl gar nicht mehr beschäftigen.

Und diejenigen, die sich das, zum Beispiel wie oben skizziert, überlegen, werden wohl meist recht schnell zu dem Schluss kommen, dass es eher überhaupt nicht zu erwarten ist, dass sich die nach dieser Reaktion davonflitzenden Neutronen da merklich in etwas anderes umwandeln werden.

Pete · Anmeldungsdatum: 10.05.2008 Beiträge: 8 Wohnort: München

Aber was spricht jetzt gegen die Version von oben?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Pete · Anmeldungsdatum: 10.05.2008 Beiträge: 8 Wohnort: München

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Oh, sorry, ich müsste genauer sagen: Ein Elektron zu viel, nicht zwei Elektronen zu viel.

Magst du mal genauer sagen, wie du von zwei Neutronen auf ein Wasserstoffmolekül und ein Elektron kommst? Welche Zerfallsgleichung für das Neutron hast du dabei verwendet?

Pete · Anmeldungsdatum: 10.05.2008 Beiträge: 8 Wohnort: München

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ah, dann meintest du mit H-2 einen Deuteriumkern smile

Dann fehlt da in der Tat kein Elektron in Deiner Bilanz, sondern nur das Antineutrino aus dem Neutronenzerfall:

Damit da ein Deuteriumkern bei dieser Reaktion herauskommt, müsste ja zum Beispiel eines der beiden Neutronen zerfallen und sich dann das so entstandene Proton mit dem anderen Neutron zu einem Deuteriumkern verschmelzen. Nun zerfällt so ein Neutron aber nur mit kleiner Wahrscheinlichkeit so schnell, und so eine Kernfusion von p und n kommt mir nochmal deutlich unwahrscheinlicher vor.

Oder es müsste zum Beispiel der

-Kern einen Deuteriumkern ausspucken und außerdem per beta-Zerfall ein Neutron in ein Proton umwandeln. Dass da allerdings von einem Atomkern ein Deuteriumkern ausgespuckt wird, würde ich für ziemlich ungewöhnlich halten, denn so energetisch günstig ist ein Deuteriumkern nicht im Vergleich zum Beispiel zu einem alpha-Teilchen. Was aus einem Atomkern bei einer Reaktion an "dicken Teilchen" herauskommt, sind ja normalerweise eher nur Heliumkerne (Alphateilchen) oder Neutronen.

Mir fällt also kein Grund ein, warum da unter anderem ein Deuteriumkern herauskommen sollte und könnte, anstatt einfach nur zwei Neutronen.

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Hey, Danke für den Link und für die Müsterlösung der Aufgaben !

Hab genau das Abitur geschrieben und bin mir jetzt sicher, dass ich in diesem Aufgabenteil (Kernphysik) volle Punktzahl haben Zunge

Auch wenn es vielleicht keinen interessiert, aber ich mussste das einfach loswerden !