Atomkerngröße

Second_Q · Anmeldungsdatum: 30.09.2007 Beiträge: 155 Wohnort: DE

Hallo

Ich hab mal eine klein Zwischenfrage wie groß (maximale Anzahl der Protonen zu maximale Anzahl der Neutronen) kann ein Atomkern maximal werden, bevor die Starke Wechselwirkung den Atomkern nicht mehr zusammen halten kann.
Wahrscheinlich größer als:
Im Erweitertes Periodensystem 9. Periode Element Buo 218

mitschelll · Anmeldungsdatum: 06.12.2007 Beiträge: 362

Im erweiterten Periodensysten stehen Elemente, die man bisher noch nicht erzeugen konnte. Auch über deren Stabilität kann man bisher nichts eindeutiges sagen.

Das schwerste satbile Element, das bisher eindeutig nachgewiesen wurde, ist ein Isotop des Bleis.
Es sind zwar schon schwerere Kerne hergstellt worden, die aber entweder nicht wirklich stabil waren oder bei denen die Forschungsergebnisse an sich umstritten sind.

Wenn Du mehr darüber wissen wilst, musst Du unter dem Stichwort "Magische Zahlen" recherchieren. Das sind Zahlen, die angeben, bei welcher Anzahl an Protonen oder Neutronen Kerne besonders stabil sind. Es gibt theoretische Hochrechnungen, die sogenannte "Inseln" stabiler Kerne bei hohen Kernzahlen vorhersagen.

jhm · Anmeldungsdatum: 06.05.2008 Beiträge: 73 Wohnort: Münster

mitschelll · Anmeldungsdatum: 06.12.2007 Beiträge: 362

Ja klar, "stabil" muss man im richtigen Zusammenhang sehen. Das kann unter Umstände heißen, dass die Kerne nur einige Sekunden exisitieren.
Das ist im Vergleich zu den Kernen, die bereits nach einigen

s zerfallen sind, schon recht stabil.

Second_Q · Anmeldungsdatum: 30.09.2007 Beiträge: 155 Wohnort: DE

Die Frage bezieht sich auf die theoretisch (nicht auf die praktische) erreichbare maximalste Atomkerngröße (maximale Anzahl der Protonen zu maximale Anzahl der Neutronen), bevor die Starke Wechselwirkung das Atom nicht mehr zusammen halten kann.

Wenn es nach der Definition von „stabil“ geht wieglange die Zeitspanne ist, wenn ein Atomkern unter Abgabe von Strahlung zerfällt dann ist die Zeitspanne hier die Planck-Zeit von ca.

.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

"Lebensdauer kleiner oder gleich Planckzeit" halte ich für ein sehr theoretisches Maximum. (Denn so etwas liegt ja weit jenseits der bisherigen experimentellen Erfahrungen. Dass es immer größere Atomkerne mit immer kürzeren Lebenszeiten geben kann, halte ich für eine unbestätigte Hypothese. Ich könnte mir ebensogut vorstellen, dass es da viel früher als bei Erreichen der Planckzeit schon ab irgendeiner Anzahl von Protonen und Neutronen, die da zu einem "Kern" zusammenkommen sollen, vielleicht gar keinen Sinn mehr macht, von einem Atomkern zu sprechen, weil so ein Protonen-Neutronen-Salat dann überhaupt nicht mehr als Ganzes zusammenbleibt.)

Praktische Maxima für tatsächlich existierende Kerne sind da zunächst wohl interessanter: Gut merken kann ich mir folgende Größenordnungen:

Die größten stabilen Kerne findet man in der Nähe von Blei (also knapp über 200 u).

Die größten fast stabilen Kerne (die zwar zerfallen, aber eine sehr, sehr lange Halbwertszeit haben) findet man in der Nähe von Uran, also bei etwa 250 u.

Wenn man detaillierter in eine Nuklidkarte schaut, siehe z.B.

http://atom.kaeri.re.kr

, findet man da als "Rekordhalter" der stabilen Kerne Wismut 209 (

) mit 83 Protonen und 126 Neutronen (Also ein Neutronen-Protonen-Verhältnis von

)

und als Rekordhalter der "so gut wie stabilen Kerne" vielleicht Curium 248 (

) mit einem Neutronen-Protonen Verhältnis von knapp 1,6 .

Zwar geht der allgemeine Trend bei größeren Atomkernen wohl (so weit es überhaupt noch Atomkerne geben kann) tendenziell zu kürzeren Halbwertszeiten; eine einfache theoretische allgemeingültige Formel würde ich dafür allerdings eher nicht erwarten.

Zum Beispiel sind Atomkerne mit abgeschlossenen Protonen- und/oder Neutronen-Schalen stabiler als andere vergleichbar große Kerne. Zu diesen "stabileren" Kernen gehören zum Beispiel die besonders stabilen sogenannten doppelt magischen Kerne

,

oder

, aber auch die schwersten bisher entdeckten Elemente um Z=114 herum gehören zu einer solchen "Insel der Stabilität".

Second_Q · Anmeldungsdatum: 30.09.2007 Beiträge: 155 Wohnort: DE

Wie groß kan denn nun ein Atomkern maximal werden ?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die aktuelle experimentelle Antwort darauf ist: Man hat Kerne mit bis zu Z= ungefähr 114 erzeugen können. (vergleiche zum Beispiel

http://physicsworld.com/cws/article/news/18954 )

Wenn du dir auf diese Frage eine Antwort von einem theoretischen Kernphysiker wünschst, dann vermute ich, dass der dir etwas sagen würde wie: "Wir können zwar aufgrund unserer Modelle versuchen, Vorhersagen zu machen, welche Atomkerne am ehesten stabil sein könnten, wenn es sie denn gibt. Aber welche Atomkerne es tatsächlich geben kann, das wissen wir natürlich erst dann mit Sicherheit, wenn man sie im Experiment auch wirklich gefunden hat und diese Experimente erfolgreich überprüft werden konnten."

Tejas · Anmeldungsdatum: 14.09.2007 Beiträge: 11 Wohnort: Mainz

Hi,

die Sache mit der Größe ist gar nicht so pauschal beantwortbar. Als Beispiel: Lithium 11 ist etwa so groß wie Uran!!!! Außerdem gibts es noch anregungszustände, die manche Kerne riesig werden lassen. Dysprosium kann zum Beispiel gigantische Kernspins annehmen und sich extrem verformen. Aber wie groß diese Kerne dann sind, kann ich dir leider nicht sagen.

Ciao,

Tejas

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Second_Q · Anmeldungsdatum: 30.09.2007 Beiträge: 155 Wohnort: DE

Wie kann denn das gehen