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Student05
Anmeldungsdatum: 31.05.2007
Beiträge: 10
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 Student05 Verfasst am: 08. Jun 2008 17:08 Titel: Warum mehr Protonen als Neutronen im Kern? |
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Hi, kann mir jemand erklären warum es im Atomkern mehr Protonen als Neutronen gibt? |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 08. Jun 2008 17:38 Titel: |
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Die Erklärung ist ganz einfach:
Es stimmt ganz einfach nicht. Es gibt eine Vielzahl von Kernen, bei dennen es mehr Neutronen als Protonen im Kern gibt. Z.B.: Lithium, Beryllium, Uran und etliche mehr. Tatsächlich gibt es meistens sogar mehr Neutronen als Protonen im Kern. |
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Student05
Anmeldungsdatum: 31.05.2007
Beiträge: 10
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| Student05 Verfasst am: 08. Jun 2008 17:53 Titel: |
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Oh, kann auch sein, dass ich es falsch in Erinnerung habe. Vielleicht war die Frage auch genau anders herum gestellt worden. Gibt es einen Grund warum das so ist, dass es mal mehr Protonen als Neutronen oder umgekehrt im Kern gibt? Gibts da einen Zusammenhang mit der Stabilität der Kerne oder so?
Edit: Hat sich erledigt, habe eine Erklärung durch den Asymmetrieterm der Weizsäckermassenformel gefunden. |
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mitschelll
Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362
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| mitschelll Verfasst am: 09. Jun 2008 10:59 Titel: |
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| Student05 hat Folgendes geschrieben: |
Edit: Hat sich erledigt, habe eine Erklärung durch den Asymmetrieterm der Weizsäckermassenformel gefunden. |
Das ist ja mal eine einfache Erklärung !  
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Es irrt der Mensch, solang' er strebt.
Johann Wolfgang von Goethe |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 09. Jun 2008 18:15 Titel: |
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| Student05 hat Folgendes geschrieben: | | habe eine Erklärung durch den Asymmetrieterm der Weizsäckermassenformel gefunden. |
Das ist eine Beschreibung des Sachverhaltes, keine Erklärung.
Tipp:
In Atomkernen sind ja Protonen, und die sind positiv geladen und stoßen sich deshalb gegenseitig ab.
Was ist der "Klebstoff", der die Atomkerne trotzdem zusammenhält?
Was würdest du sagen, wie sich das Verhältnis von Klebstoff zu Protonenzahl bei zunehmender Kerngröße verändern sollte, damit der Kern möglichst stabil bleibt? |
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Student05
Anmeldungsdatum: 31.05.2007
Beiträge: 10
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| Student05 Verfasst am: 10. Jun 2008 21:40 Titel: |
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Nach dem Asymmetrieterm werden schwere Kerne ja immer mehr Neutronen anhäufen um die Coulomb-Abstoßung durch die Kernkraft teilweise zu kompensieren.
Der Klebstoff wird wohl die starke Wechselwirkung mit den Gluonen als Austauschteilchen sein.
Wie sich das Verhältnis verändert weis ich nicht genau, denn bei Wikipedia steht, dass die starke WW mit zunehmendem Abstand exponentiell abfällt. Ich vermute aber du meintest mit veränderter Kerngröße, dass mehr Protonen im Kern vorhanden sind. Dann dürfte das Verhältnis wohl ansteigen? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 10. Jun 2008 22:05 Titel: |
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| Student05 hat Folgendes geschrieben: | Nach dem Asymmetrieterm werden schwere Kerne ja immer mehr Neutronen anhäufen um die Coulomb-Abstoßung durch die Kernkraft teilweise zu kompensieren.
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Nicht nur teilweise, sondern ganz kompensieren; denn sonst würden die Kerne ja auseinanderfliegen.
| Zitat: |
Der Klebstoff wird wohl die starke Wechselwirkung mit den Gluonen als Austauschteilchen sein.
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Ja, oder noch einfacher gesagt, wären die Neutronen der Klebstoff, denn sie wechselwirken ja anziehend mit den Protonen, ohne zusätzliche positive Ladungen in den Kern mitzubringen. |
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Raptor
Anmeldungsdatum: 29.03.2008
Beiträge: 40
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| Raptor Verfasst am: 12. Nov 2008 16:37 Titel: |
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ich weiss, ich komme ein bisschen spät, aber wenns möglich wäre, ich hätte dazu noch ein paar fragen...
wenn neutronen der klebstoff sind, mit dem das Atom zusammengehalten wird, wie kommt es dann, dass beim Beschuss von Neutronen z.b. Uran instabil wird und zerfällt?
Und zerfall tritt doch auch dann ein, wenn der Kern allgemein zu schwer wird. Bei gleich bleibender Protonenzahl heisst das dann doch, dass Die zusätzliche Masse durch zusätzliche Neutronen erzeugt wird. Sollte der Kern dann nicht eher stabiler als instabil werden??
Und noch ne Frage die damit jetzt nichts direkt zu tun hat: Woher bekommt man eigentlich die Neutronen, mit denen man dann z.b. Uran beschiessen kann, damit sich das Uranatom spaltet?
Schonmal Danke für jede Hilfe! |
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Hagbard
Anmeldungsdatum: 07.02.2006
Beiträge: 320
Wohnort: Augsburg
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| Hagbard Verfasst am: 12. Nov 2008 18:59 Titel: |
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Neutronenquelle
Kerne haben eine Zerfallswahrscheinlichkeit, wenn sich aus ihren Bestandteilen Atomkerne anderer Elemente zusammensetzen lassen. Diese Zerfälle passieren statistisch und enden erst, wenn sich der stabile Kern eines Elements ergeben hat und laufen in Richtung "Energieärmerer Zustand".
Wie Neutronenbeschuss zum Kernzerfall führen kann lässt sich u. a. auch bei Wikipedia nachlesen. Die einfachste Vorstellung ist, das Billardkugelmodell  .
Gruß
_________________
Immer schön die Kirche im Dorf lassen... und dann in die Stadt ziehen. |
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Raptor
Anmeldungsdatum: 29.03.2008
Beiträge: 40
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| Raptor Verfasst am: 12. Nov 2008 19:15 Titel: |
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ok, so wie ich das verstanden habe wird zur Neutronengewinnung eben irgendein kern gespalten oder zum zerfall gebracht, der dadurch Neutronen abgibt und die fängt man ein. ist das richtig so?
| Zitat: | | Wie Neutronenbeschuss zum Kernzerfall führen kann lässt sich u. a. auch bei Wikipedia nachlesen. Die einfachste Vorstellung ist, das Billardkugelmodell |
Habe bei Wikipedia gesucht, aber nichts gefunden in dieser Art.
Vom Namen her würde ich sagen funktioniert das so, dass der "Aufschlag" des Neutrons im Kern eine Spaltung auslöst, allerdings kann ich mir nicht vorstellen, dass das so richtig ist.
und ausserdem ist es doch nicht nur der Beschuss von Neutronen, der den Kern instabil werden lässt, sondern auch der bloße Überschuss an Neutronen. wenn po-218 zu pb-214 zerfällt ist es ja instabil, das endprodukt dieser zerfallsreihe, also pb-206 aber nicht. Hier wird ja nicht mit Neutronen geschossen, und laut obigem Post bedeutet ein zusätzliches Neutron ja dann theoretisch zusätzlichen Kleber, der den Kern zusammenhalten sollte.. er dürfte also nicht zerfallen...
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Nov 2008 01:35 Titel: |
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| Raptor hat Folgendes geschrieben: |
Vom Namen her würde ich sagen funktioniert das so, dass der "Aufschlag" des Neutrons im Kern eine Spaltung auslöst, allerdings kann ich mir nicht vorstellen, dass das so richtig ist.
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"Aufschlag" klingt nach kräftiger kinetischer Energie, die man da hineinbraten müsste. Ich würde aber sagen, eher das Gegenteil ist der Fall: Denn wenn man einem Atomkern ein zusätzliches Neutron einverleiben möchte, dann geht das oft viel besser, wenn das Neutron dabei langsam auf den Kern zufliegt.
| Zitat: |
und ausserdem ist es doch nicht nur der Beschuss von Neutronen, der den Kern instabil werden lässt, sondern auch der bloße Überschuss an Neutronen.
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Einverstanden. Es geht also mehr ums "Neutron einverleiben" als um "Neutronenaufschlag".
| Zitat: |
und laut obigem Post bedeutet ein zusätzliches Neutron ja dann theoretisch zusätzlichen Kleber, der den Kern zusammenhalten sollte.. er dürfte also nicht zerfallen...
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Na, das Bild vom Kleber würde ich mir nicht in dem Sinne vorstellen, dass mehr Kleber besser klebt.
Das ist ja bei Kleber oft auch gar nicht so.
Stell dir da vielleicht lieber einen Kleber vor, der zwar prima zwei Kugeln aneinanderkleben kann, aber längst nicht so prima klebt, wenn der Kleber mit sich selbst zusammenhalten soll, und das womöglich auch noch bei einer dicken Kleberschicht. Also sozusagen einen Kleber, den man dünn genug auftregen muss, damit er vernünftig Dinge zusammenklebt. |
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Raptor
Anmeldungsdatum: 29.03.2008
Beiträge: 40
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| Raptor Verfasst am: 13. Nov 2008 19:11 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | "Aufschlag" klingt nach kräftiger kinetischer Energie, die man da hineinbraten müsste. Ich würde aber sagen, eher das Gegenteil ist der Fall: Denn wenn man einem Atomkern ein zusätzliches Neutron einverleiben möchte, dann geht das oft viel besser, wenn das Neutron dabei langsam auf den Kern zufliegt. |
es gibt doch zwei (hauptsächliche) Arten der Reaktion nach dem Aufnehmen eines Neutrons:
1. Der Kern zerfällt über alpha oder beta-Zerfall
2. Der Kern spaltet sich
Nun dachte ich immer, bei normaler Neutronenaufnahme kommt es zu fall1, also dem "friedlicheren" Zerfall
und wenn da ein Neutron so richtig angeschossen kommt mit viel Energie, dann spaltet sich der Kern durch die Energie des Neutrons sich.
aber das würde dann ja nicht stimmen, wie funtioniert es denn dann
Uran kann doch auf beide Arten reagieren, wie macht man es dann dass es sich im Atomkraftwerk spaltet (denn dass es da nur n bisschen zerfällt kann man ja nicht brauchen, man braucht doch die Spaltenergie...) |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 13. Nov 2008 20:04 Titel: |
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Die Kerne zerfallen ja über die Strahlung, da sie, wie dermarkus schon sagte, "Kleber auf Kleber kleben müssen" - also Neutron auf Neutron; denn schau dir einmal die Ordnungszahl und Nukleonenzahl von Uran an. Welches Verhältnis haben wir da von Neutronen:Protonen? |
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Raptor
Anmeldungsdatum: 29.03.2008
Beiträge: 40
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| Raptor Verfasst am: 13. Nov 2008 20:16 Titel: |
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ein genaues Verhältnis von Uran Neutronen:Protonen gibt es ja nicht, weil es gibt ja verschiedene Arten, von Uran, also U-235, U-238 etc.
aber auf jeden fall hat es deutlich mehr Neutronen als Protonen, Protonen sind ja immer gleich (92)
also sind bei den beiden angegebenen Beispielen die Verhältnisse
92:163 und 92:166 (hoffe das stimmt^^)
aber das beantwortet meine Frage ja nicht:
warum zerfällt z.b. in der U-235 und U-238 Zerfallsreihe das Uran per Alpha-Strahlung (also es "bröckelt" ja nur ein kleines Stück heraus)?
und warum "zerfällt"/spaltet sich dann im Reaktor U-236 (also U-235 mit einem Neutron beschossen) in zwei große Brocken (Kr-89 und BA-144)?
Und überhaupt, woher kommt denn die Energie? Ich glaube in der Schule hat man es mir mal so erklärt (ist ja immerhin 3 Jahre her dass wir das gemacht haben), dass dabei Masse in Energie umgewandelt wird. Wenn man aber die Masse von Kr-89 und Ba-144, sowie die 3 frei werdenden Neutronen zusammenzählt kommt man wieder auf dieselbe masse wie U-236. Entweder ist also die Masse, die sich in Energie umwandelt so extrem klein, dass man sie vernachlässigen kann in der Zählung oder die Energie muss von woanders kommen... |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 13. Nov 2008 22:48 Titel: |
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Die freigesetzte Energie ergibt sich durch den Massendefekt  .
Dies ist die Energie, die bei EINEM gespaltenen Atom entsteht.
Nun, ein nicht angeregtes U-235er Atom (oder andere radioaktive) zerfällt auf Grund der instabilität, auf der "Suche" nach einem stabileren Zustand.
Wenn die Atome nun "schlagartig" eine noch größere instabilität "erreichen", spalten sie sich, würde ich nun sagen .
Ähnlich hast du es ja bei Kernwaffen, dort wird entweder per Gun-Design oder Konzentrierung in einem Punkt eine Überkritische Masse kreiert, die durch die konzentrierte Instabilität mit der Spaltung beginnt. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 19. Nov 2008 20:27 Titel: |
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| Raptor hat Folgendes geschrieben: | | Wenn man aber die Masse von Kr-89 und Ba-144, sowie die 3 frei werdenden Neutronen zusammenzählt kommt man wieder auf dieselbe masse wie U-236. |
Wie genau hast du das ausgerechnet? Magst du diese Rechnung hier mal zeigen, und dabei möglichst genaue Zahlen für die Massen nehmen?
Zum Vergleich: Weißt du vielleicht schon, wieviel Energie bei so einem Zerfall eines Urankerns frei wird? Welcher Massendifferenz zwischen Masse der Produkte und Masse des Ausgangskerns entspricht das? |
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Raptor
Anmeldungsdatum: 29.03.2008
Beiträge: 40
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| Raptor Verfasst am: 20. Nov 2008 17:55 Titel: |
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also ausgerechnet hab ich das ganz einfach:
kr-89 hat ja 89 Teilchen im Kern, also hat es auch die Masse 89
Ba-144 hat dann Masse 144
also 89 (kr) + 144 (Ba) + 3 (3 Neutronen) = 236 (wie Uran-236)
wo soll dann die Masse herkommen, die da in Energie verwandelt wird?
die Energie, die da frei wird wird meines Wissens in Elekronenvolt angegeben. Wieviel das ist weiss ich nicht und ist wahrscheinlich auch von Kern zu kern unterschiedlich, aber das sind glaube ich mehrere Megaelektronenvolt
wie viel Elektronenvolt ergeben denn zusammen ein Normales Volt? |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 20. Nov 2008 17:57 Titel: |
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Denk dran, dass Spannung Potentialdifferenz ist!
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Raptor
Anmeldungsdatum: 29.03.2008
Beiträge: 40
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| Raptor Verfasst am: 20. Nov 2008 18:39 Titel: |
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sry aber das hab ich nich geblickt.. =(
wo sind denn die Potentialdifferenzen beim Atom?
(wenn das ne total bescheuerte Frage ist, ich hab heut meinen total verwirrten Tag. hab in der schule nicht mal mehr mittelstufenmathe hingekriegt  ) |
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