Ursachen des Kernzerfalls

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Meine Frage:
Habe nach den Ursachen des Kernzerfalls recherchiert und nichts gefunden. Merkwürdig.

Meine Ideen:
Idee: Atomkerne werden von Neutrinos getroffen. Da die kaum mit Masse interagieren, ist ein Treffer recht zufällig, aber möglich. Und bei großen Atomkernen wahrscheinlicher als bei kleinen.
Wenn Neutrinos eine bevorzugte Flugrichtung haben (z.B. von der Sonne), müsste beim Drehen einer langen Probe (Länge deutlich größer als Höhe und Breite) der Zerfall je nach Richtung unterschiedlich schnell laufen.
Ein Schuss mit einem Neutrino wird dann eher einen Kern treffen, wenn viele Kerne hintereinander angeordnet sind. Andererseits treffen von der "Breitseite" deutlich mehr Neutrinos auf die Probe. Dumm, dass man die Neutrinos für diesen Versuch nicht abschirmen kann.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Hast Du schon nach den physikalischen Eigenschaften von Neutrinos recherchiert?

Wo hast Du etwas über eine nennenswerte Wechselwirkungswahrscheinlichkeit von Neutrinos mit Atomkernen gelesen?

Warum heißen Neutrinos so? Könnte diese Namensgebung etwas mit der Neutralität bezüglich einer Wechselwirkung mit Materie zu tun haben?

Wenn deine Vermutung zu treffen würde, wäre dann nicht jeder Mensch eine tickende radioaktive Zeitbombe? Wozu dann die Aufregung um Atommüll? Wir müßten dann alle Strahlen wie Uran, oder nicht? Und noch weiter gedacht dürfte uns Radioaktivität doch gar nichts anhaben, wenn deine Vorstellung zutreffend wäre. Neutrinos gibt es quasi wie Sand am Meer. Jederzeit werden wir von denen getroffen, da gibt es gar kein Entkommen. Wie passt das zu deiner Theorie?

Merkwürdig, merkwürdig grübelnd

Gruß von Bruce

## · Gast

Ein Atomkern benötigt Energie zur Spaltung.

Diese Energie kann von hochenergetischen Teilchen, wie z. B. Neutrinos oder Neutronen, sowie von elektromagnetischen Wellen geeigneter Frequenz stammen.

Je schwere ein Atomkern ist, desto eher wird er ein Teilchen resonant einfangen.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Mir persönlich gefällt die Idee von Brillant.

Früher hat man angenommen, dass
"das Atom aus gleichmäßig verteilter, positiv geladener Masse besteht, in der sich die negativ geladenen Elektronen bewegen."
http://de.wikipedia.org/wiki/Thomsonsches_Atommodell

Speter stellte sich heraus, dass Atom massiven Kern besitzt.

"Rutherfords Mitarbeiter Hans Geiger und Ernest Marsden führten einen Versuch mit Alpha-Strahlen durch.[1] Als Strahlenquelle diente Wismut-214. Die austretenden Alpha-Teilchen trafen auf eine Platin-Platte als Reflektor. Unerwartet war, dass wenige Teilchen (ca. 1 von 8000) von der Metallschicht zurückgeworfen wurden, als ob sie auf ein massives Zentrum im Inneren der Atome gestoßen wären. Dieses massive Zentrum im Inneren des Atoms bezeichnete Rutherford als Atomkern.

„It was almost as incredible as if you fired a 15-inch shell at a piece of tissue paper and it came back and hit you.“ "
http://de.wikipedia.org/wiki/Rutherfordsches_Atommodell

Setzen wir das Spiel weiter vor.
Warum darf man nicht wie Brillant annehmen, dass der Atomkern ähnliche Struktur wie eine russische Matrjoschka hat, also nicht gleichmäßig verteilte Masse darstellt, sondern, dass diese auf extrem kleinen Punkt konzentriert ist?
Was spricht dagegen?

Dann ist das Wechselspiel von Neitrino und Materie äußerst selten, nicht nur weil Neitrino neutral ist, sondern auch, dass Querschnitte so extreme klein sind.
Wahrscheinlichkeit, dass Neitrino auf Materie in diesem Fall trifft ist extrem gering, ist aber nicht gleich Null.
Dafür spricht, dass Kernzerfall bemerkenswert nicht mit Alter des Kerns korreliert.

Mich persönlich interessieren Argumente dagegen die begründen warum die Neitinos nicht für Kernzerfall verantwortlich gemacht werden können.

Hamilton · Gast

Natürliche Radioaktivität hat nichs damit zu tun, dass Kerne durch andere Teilchen zerstört werden. Kerne bzw. Nukleonen in den Kernen zerfallen stattdessen spontan - ohne spezielle Einwirkung von außen.

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Hamilton: "Nukleonen in den Kernen zerfallen stattdessen spontan - ohne spezielle Einwirkung von außen."
Und wie erklärt sich dann die - angeblich - so genau vorausbestimmte Halbwertszeit? Oder anders gefragt: Woher weiss ein Kern, dass er jetzt dran ist?

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

[b]Bruce:[/b] "Wenn deine Vermutung zu treffen würde, wäre dann nicht jeder Mensch eine tickende radioaktive Zeitbombe?"
Ist er mit Sicherheit, C14 zerfällt. In der Krebsforschung wird vermutet, dass Zellen dadurch entarten, dass sie von aussen "beschossen" werden. Was könnte da sonst getroffen werden als Atome? (Keine Ahnung ob Kerne oder Elektronen - sonst haben Atome ja nichts, oder gibt es neue Entdeckungen?)

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Bruce: "Wo hast Du etwas über eine nennenswerte Wechselwirkungswahrscheinlichkeit von Neutrinos mit Atomkernen gelesen?"

Darüber habe ich nichts gelesen. Aber wenn im Super-Kamiokande http://en.wikipedia.org/wiki/Super-Kamiokande eine gelegentliche Interaktion zwischen Neutrinos und Elektronen angenommen wird, ist eine Interaktion mit dem Kern wegen der Größe des Kerns doch viel wahrscheinlicher.

Chillosaurus · Anmeldungsdatum: 07.08.2010 Beiträge: 2440

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@brillant

Atome werden getroffen: Aber deren Elektronen und zwar von elektromagnetischer Strahlung, beta oder alpha Teilchen. Damit kommen die Mediziner klar. Neutrinobeschuss als zusätzlicher Zerfallskanal: Davon habe ich noch nie gehört oder gelesen. Aber man lernt ja nie aus!

Warum erwähnst Du C14? Bleib einfach beim C12, oder dem Sauerstoff im Wasser, denn die spielen im menschlichen Körper die erste Geige!

Was ist mit denen, warum werden die von den Neutrinos nicht zertrümmert?

Müsste nicht jeder Atomkern, vielleicht mit Ausnahme von Wasserstoff, durch Neutrinos zertrümmert werden können?

Was ist mit dem Sauerstoff im Wasser der Ozeane oder in der Luft? Alles Neutrino Targets: Müsste es da nicht viel stärker im Hintergrund strahlen?
Warum ist das Meer, was übrigens vor der systematischen Zerstörung durch den Menschen sehr viel mehr Leben enthielt als heute, nicht eine tödliche Strahlenhölle?

Gruß von Bruce

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Hallo Chillosaurus: "wenn du eine Münze wirfst, ..."

Hat jemand beobachtet, dass sich eine Münze selbst wirft? Mir nicht bekannt. Aber ein Atom soll sich "selbst" zerlegen.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@Brillant

So langsam wird es hier trollig, tschüß dann!

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Bruce: "Müsste nicht jeder Atomkern, vielleicht mit Ausnahme von Wasserstoff, durch Neutrinos zertrümmert werden können?"

Nöö. Die Kraft der Neutrinos reicht womöglich nicht aus, stabile Kerne zu teilen. Aber instabile Kerne freuen sich über jeden Anlass.

Aus diesem Grund kann eine Atombombe ja nur mit ausreichend Uran gemacht werden, weil Eisen nicht besonders freudig explodiert, wenn seine Atomkerne von Teilchen getroffen werden..

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

@Brilliant: nach so viel Spekulation sollten wir mal handfeste Physik betreiben.

Betrachten wir ein einfaches Quantensystem, das aus einem angeregten Zustand "e" in einen Grundzustand "g" sowie ein weiteres Teilchen "x" zerfällt. "e" steht dabei für einen angeregten Zustand eines Atoms das unter Aussendung eines Photons "x" in seinen Grundzustand "g" zerfällt, für einen instabilen Kernder unter Aussendung von Alpha-, Beta- oder Gammaquanten "x" in einen Kern "g" zerfällt, ...

Ein derartiges System wird durch einen initialen Zustand |e>, einen finalen Zustand |gx> sowie einen Hamiltonoperator H beschrieben. In vielen Fällen sind ausgehend von einem |e> verschiedene Zustände |gx>, |g'x'>, ... erreichbar; z.B. kann ein instabiler Kern in verschiedene Tochterkerne zerfallen.

Der Hamiltonoperator H beschreibt die gesamten Wechselwirkungen des Systems (prinzipiell der gesamten Kernphysik) vollständig. Die Zerfälle werden durch die Matrixelemente

beschrieben. Dabei werden ausgehend von einem bestimmten Zustand |e> alle Zustände |gx> betrachtet, wobei die meisten Matrixelemente Null, die entsprechenden Übergänge verboten sind. Für einen beliebigen Übergang bzw. Zerfall

folgt die Zerfallsrate u.a. aus dem Quadrat des o.g. Matrixelements.

Dabei ist nie ein einzelner Kern "jetzt" an der Reihe, je Zeiteinheit kann nur eine Wahrscheinlichkeit für den Zerfall eines Kerns angegeben werden.

frustudent · Gast

Um es kurz zu machen:

Deine Idee ist falsch, weil:
1. Reine Spekulation, kein theoretisches Fundament, keine einzige Rechnung, einfach nur eine wilde Behauptung ohne Hintergrundwissen
2. Keine experimentellen Ergebnisse, mit denen man das belegen könnte
3. Lies doch einfach ein wenig zu Kernmodellen, bereits mit den einfachen Modellen (Potentialtopfmodell, Tröpfchenmodell) kann man Kernzerfall erklären

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Zerfall des freien Neutrons
"Die Lebensdauer für diesen Zerfall beträgt 880,1 ± 1,1 Sekunden"
http://de.wikipedia.org/wiki/Leben
Neutronensttern besteht hauptsächlich aus Neutronen
http://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenstern
zerfällt aber nicht so schnell.

Welche plausible Erklärung gibt es für dieses Phänomen?
Warum zerfallen freie Neutronen so schnell?
https://www.mpp.mpg.de/~rwagner/skript/Neutronenzerfall.html

frustudent · Gast

Ich bin kein Astrophysiker, aber ich vermute folgendes:

Wahrscheinlich zerfallen Neutronen im Neutronenstern. Aber aus dem gleichen Grund, wieso ein Neutronenstern entsteht, werden aus den Protonen, Elektronen und dem Antineutrino wieder ein Neutron und ein Neutrino.
Somit würde der gesamte Neutronenstern nicht zerfallen.

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

TomS: "nach so viel Spekulation sollten wir mal handfeste Physik betreiben."

Ich stellte eine Frage, meine Überlegungen dazu sind spekulativ. Und offenbar sprechen wir verschiedene Sprachen. Du verstehst meine Frage nach der Ursache nicht, antwortest mit Formeln, die nicht meine Sprache sind.

Kannst du das Ergebnis deiner Formeln in meine Sprache übersetzen und mir die errechnete Ursache nennen, wer oder was Kerne zum Zerfall anstösst?

Ich habe das Gefühl, die Formeln führen gar nicht zu einer Antwort, sondern vernebeln das Problem.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@Brillant

Ich probiere es noch mal ohne mathematische Argumente:

Wenn deine Behauptung stimmen würde, daß der Zerfall eines instabilen Atomkerns erst
durch die Wechselwirkung mit einem Neutrino ausgelöst wird (Wurf der Münze), dann müssten
doch die Halbwertszeiten der zerfallenden Atomkerne von der Energieverteilung und
der Konzentration der Neutrinos am Ort der Messung abhängen, oder?

Die Kernzerfälle, die wir hier auf der Erde beobachten, würden nach deiner Hypothese
durch die Neutrinos ausgelöst, die im wesentlichen von der Sonne kommend die Erde treffen.
Deutliche Schwankungen dieses Neutrinostroms sollten dann auch zu deutlichen Schwankungen
in den messbaren Halbwertszeiten der instabilen Atomkerne führen.

Wird das beobachtet? Die Sonnenaktivität schwankt auf jeden Fall und damit auch
der Teilchenstrom von der Sonne zur Erde! Warum beträgt die gemessene Halbwertzeit
für z.B. Jod 131 etwa 8 Tage und nicht heute 6 Tage und zwei Jahre später wieder 10 Tage?

Hast Du eine Antwort?

Gruß von Bruce

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@jh8979
Ich sehe dieses Thema hier als physikphilosophisches Spielchen von Leuten
mit wenigen Vorkenntnissen aus der Kern- und Astrophysik. Das Neutrinos
bei Kernzerfällen eine wesentliche Rolle spielen, habe auch ich noch nie gelesen oder gehört. Macht aber trotzdem Spaß wild herum zu spekulieren, denn die Einwände und Vorschläge von D2 und Brillant sind ja keineswegs dumm.

Wir wollen nur spielen Tanzen

@D2
Ja ich glaube Du hast recht: Mein Gegenargument war nicht ganz ausgereift.
Vermutlich ist der von der Sonne kommende Neutrinostrom zu konstant, als das wir
hier über menschliche Zeiträume gemessen, darin Schwankungen merken könnten.

Aber was hälst Du davon, eine Halbewertszeitmessung im Neutrinostrom eines
Kernreaktors oder eines Teilchenbeschleunigers zu machen. Sollte man da nicht
einen messbaren Effekt auf die Halbwertszeiten messen können?

Gruß von Bruce

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Bruce: "Deutliche Schwankungen dieses Neutrinostroms sollten dann auch zu deutlichen Schwankungen in den messbaren Halbwertszeiten der instabilen Atomkerne führen."

Ja, das wäre die Konsequenz meiner spekulativen Überlegung. Ich weiss aber nicht, ob die variablen Sonnenflecken Einfluss auf Neutrinoströme haben. Wobei ich das Wort "Neutrinos" nur stellvertretend verwende für eine "Kraft", die Atomspaltung anstösst.

Wie ist es denn um die Sonden bestellt, die das Sonnensystem verlassen? Kann man da eine unerwartete Verringerung der "atomaren" Energieversorgung feststellen?

Bruce: "Warum beträgt die gemessene Halbwertzeit für z.B. Jod 131 etwa 8 Tage und nicht heute 6 Tage und zwei Jahre später wieder 10 Tage?"

Warum beträgt die Zeitabweichung zwischen lokalen und bewegten Uhren nicht zwei Stunden pro Tag? Sie ist winzig, aber nachgewiesen.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Analogie: Im Mittelalter glaubte man (das Volk?). dass Mäuse aus Dreck entstehen.

Wenn ich diese Diskussion ins Mittelalter zurück versetze, treten dann also Fachleute auf und wissen, dass Mäuse nicht aus Dreck entstehen. Meine Frage ist, woraus denn sonst? Fachleute: Von selbst. Automäuse sozusagen ;-)

Ahhhh - ja.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@jh8979
Mit unseren Physikförmchen können wir aber auch schöne Sachen backen!

2 x 3 macht 4 -
widdewiddewitt und 3 macht 9e !
Ich mach' mir die Welt - widdewidde wie sie mir gefällt ...
Hey - Pippi Langstrumpf hollahi-hollaho-holla-hopsasa
Hey - Pippi Langstrumpf - die macht, was ihr gefällt.

3 x 3 macht 6 - widdewidde Wer will's von mir lernen ?
Alle groß und klein - trallalala lad' ich zu mir ein

Spass muß sein, auch im knallharten Physik-Business Prost

Schluss jetzt mit dem Unfug, ich geht jetzt schlafen.

Gute Nacht allerseits!

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Bei der Recherche zur Sonde Cassini (Sonderthema variable Radioaktität) bin ich auf diesen Artikel gestoßen, der meine Idee stark untermauert:

Einfluss der Sonne auf radioaktiven Zerfall?

"Die Wissenschaftler stellen nun die Hypothese auf, dass diese Neutrinos auf bisher unbekannte Weise mit radioaktiven Elementen auf der Erde reagieren und die Zerfallraten verändern"

http://www.scilogs.de/wblogs/blog/z-uuml-ndspannung/astrophysik/2010-08-31/einfluss-der-sonne-auf-radioaktiven-zerfall

Ich schwöre, dass ich diesen Artikel erst jetzt entdeckt habe.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden