Alphazerfall

Jokeria · Gast

Meine Frage:
Hallo :)

Wenn sich im Atomkern ein Heliumkern gebildet hat, gelangt dieser ja durch die hohe Bindungsenergie pro Nukleon in einen quasi-gebundenen Zustand. Dieser quasi-gebundene Zustand gibt mir Rätsel auf:
Vor der Bildung des Heliumkerns sind die Nukleonen ja fest gebunden durch die starke Wechselwirkung.
Aber was hält nun den Heliumkern im quasigebundenen Zustand noch im Kern?

Man liest auch häufig, dass die Tunnelwahrscheinlichkeit auch von der Häufigkeit abhängt, mit der der Heliumkern gegen den Kernrand stößt.
Aber welcher "Rand" hält den Heliumkern auf? Müsste der Kern das Alphateilchen nicht über die Coulombabstoßung "loswerden" wollen?

Meine Ideen:
Ist es wirklich nur die starke Kernkraft, die das Teilchen einsperrt?
Oder sind es vielleicht die anderen Protonen denen das Alphateilchen auf seinem Weg aus dem Kern abhalten? Aber was wäre dann mit Alphateilchen, die sich am äußeren Kern bilden?

In der Literatur steht es immer so, als ob der Coulombwall in beide Richtungen wirken würde und das Teilchen bei Zerfall daran hindert, auszutreten und bei Fusion daran hindert, einzutreten. Letzteres kann ich mir erklären, aber ersteres macht für mich irgendwie keinen Sinn.

Vielleicht kann mir ja jemand sagen, was das Alphateilchen jetzt konkret am Austritt hindert smile

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Es handelt sich hier um die Veranschaulichung eines stark vereinfachenden quantenmechanischen Modells des Alphazerfalls (GAMOV, CONDON, HENRY 1928), quasi das Verlassen eines Alphateilchen aus dem sphärischen Potentialtopf. Wie gut dieses Modell die sehr unterschiedlichen Alphazerfälle beschreibt (beispielsweise bei schweren, stark deformierten Kernen) - KA.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18052

Das Potentialtopfmodell ist anschaulich, jedoch extrem stark vereinfacht.

Man stelle sich vor, dass viele Nukleonen gemeinsam eine "Suppe" bilden, die dann ein einzelnes, weiteres Nukleon als Potentialtopf wahrnimmt, d.h. es erfährt ein "effektives" Potential.

Durch die starke Wechselwirkung resultiert für kleine Abstände ein recht tiefer Potentialtopf. Für größere Abstände liefert dieses Modell ein Potential der Form

Dieses fällt wesentlich schneller ab als das Coulombpotential

so das letztlich die el.-mag. WW dominiert.

Allerdings ist dieses vereinfachte Bild nicht in der Lage, bestimmte Effekte zu erklären: z.B. gaben wir zwischen zwei Neutronen keine abstoßende Kraft; warum existiert also ein Deuteron, jedoch kein Di-Neutron? außerdem kann das Potentialmodell nicht erklären, wie man von einem effektiven Potential eines Nukleons resultierend aus den anderen N-1 Nukleonen zu einem anderen effektiven Potential eines alpha-Teilchens resultierend aus den anderen N-4 Nukleonen gelangt.