Wie hängt die nukleare Stabilität mit dem Neutronen-Protonen-Verhältnis zusammen?
Antworten:
Der Kern ist instabil, wenn das Neutronen-Protonen-Verhältnis kleiner als 1: 1 oder größer als 1.5 ist.
Erläuterung:
In geringen Entfernungen besteht eine starke Kernkraft zwischen den Nukleonen. Diese Anziehungskraft kommt von den Neutronen.
Mehr Protonen im Kern brauchen mehr Neutronen, um den Kern zusammenzubinden.
Die Grafik unten zeigt die Anzahl der Neutronen in Abhängigkeit von der Anzahl der Protonen in verschiedenen Ställen Isotope.
Die stabilen Kerne befinden sich im rosa Band, bekannt als Gürtel der Stabilität.
Sie haben ein Neutronen / Protonen-Verhältnis zwischen 1: 1 und 1.5.
Je größer der Kern wird, desto schwächer werden die elektrostatischen Abstoßungen zwischen den Protonen.
Die nukleare Kraft ist ungefähr 100-mal so stark wie die elektrostatische Abstoßung.
Es funktioniert nur über kurze Strecken.
Ab einer bestimmten Größe kann die starke Kraft den Kern nicht mehr zusammenhalten.
Das Hinzufügen zusätzlicher Neutronen vergrößert den Abstand zwischen den Protonen.
Dies verringert ihre Abstoßung, aber wenn zu viele Neutronen vorhanden sind, ist der Kern wieder aus dem Gleichgewicht und zerfällt.