Kernphysik

SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift
by: Christian Krause, Matr. 1956616 3 KERNZERFÄLLE UND INSTABILITÄTEN, RADIOAKTIVITÄT
3.4.1 Phänomenologie
Tritt bei Kernen aller Massen auf
Bsp: 225
88 Ra β−
−→ 225
89 Ac (Radium → Actinium)
15
8 O β+
−→ 15
7 N
α-Zerfall: Alle Erhaltungssätze werden durch α− und Tochterkern erfüllt
β-Zerfall: Problem
Z.B. E- und p-Erhaltung: (Mutterkern ruht):
→ E kin
e =
µ T
µ T + m e
· ∆E Fester Wert!
Beobachtung weicht hiervon ab.
Falls nur e emittiert wird: Widerspruch zu Erhaltungssätzen.
Spinerhaltung ist ebenfalls verletzt! n → p + e − + ν e , p → n ≠ e +
Auch: Spin(p)= 1/2, Spin(n)=1/2, Spin(e)=1/2 ⇒ Widerspruch
z.B. Reaktion 6 2He β−
−→ 6 3Li + e −
∃ Fälle, in denen Li-Kern und e − in den selben Halbraum emittiert werden!
⇒ Postulat (W.Pauli): Es muss beim β-Zerfall ein weiteres Teilchen emittiert werden.
Spin=1/2, Ladung= 0, Masse: Abschätzung:
Maximale E-Differenz zwischen freigewordenem E B und E e kin
Falls zusätzliches Teilchen ruht: E-Fehlbetrag m T eilchen · c 2
+ ET
ochter
kin
→ Abschätzung: m T eilchen 0, 2eV ≈ 4 · 10 −7 m e
1930: Teilchen = “Neutrino“ = “kleines Neutron“, ν e , q = 0, s = 1/2, m νe