Kernphysik

SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift
by: Christian Krause, Matr. 1956616 6 KERNREAKTIONEN
z.B. A 60Nd + γ V ibration −→
A−j
60 Nd + j · n
E der Neutronen als Funktion von E γ ⇒ Riesenresonanz
“Entmischungsschwingung“: Alle Protonen schwingen relativ zu den Neutronen
6 Kernreaktionen
= Inelastische Stösse, welche das Targes-Nuklid ändern. (n,p) ändert sich, Umwandlung chem.
Elemente.
Projektil: p,n, α; π ± , π 0 , andere kleine Nuklide.
typisch: Reaktionen besitzen Schwellen-Energie, die überwunden werden muss. Durch E kin des
Projektils.
Falls E kin > E Schwelle Reaktion möglich. Falls E kin < E Schwelle elastische oder inelastische Streuung
oder Kernreaktion durch Tunneln.
6.1 Einfache Beispiele für Kernreaktionen
Beschreibung: Projektil α, Eingangskern X, Ausgangskern Y, b
a + X → Y + b; = X(a,b) → Y
Variationen
1. Nichtreaktiver, inelastischer Stoß: a + X → X ∗ + a
2. Reaktive Streuung: b ≠ a, X ≠Y: z.B.: 7 3Li + p → 7 4Be + n → 4 2 He + 3 1 H + p
In der Regel: α-Emission, n,p-Emission wird nicht als Spaltung bezeichnet
3. Stossinduzierte Spaltung: X spaltet sich in zwei ≈ gleich große Fragmenge: X + a → Y 1 , Y 2 + b
z.B.: n + 238
92 U → 239
92 U ∗ → A 1
z 1
Y 1 + A 2
z 2
Y 2 + j · n + γ mit j ∈ {1...6}
Alle Reaktionen hängen von E kin (P rojektil) ab. (Barriere ist zu überwinden).
Energiebilanz: M(a) + M(X) = M(Y) + M(b) + Q mit Q=Wärmetönung, Q > 0 exotherm,
c2 Q < 0 endotherm
Vorstellung: Compound-Kern (Niels Bohr)
Eingangsteilchen verbinden sich zu angeregtem Nuklid X ∗ , das schnell vergisst, wie es entstanden
ist. → Zerfall ist ≈ unabhängig vom “Eingangskanal“
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