Kernphysik

SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift
by: Christian Krause, Matr. 1956616 6 KERNREAKTIONEN
z.B.: d + d ∗∗ → 4 2He ∗ → 3 2He + n + 235 MeV
oder 4 2He ∗ → 4 2He ∗ → 3 1H + p4.0 MeV
**: Reaktionsschwelle wird überschritten
6.2 Erhaltungssätze
Erhalten sind:
• Energie
• Impuls
• Gesamt-Drehimpuls ⃗ J = ⃗ L + ⃗ I
• Nukleonenzahl
• Ladung
Parität: P: = Verhalten der Wellenfunktion unter Punktspiegelung am Ursprung
Ψ(r, Θ, ϕ) = Ψ(r, π − Θ, ϕ + π) = (±1) · Ψ(r, Θ, ϕ) mit (±1) = Parität P
Starke WW, Coulomb-WW erhält die Parität → Auswirkung auf Auswahlregeln. (Schwache WW
erhält die Parität nicht!)
Bsp: Kugelsymm. Potential Ψ(r, Θ, ϕ) = R(r) · Y lm (Θ, ϕ)
P (Y lm ) = (−1) l R ist symmetrisch unter Punktspiegelung → P (R) = 1
Paritätserhaltung: ∆l gerade.
→ Spin-Flips in Kernen sind verboten: ∆I = ±1
J = L ⃗ + I ⃗ ⇒ ∆j = 0
} {{ }
⇒ ∆l = gerade ⇒ Widerspruch!
Drehimpulserhaltung
∆l = ±1 bei Spin-Flips.
6.3 Beispiele für stossinduzierte Reaktionen
1. (α, p)-Reaktion, α-Teilchen = a, p=b, erste künstliche Kernumwandlung, Rutherford/Blackelt
1924
α + 14
7 N → 17
8 O + p
Damit möglich: Reaktions-Spektroskopie: α + 27
13Al → 31
15P ∗ → 30
14Si + p
Photonen werden mit zwei Energien emittiert. Ekin 1 ≈ 2, 26 MeV, E2 kin ≈ 1, 1 MeV,
∆E kin =Anregungszustand
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