Spiegelkern: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 21. Februar 2022, 20:31 Uhr

Spiegelkerne sind Paare von Atomkernen mit vertauschter („gespiegelter“) Protonen- und Neutronenzahl. Sie unterscheiden sich deshalb in der Kernladungszahl und stellen somit zwei verschiedene chemische Elemente dar. Spiegelkerne sind ein Spezialfall der Isobare.

Beispiele für Spiegelkerne:

Nuklid	Anzahl			Charakterisierung
Nuklid	Nukleonen A	Protonen Z	Neutronen N	Charakterisierung
${}_{10}^{22}\mathrm {Ne}$	22	10	12	gerader-gerader (gg) Kern
${}_{12}^{22}\mathrm {Mg}$	22	12	10	gerader-gerader (gg) Kern, radioaktiv
${}_{14}^{30}\mathrm {Si}$	30	14	16	gerader-gerader (gg) Kern
${}_{16}^{30}\mathrm {S}$	30	16	14	gerader-gerader (gg) Kern, radioaktiv
${}_{15}^{32}\mathrm {P}$	32	15	17	ungerader-ungerader (uu) Kern, radioaktiv
${}_{17}^{32}\mathrm {Cl}$	32	17	15	ungerader-ungerader (uu) Kern, radioaktiv
${}_{17}^{35}\mathrm {Cl}$	35	17	18	ungerader-gerader (ug) Kern
${}_{18}^{35}\mathrm {Ar}$	35	18	17	gerader-ungerader (gu) Kern, radioaktiv

Die Spiegelkerne sind für vergleichende Untersuchungen in der Kernphysik interessant. Beispielsweise unterscheiden sich in der Bethe-Weizsäcker-Formel die Bindungsenergien für Spiegelkerne nur durch den Coulomb-Anteil, der dann isoliert untersucht werden kann.

Mindestens einer von beiden Spiegelkernen ist immer radioaktiv, bei den uu-Spiegelkernen sogar stets beide. Mit Ausnahme der Paare ¹n und ¹H sowie ³H und ³He ist immer der Kern mit der höheren Protonenzahl radioaktiv.

Spiegelkerne zeigen in beeindruckender Weise, dass Protonen und Neutronen zwar unterschiedliche Ladung besitzen, sich aber ansonsten sehr ähnlich verhalten: Energieniveaus wie auch die dazugehörigen Spins und Paritäten von Spiegelkernen sehen sich zum Verwechseln ähnlich; der wesentliche Unterschied ist die Energie des Grundzustands durch Unterschiede im Coulombpotential.

Literatur

Povh, Rith, Scholz, Zetsche: Teilchen und Kerne, Springer, 4. Auflage 1997, ISBN 3-540-61737-X

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-'''Spiegelkerne''' sind [[Atomkern]]paare mit vertauschter [[Proton]]en- und [[Neutron]]enzahl. Sie unterscheiden sich deshalb in der [[Kernladungszahl]] und stellen somit zwei verschiedene chemische Elemente dar. Spiegelkerne sind ein Spezialfall der [[Isobar (Kernphysik)|Isobare]].
+'''Spiegelkerne''' sind Paare von [[Atomkern]]en mit vertauschter („gespiegelter“) [[Protonenzahl|Protonen-]] und [[Neutronenzahl]]. Sie unterscheiden sich deshalb in der [[Kernladungszahl]] und stellen somit zwei verschiedene [[chemisches Element|chemische Elemente]] dar. Spiegelkerne sind ein Spezialfall der [[Isobar (Kernphysik)|Isobare]].
 Beispiele für Spiegelkerne:
-* <math>{}^{22}_{10} \mathrm {Ne}</math> &nbsp; und &nbsp; <math>{}^{22}_{12} \mathrm {Mg}</math> &nbsp; ''gerade-gerade (gg) Kerne''
+{| class="wikitable"
-* <math>{}^{30}_{14} \mathrm {Si}</math> &nbsp; und &nbsp; <math>{}^{30}_{16} \mathrm {S}</math> &nbsp; ''gerade-gerade (gg) Kerne''
+|-
-* <math>{}^{32}_{15} \mathrm {P}</math> &nbsp; und &nbsp; <math>{}^{32}_{17} \mathrm {Cl}</math> &nbsp; ''ungerade-ungerade (uu) Kerne''
+! rowspan="2" | Nuklid || colspan="3" | Anzahl || rowspan="2" | Charakterisierung
-* <math>{}^{35}_{17} \mathrm {Cl}</math> &nbsp; und &nbsp; <math>{}^{35}_{18} \mathrm {Ar}</math> &nbsp; ''ungerade-gerader (ug) Kern und gerade-ungerader (gu) Kern''
+|-
+! Nukleonen A || Protonen Z || Neutronen N
+|- style="background: #F5F9FD"
+|<math>{}^{22}_{10} \mathrm {Ne}</math>
+|rowspan="2" align="center"| 22
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+|align="center"|12
+|gerader-gerader (gg) Kern
+|- style="background: #F5F9FD"
+|<math>{}^{22}_{12} \mathrm {Mg}</math>
+|align="center"|12
+|align="center"|10
+|gerader-gerader (gg) Kern, radioaktiv
+|- style="background: #FDF9F5"
+|<math>{}^{30}_{14} \mathrm {Si}</math>
+|rowspan="2" align="center"| 30
+|align="center"|14
+|align="center"|16
+|gerader-gerader (gg) Kern
+|- style="background: #FDF9F5"
+|<math>{}^{30}_{16} \mathrm {S}</math>
+|align="center"|16
+|align="center"|14
+|gerader-gerader (gg) Kern, radioaktiv
+|- style="background: #F5F9FD"
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+|ungerader-ungerader (uu) Kern, radioaktiv
+|- style="background: #F5F9FD"
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+|align="center"|15
+|ungerader-ungerader (uu) Kern, radioaktiv
+|- style="background: #FDF9F5"
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+|ungerader-gerader (ug) Kern
+|- style="background: #FDF9F5"
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+|align="center"|17
+|gerader-ungerader (gu) Kern, radioaktiv
+|}
-Die Spiegelkerne sind für vergleichende Untersuchungen in der Kernphysik interessant. Beispielsweise unterscheiden sich in der [[Bethe-Weizsäcker-Formel]] die Bindungsenergien für Spiegelkerne nur durch den Coulomb-Anteil, der dann isoliert untersucht werden kann. Mindestens einer von beiden Spiegelkernen ist immer radioaktiv, bei den uu-Spiegelkernen sind sogar stets beide Kerne radioaktiv. Mit Ausnahme des Paars [[Triton (Physik)|<sup>3</sup>H]] und [[Helion (Physik)|<sup>3</sup>He]] ist immer der Kern mit der höheren Protonenzahl radioaktiv.
+Die Spiegelkerne sind für vergleichende Untersuchungen in der [[Kernphysik]] interessant. Beispielsweise unterscheiden sich in der [[Bethe-Weizsäcker-Formel]] die [[Bindungsenergie]]n für Spiegelkerne nur durch den [[Coulombkraft|Coulomb]]-Anteil, der dann isoliert untersucht werden kann.
-Spiegelkerne zeigen in beeindruckender Weise, dass Protonen und Neutronen zwar unterschiedliche Ladung besitzen, sich aber ansonsten sehr ähnlich verhalten.
+Mindestens einer von beiden Spiegelkernen ist immer [[radioaktiv]], bei den uu-Spiegelkernen sogar stets beide. Mit Ausnahme der Paare [[Neutron|<sup>1</sup>n]] und [[Proton|<sup>1</sup>H]] sowie [[Triton (Physik)|<sup>3</sup>H]] und [[Helion (Physik)|<sup>3</sup>He]] ist immer der Kern mit der höheren Protonenzahl radioaktiv.
-Energieniveaus wie auch die dazugehörigen Spins und Paritäten von Spiegelkernen sehen sich zum Verwechseln ähnlich, der wesentliche Unterschied ist die Energie des Grundzustands durch Unterschiede im Coulombpotential.
+Spiegelkerne zeigen in beeindruckender Weise, dass Protonen und Neutronen zwar unterschiedliche [[elektrische Ladung|Ladung]] besitzen, sich aber ansonsten sehr ähnlich verhalten: [[Energieniveau]]s wie auch die dazugehörigen [[Spin]]s und [[Parität (Physik)|Paritäten]] von Spiegelkernen sehen sich zum Verwechseln ähnlich; der wesentliche Unterschied ist die Energie des [[Grundzustand]]s durch Unterschiede im [[Coulombpotential]].
 == Literatur ==