Elternkern – Tochterkern
In der Kernphysik und der Physik des Kernzerfalls wird der zerfallende Kern gewöhnlich als Elternkern und der nach dem Ereignis verbleibende Kern als Tochterkern bezeichnet.
Elternkern – Tochterkern im Alpha-Zerfall
Zum Beispiel repräsentiert der Alpha-Zerfall den Zerfall eines Elternkerns zu einer Tochter durch die Emission des Kerns eines Heliumatoms. Dieser Übergang kann charakterisiert werden als:
Wie zu sehen ist, ist die Ordnungszahl (wie auch die Massenzahl) des Tochterkerns niedriger als die Ordnungszahl des Elternkerns.
Bis 1928 hatte George Gamow (und unabhängig von Ronald Gurney und Edward Condon) die Theorie des Alpha-Zerfalls durch Quantentunneln gelöst . Sie nahmen an, dass das Alpha-Teilchen und der Tochterkern vor seiner Dissoziation im Elternkern existieren, nämlich der Zerfall quasistationärer Staaten (QS). Ein quasistationärer Zustand ist definiert als ein langlebiger Zustand, der schließlich zerfällt. Anfänglich oszilliert der Alpha-Cluster im Potential des Tochterkerns, wobei das Coulomb-Potential deren Trennung verhindert. Das Alpha-Teilchen wird vom Kern in einer Potentialwanne gefangen. Klassisch ist es verboten zu entkommen, aber nach den (damals) neu entdeckten Prinzipien der Quantenmechanik besteht eine winzige (aber nicht null) Wahrscheinlichkeit, dass es durch die Barriere „tunnelt“ und auf der anderen Seite erscheint, um dem Kern zu entkommen . Gamow, Condon und Gurney berechneten unter Verwendung des Tunnelmechanismus die Penetrierbarkeit des α-Tunnelpartikels durch die Coulomb-Barriere und ermittelten die Lebensdauer einiger α-emittierender Kerne.
Elternkern – Tochterkern im Beta-Zerfall
Wenn ein Kern ein Beta-Teilchen emittiert, verliert er ein Elektron (oder Positron). In diesem Fall bleibt die Massenzahl des Tochterkerns gleich, der Tochterkern bildet jedoch ein anderes Element. Dieser Übergang kann charakterisiert werden als:
Elternkern – Tochterkern im Gamma-Zerfall
In der Kernphysik und der Kernchemie werden die verschiedenen Arten von Atomen, deren Kerne eine bestimmte Anzahl von Protonen und Neutronen enthalten, als Nuklide bezeichnet . Nuklide zeichnen sich auch durch ihre Kernenergiezustände aus (z. B. metastabiles Nuklid 242m Am). Nuklide mit gleicher Protonenzahl und gleicher Massenzahl (wodurch sie definitionsgemäß dasselbe Isotop sind), aber unterschiedlichen Energiezuständen werden als Isomere bezeichnet . Wir geben normalerweise Isomere mit einem hochgestellten m an. Infolgedessen haben Eltern- und Tochterkerne im Gamma-Zerfall die gleiche Protonenzahl und die gleiche Massenzahl, unterscheiden sich jedoch in ihren Energiezuständen. Dieser Übergang kann charakterisiert werden als:
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