Quelle: JANIS (Java-basierte Nuclear Data Information Software); Die JEFF-3.1.1 Nuclear Data Library
Protonenzerfall ist eine seltene Art des radioaktiven Zerfalls von Kernen, die überschüssige Protonen enthalten , wobei ein Proton einfach aus dem Kern ausgestoßen wird . Dieser Artikel beschreibt hauptsächlich die spontane Protonenemission (Protonenzerfall) und nicht den Zerfall eines freien Protons. Es ist zu beachten, dass ein freies Proton (ein Proton, das nicht an Nukleonen oder Elektronen gebunden ist) ein stabiles Teilchen ist, von dem nicht beobachtet wurde, dass es sich spontan zu anderen Teilchen zersetzt.
Siehe auch: Stabilität von Protonen
Protonenemission tritt in den am meisten protonenreichen / neutronenarmen Nukliden (prompte Protonenemission) und auch in hoch liegenden angeregten Zuständen in einem Kern nach einem positiven Beta-Zerfall auf . Ähnlich wie bei der Neutronenemission wird die Emissionsrate dieser Neutronen nach einem positiven Beta-Zerfall in erster Linie durch den Beta-Zerfall bestimmt. Daher wird diese Emission als Beta-verzögerte Protonenemission bezeichnet.
Der Mechanismus des Zerfalls ist dem des Alpha-Zerfalls sehr ähnlich . Der Protonenzerfall ist auch ein Quantentunnelungsprozess . Um emittiert zu werden, muss das Proton eine Potentialbarriere durchdringen. Damit ein Proton aus einem Kern entweicht, muss die Protonentrennungsenergie negativ sein – das Proton ist also ungebunden und tunnelt in endlicher Zeit aus dem Kern heraus. Einige Kerne zerfallen durch doppelte Protonenemission, beispielsweise 45 Fe.
Wenn ein Kern durch Protonenemission zerfällt, ändern sich Atom- und Massenzahlen um eins und ein Tochterkern wird zu einem anderen Element. Kerne, die durch diesen Modus zerfallen können, werden als hoch über der Neutronentropflinie liegend beschrieben. Protonenemission ist in natürlich vorkommenden Isotopen nicht zu sehen. Protonenradioaktive Isotope können durch Kernreaktionen hergestellt werden, üblicherweise unter Verwendung von Teilchenbeschleunigern.