Die Neutronen hängen aber nicht nur im Kern herum und zerfallen, wenn es zu viele werden. Ganz im Gegenteil: Sie halten die Atomkerne wie Klebstoff zusammen. Die Protonen sind alle positiv geladen und gleiche Ladungen sollten sich abstoßen, um so stärker um so näher sie zusammen kommen. Viel näher als in einem Atomkern können sich zwei positive Ladungen aber kaum kommen. Die starke Kernkraft zieht zwar beide Protonen aneinander an, aber die abstoßende Kraft ist immernoch etwas größer. Damit ein Heliumatom (ein Atom mit zwei Protonen) entstehen kann, braucht es wenigstens noch ein Neutron. Das Neutron klebt an beiden Protonen, ohne sie zusätzlich abzustoßen und so kann das Atom stabil sein.
(Doch nochmal: Das da oben ist eine schöne Geschichte die viele Eigenschaften der Atome zufällig ganz gut beschreibt, aber keine physikalische Realität. Treibt man die Geschichte mit den klebrigen Murmeln zu weit, will gar damit rechnen, kommt Blödsinn heraus. Und ich werde die Geschichte hier noch weiter treiben und nicht alles kann im Detail Sinn machen.)
Ein Atomkern mit zu wenig Neutronen ist also auch ein instabiles System. Entweder es fliegt einem sofort um die Ohren, oder es muss etwas geschehen, das das System stabiler macht. Es braucht mehr Neutronen oder weniger Protonen. Wenn nicht zufällig ein Neutron vorbei kommt, muss ein Proton zum Neutron werden. Dazu muss das Proton seine positive Ladung los werden. Entweder es es fängt sich ein Elektron aus der Atomhülle ein und wird so zum Neutron, oder es gibt die positive Ladung in Form eines Positrons ab und wird so zum Neutron. Ein Positron ist ein lustiges Teilchen. Es hat alle Eigenschaften eines Elektrons, ist aber positiv geladen. Deswegen nennt man das den Beta-Plus-Zerfall. Er ist in der Praxis aber eher selten. Bei der Kernspaltung entstehen nur Atome mit zu vielen Neutronen und die schmeißen noch dazu mit Neutronen um sich, so dass es in Reaktoren praktisch nur Beta-Minus-Zerfälle gibt.
Wenn ein Positron auf ein Elektron trifft, lösen sich beide auf und es entsteht ein kleiner Lichtblitz aus zwei Photonen (Lichtteilchen) die in entgegengesetzte Richtung fliegen. Das Positron ist das Antiteilchen des Elektrons. Der Lichtblitz ist extrem kurzwellig, wie Röntgenlicht. Weil die beiden Photonen in genau entgegengesetzte Richtung fliegen, kann man auch genau sagen, auf welcher Linie sich das Atom befand, als es zerfiel. Zerfallen viele Atome, hat man viele solcher Linien und man kann ganz genau sagen, wo all diese Atome sind. Das ist unheimlich praktisch, wenn man vorher schon weiß, dass sich diese Atome in einem Krebstumor im Körper anreichern werden. Dann kann man genau sagen, wo der Tumor ist. Das Verfahren nennt man Positronen-Emission-Tomographie (PET).
Aber zurück zum Thema.
Es stellt sich heraus, dass große Atomkerne mit vielen Protonen mehr Neutronen als Klebstoff brauchen, als kleine Atomkerne mit wenigen Protonen. Dafür fällt es in den großen Kernen aber auch mehreren Neutronen etwas leichter, sich ein ein Proton als Partner zu teilen und somit stabil zu bleiben. Große Atomkerne haben also im Vergleich zur Zahl ihrer Protonen viel mehr Neutronen als kleine Atomkerne.
Bei den ganz großen Atomkernen kann es nun passieren, das ganze Teile aus dem Kern ausgestoßen werden. Scheinbar ist das stabilste Teil, das aus einem Kern ausgestoßen werden kann, ein Teilchen aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Das ist ein ganz normaler Helium-Atomkern. Allerdings kommt er mit Karacho aus dem Kern geschossen. Und weil er so schnell ist und so viel Energie hat, hat man ihn zunächst für eine Art von Strahlung gehalten. Weil er so viel Energie und Masse hat, war diese Form von “Strahlung” auch die erste die man gefunden hat: Die Alpha-Strahlung.
Und weil ich jetzt bei fast 1900 Wörtern angekommen bin und ich überhaupt gar nicht so viel schreiben wollte, kommt die Gamma-Strahlung und der ganze Rest in ein zweites Posting.
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