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Nuklidkarte

Die Nuklidkarte

Wenn nach der Heisenbergschen Nukleonentheorie die Nuklide in ihrer Zusammensetzung eindeutig durch die Zahl der Protonen (Z) und die Zahl der Neutronen (N) bestimmt sind, dann lässt sich ein Z,N-Diagramm konstruieren, in dem jede Position einer eindeutigen Nuklidzusammensetzung entspricht. Dieses Diagramm heißt Nukleonendiagramm oder Nuklidkarte:

Abb.1

Trägt man alle ca. 2.500 bekannten Nuklide in die Nuklidkarte ein, so ergibt sich das folgende Bild:

Abb.2

Wenn Sie auf die Nuklidkarte klicken, gelangen Sie zu einer WEB-Implementation der Nuklidkarte, in der Sie nach Kerneigenchaften einzelner Isotope suchen können. Diese Nuklidkarte ist beim Department of Advanced Technology (DAT) des Brookhaven National Laboratory (BNL) gespiegelt.

Man erkennt auf der Nuklidkarte, dass die leichteren Elemente etwa die gleiche Anzahl Protonen und Neutronen enthalten (Z=N), dass aber bei den schwereren der Anteil an Neutronen im Kern überwiegt (Z<N). Dies steht im ursächlichen Zusammenhang mit den Kernkräften, die für die Stabilität des jeweiligen Nuklids verantwortlich sind.

Die Protonenzahl Z, die auch die Ordnungszahl im Periodensystem ist, ist charakteristisch für jedes Element. Sie bestimmt daher auch die Position dieses Elements im Periodensystem. Ein Element enthält also nur Kerne gleicher Protonenzahl. Allerdings kann die Zahl der in den einzelnen Kernen eines chemischen Elementes vorhandenen Neutronen unterschiedlich sein. Allgemein werden Kerne mit gleicher Anzahl von Protonen, aber unterschiedlicher Anzahl von Neutronen als Isotope bezeichnet. Sie bilden horizontale Reihen in der Nuklidkarte.

Kerne mit gleicher Neutronenzahl werden Isotone genannt. Im Nukleonendiagramm senkrecht untereinander stehende Nuklide sind Isotone.

Isobare sind solche Kerne, deren Summen aus Protonen- und Neutronenanzahlen (A=Z+N) untereinander gleich sind. Sie stehen in abfallenden 45°-Geraden im Nukleonendiagramm.

Schließlich kennt man noch Isomere. Dies sind Kerne mit identischer Protonen- und Neutronenzahl, die aber einen unterschiedlichen Energieinhalt untereinander haben. Da sie eine feste Protonen- und Neutronenzahl haben, sind sie nur an einer fixen Position in der Nuklidkarte zu finden.

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