Freies Neutron
Kernphysik
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Basiswissen ·
Eigenschaften freier Neutronen ·
Masse eines freien Neutrons ·
Das Rätsel der Halbwertszeit freier Neutronen ·
Freie Neutronen und die Nukleosynthese ·
Fußnoten
Basiswissen
Ein Neutron außerhalb eines Atomkerns bezeichnet man als freies Neutron. Während ein Neutron im Atomkern extrem stabil, das heißt langlebig, ist, zerfällt es außerhalb eines Atoms in meist nur wenigen Minuten. Die entsprechend Halbwertszeit gibt dabei noch Rätsel auf. Hier stehen Angaben zum freien Neutron.
Eigenschaften freier Neutronen
- Innerhalb eines Atomkerns sind Neutronen stabil.
- Außerhalb eines Atomkerns zerfallen sie schnell.
- Die Halbwertszeit beträgt nur etwa 880 s.
- Siehe auch Halbwertszeit ↗
Masse eines freien Neutrons
- 1,008 664 915 88 u
- 1,674 927 471 mal 10 hoch -27 kg
- 1838,683 661 58fache der Elektronenmasse ↗
Das Rätsel der Halbwertszeit freier Neutronen
- Die Halbwertszeit kann mit verschiedenen Methoden bestimmt werden.
- Je nach Methode komme (etwas) unterschiedliche Werte heraus.
- Zurzeit (2018) kann der Unterschied nicht erklärt werden.
- Mehr unter Neutronenhalbwertszeit ↗
Freie Neutronen und die Nukleosynthese
- Neutronensterne sind extrem dicht und klein. Atome in ihnen sind zu Neutronen kollabiert.
- Aus Doppelsternen können zwei sich gegenseitig umlaufende Neutronensterne entstehen.
- Letzendlich ziehen sich die Neutronensterne an. Durch Gezeitenkräfte zerreissen sie sich.
- Bei der letztendlichen Kollision werden freie Neutronen freigesetzt, bis zu 1 g/cm³[1]
- Viele dieser freien Neutronen lagern sich dann an andere Atome an.
- Durch diesen Prozess entstehen Elemente wie Gold, Uran oder Radium.
- Diesen Prozess kosmischer Elemententstehung nennt man Nukleosynthese ↗
Fußnoten
- [1] Sanjana Curtis: Kosmische Schmiede der schweren Elemente. In: Spektrum der Wissenschaft. Mai 2023. Seite 12 bis 21.