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Derzeit sind 2685 Nuklide von 112 Elementen bekannt wovon ca. 10% (297 Nuklide) natürlicher Herkunft sind. Die meisten der natürlich vorkommenden Nuklide (insgesamt 268) befinden sich in einem stabilen Zustand. Der weitaus größte Teil aller bekannten Nuklide ist also instabil.
Zur besseren Anschauung werden die Nuklide in sog. N-Z-Diagrammen aufgetragen. Dabei wird auf der X-Achse (Abszisse) die Anzahl der Neutronen (N) und auf der Y-Achse (Ordinate) die Anzahl der Protonen (Kernladungszahl Z) des jeweiligen Atomkerns aufgetragen.
Die stabilen Kerne befinden sich entlang der leicht nach unten gekrümmten Kurve und zeigen einen mit der Ordnungszahl zunehmenden Neutronenüberschuß. Dieser ist besonders bei schweren Kernen ausgeprägt, da die starke elektrische Abstoßung der Protonen in schweren Kernen durch eine überproportionale Zunahme der elektrisch neutralen Neutronen kompensiert werden muss. Für kleine Ordnungszahlen sind die Protonen- und Neutronenzahl bei stabilen Kernen nahezu gleich.
Die Pfeile markieren die Richtungen, längs der sich die Radionuklide beim Zerfall im N-Z-Diagramm verschieben. Kerne, die von links oben in Richtung zur Stabilitätslinie zerfallen erhöhen ihren Neutronenüberschuß, Atomkerne, die von rechts unten nach links oben zerfallen erhöhen dagegen ihre Ordnungszahl.
Beim dritten Pfeil, von rechts oben nach links unten werden simultan die Ordnungszahl und die Neutronenzahl verringert.
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N-Z Diagramm der Atomkerne Die Pfeile markieren die Verschiebungen der Kerne bei den verschiedenen Zerfallarten. Z: Zahl der Protonen, N: Zahl der Neutronen, Punkte: natürliche Atomkerne. Alle Atomkerne mit Ordnungszahlen oberhalb von Z=92 sind künstlich erzeugt. Isotope: Atomkerne mit konstanter Ordnungszahl Z, Isotone: Atomkerne mit konstanter Neutronenzahl N,Isobare: Atomkerne mit konstanter Massenzahl A. Die breiten Pfeile deuten die radioaktiven Umwandlungen in Richtung minimaler Bindungsenergie an.
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Für die praktische Arbeit werden sehr viel detaillierte Informationen über die verschiedenen Nuklide, ihre Zerfallsdaten und sonstigen kernphysikalischen Eigenschaften benötigt. Eine wichtige und übersichtliche Darstellung ist die Nuklidkarte des Kernforschungszentrums Karlsruhe. In dieser Darstellung findet sich für jedes bekannte Nuklid ein farbig markiertes Feld mit einer Reihe von Informationen. Dabei wird die Kernladungszahl nach oben, die Neutronenzahl nach rechts aufgetragen. In jeder Zeile stehen die Nuklide mit gleicher Kernladungszahl, also die stabilen und instabilen Isotope eines bestimmten Elements. Zu Beginn der Reihe befindet sich ein weißes Feld mit dem Elementsymbol und dem mittleren relativen Atomgewicht der natürlichen Isotope in atomaren Masseneinheiten.
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Ausschnitt aus der Karlsruher Nuklidkarte (X-Achse: Anzahl der Neutronen (N), Y-Achse: Anzahl der Protonen mit Kernladungszahl Z)
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Die Farbe der Nuklidfelder gibt Hinweise auf die Zerfallsart oder die Stabilität des Nuklides. Schwarz steht für stabile Nuklide, horizontal geteilte schwarz-farbige Felder für die primordialen, also bei der Erdentstehung bereits vorhandenen Nuklide.
Rot steht für den Beta-Plus Zerfall oder den Elektroneneinfang, Blau für den Beta-Minus Zerfall, Gelb für den Alpha-Zerfall und Grün für die spontane Kernspaltung, Orange für protonenemittierende Nuklide und Violett für Atomkerne, die größere Nuklidverbände wie 12C oder ähnliches, die sog. Cluster emittieren.
Isomere Übergänge, also Übergänge ohne Änderung von Massen- und Protonenzahl werden durch weiße Teilfelder markiert.
Gammaemissionen des Tochternuklides werden in der Karlsruher Nuklidkarte jeweils beim Mutternuklid mitangegeben.
Die Größe andersfarbiger Teilfelder ist ein Maß für die relative Häufigkeit der Umwandlungsarten.
Bei stabilen Nukliden findet man unter dem Elementsymbol die relative Häufigkeit des Nuklides (in Prozent) in der natürlichen Elementsmischung.
Bei instabilen Nukliden steht an dieser Stelle die Halbwertszeit des radioaktiven Zerfalls. Außerdem enthalten diese Felder weitere Informationen zu den Zerfallsarten, den Zerfallsenergien und zu Neutronenwechselwirkungen.
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