A Lösungen und Lösungshinweise zu den Aufgaben

Zu Aufgabe 1.1: Aus Bild 1.18 entnehmen wir:

R(Au)A=197 R(In)A=115 R(Co)A=59 R(Ca)A=40

6,25 . 10-15 m ; 5,20 . 10-15 m ; 4,1 . 10-15 m ; 3,60 . 10-15 m ;

R3 = 244.10-45 m3

R3 = 141 . 10-45 m3

R3 = 69 . 10-45 m3

R3 = 47. 10-45 m3

153

Der Graph von R(A)3 sollte nach (1.11) eine Gerade sein. Die Punkte der vier Wertepaare liegern in der Tat in guter Näherung auf einer Geraden (vgl. Bild A.1).

300

200

100

o 20 100 200 A

Bild A.l Die Gleichung der eingezeichneten Geraden lautet: R3 = ~ . A mit ~ = 300/240.10-45 m3 = 1,25.10-45 m3. Hiermit ist Ho = 1,08.10-15 m.

Zu Aufgabe 2.1: Die Kernmasse ist die Differenz aus gesamter Nukleonen­masse und dem Massenäquivalent der Differenz von Nuklidbindungsenergie und Hüllenbindungsenergie. Die Atommasse erhält man, indem man von der Gesamtmasse aller Nukleonen und Elektronen das Massenäquivalent der Nuk­lidbindungsenergie subtrahiert.

154 A Lösungen und Lösungshinweise zu den Aufgaben

Absolute Atommasse von 160: Für die Berechnung verwendet man am besten zunächst die Ruhenergien der Teilchen. Mit den Werten aus Tabelle 2.1 (S. 50) und von Tabelle 2.2 (S. 63) erhält man

1 = 8mp + 8mn + 8me - Cl ·127,621 MeV

8 = cl (938,2796 + 939,5731 + 0,511) MeV -

-~ . 127621 MeV c2 '

1 cl ·14899,289 MeV

14899,289 1 J (2,9979· 108)2 m2/s2 6,2415· 1012

= 2,6561. 10-26 kg

15,995 u

Die relative Atommasse beträgt somit Ar = 15,995. Als Mittelwert für die relative Atommasse der stabilen Sauerstoffisotope e60, 170, 180) liest man in der Nuklidkarte 15,9994 ab.

Zu Aufgabe 3.1: Wir nehmen an, in einen Kern mit gerader Protonen- und gerader Neutronenzahl werden schrittweise weitere Nukleonen eingebaut. Das nächste Nukleon besetzt das niedrigste der möglichen Energieniveaus. Ange­nommen, dies sei ein Neutronenniveau. Dann ist auch das nächstfolgende Nu­kleon in dieses Niveau einzubauen, muß also wiederum ein Neutron sein. Von den drei hieran beteiligten Kernen weist nur einer eine ungerade Zahl für eine Nukleonensorte auf. - Zur Begünstigung gerader Protonen-/Neutronenzahlen trägt aber vor allem noch die hier nicht berücksichtigte Paarungsenergie bei, die sich in diesem Bild des Kerns als Absenkung eines mit zwei Nukleonen be­setzten Niveaus äußern würde (die Bindungs- bzw. Separationsenergie für ein ,,gepaartes" Nukleon ist größer als für ein "ungepaartes" in einem benachbarten Kern, vgl. Bild 3.1).

Zu Aufgabe 3.2: ~4 N enthält 7 Protonen und 7 Neutronen. Je 6 von ihnen füllen die Einteilchenzustände IS1/2 und Ip3/2; ihre Drehimpulse koppeln jeweils zu J = 0 (abgeschlossene Schalen). Die beiden restlichen Nukleonen besetzenjedes den 1 Pl/2-Zustand. Ihre Gesamtdrehimpulse mit j = 1/2 können zu den Kerndrehimpulsen mit den Quantenzahlen J = 0, 1 koppeln. Die Natur hat J = 1 gewählt.

A Lösungen und Lösungshinweise zu den Aufgaben 155

Wegen der Kernladungszahl Z = 7 müßte nach GAMOV der N-Kern 14 Protonen und 7 Elektronen, d.h. eine ungerade Zahl von Spin-1I2-Teilchen ent­halten. Diese können ihre Drehimpulse nach den Regeln der Quantenmechanik niemals zu einem Gesamtdrehimpuls mit geradzahliger Quantenzahl koppeln.

Zu Aufgabe 4.1: Die Halbwertszeiten der ß+ - und ß--Strahler eines Ele­ments werden in der Regel um so kleiner, je mehr die Neutronenzahl von der der stabilen Isotope abweicht.

Zu Aufgabe 4.2:

b)

Bild A.2

Zu Aufgabe 4.3: Die Zerfallsrate, die proportionale zu e-.>.t ist, stellt den geeigneten Gewichtsfaktor für die Mittelwertbildung der Zerfallszeiten dar:

_ J te-.>.tdt .l.. 1 t= -~---T e-.>.tdt - 1 - >. - .

.>.

Zu Aufgabe 4.4: Die gesuchten Energien sind die Energiedifferenzen der zu den zwei jeweils betrachteten Niveaus filhrenden O!-Übergänge. Für den ganz links eingezeichneten ')'-Übergang erhält man

E = E",o - E"'3 = 6,159 MeV - 5,707 MeV = 452 keV.

156 A Lösungen und Lösungshinweise zu den Aufgaben

Zu Aufgabe 5.1:

~x -+ ~+1X -+ ~:::~Y + e- + 17.

!

A+1 = 8jA = Z+l = 4jZ =

~He + ~He

Zu Aufgabe 6.1: Ge-Halbleiter-Detektor:

NG• 662 . 103 = 236. 103 •

2,8 '

= (fN = y'Q,ING. = J 0,1 = 6.5 . 10-4 = 0,065% . NG• NG. NG•

N aJ(TI)-Szintillations-Detektor: Zahl der erzeugten Szintillationsphotonen: 0,11 . 662 . 103/3 = 24273 j Zahl der Photoelektronen: 0,25 . 24273 . 0,2 = 1 214 j

(ßE) = (fN = _1_ = 2,9% . E NaJ NNaJ V1214

Aufgrund hier nicht betrachteter Effekte liegt die tatsächliche relative Energie­auflösung von gekühlten hochreinen Ge-Detektoren für 662-ke V-Gammastrah­lung etwa bei 0,13%, also doppelt so hoch wie oben berechnet.

Fazit: Die relative Energieauflösung eines Ge-Halbleiter-Detektors ist für 662-ke V-Gammastrahlung mindestens um einen Faktor 20 besser als die eines NaJ (TI)-Szintillations-Detektors.

157

B Quellennachweise

Aus den folgenden Werken wurden Abbildungen, Tabellen oder Textauszüge übernommen. Die in Klammem gesetzten Angaben bezeichnen die Abbil­dungffabelle im vorliegenden Band Wir danken für die erteilten Abdruck­genehmigungen.

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HUBER, P.: Einführung in die Physik. Band ll1I2. Kernphysik. MünchenIBasel: Ernst Reinhardt Verlag 1972, S. 24 (Bild 1.11, 1.12).

KAMKE, D.: Einführung in die Kernphysik für Physiker und Ingenieure im Hauptstu­dium. Braunschweig; Wiesbaden: Vieweg 1979, S. 24, 34, 14 (Bild 1.13, 1.17 mod., 2.6, Tabelle 2.2).

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159

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Namen- und Sachwortverzeichnis 161

Namen- und Sachwortverzeichnis

A Abschirmkonstante 22 Absorptionsquerschnitt 7 Abstand zwischen Nukleonen 55 Abstreif-Reaktion 126 Aktivität 103 Alpha-- Strahlung 4 - Teilchen 18, 115 - Zerfall 4, 96, 114 - -, Potential 117 - -, Spektrum 115 - - , Wahrscheinlichkeit 119 Altersbestimmung 105 Aluminium 125 Anregungs-- energie 73, 85 Anregungszustand 83, 120, 131 - , kollektiver 84 f, 85 - , metastabiler 92 Anti-- materie 109 - neutrino 108 -proton 114 - teilchen 109 Asymmetrieterm 66 Atom - , Ladungsverteilung 3 -,Masse 1 - , Masseverteilung 3 atomare Masseneinheit 44, 46 Atomart 51 Atomhülle 3, 45, 60, 72, 74, 82, 127 Atomladung - , Bestimmung 3 Atommasse 52 - , absolute 52 - , relative 52 Atommassenkonstante, vereinheitlichte 52 Atommodell -, BOHRsches 21

- , THOMsoNsches 2 Auslöse-- bereich 138 - zähler 138, 148 Austauschteilchen, virtuelles 58

B Bahndrehimpuls 82 BARKLA, Charles Glover (1877-1944) 2 Becquerel 104 Beryllium 124 Beta-Zerfall 47, 59, 79, 94, 105, 113 - , Spektrum 106 Beugung 31 - Neutronen- 35 Bindungsenergie 53, 61, 64, 78, 83, 93,

96,105 - der Elektronenhülle 63 -des ~He-Kerns 62 - einzelner Nukleonen 69 - pro Nukleon 52, 55, 63 - , Tabelle 63 Blasenkammer 145 Blei 99 Bq (Einheit) 104 Bremsstrahlung, Gamma- 133

C CCD-Kamera 152 CHADWICK, Sir James (1891-1974) 48 CHARPAK, Georges (geb. 1924) 147 14C-Methode 104 Compoundkern 125, 126, 130 COMPTON--Effekt 3 - , Wellenlänge 59 CONDON, Edward U. (1902-1974) 118 COULOMB--energie 65 - kraft 53, 55, 74, 117 - wall 118, 128

162

COWAN, Clyde Lorrain (1919-1974) 110

D Dampf, übersättigter 143 DE-BROGLIE-Wellenlänge 20, 30 Deformationsschwingung 86 Detektor 17,44,134 Deuterium 51 Deuteron 51 Diffusionsnebelkammer 144 Drahtkammer 138 Drehimpuls 67, 84, 85, 107 - -bilanz 108 Drift-- geschwindigkeit 151 - kammer 138,151 Dynode 139

E Edelgas 71, 76 Eigendrehimpuls 48 Einfang-- querschnitt 128, 129 - reaktion 126 Eisengrenze 97 Elektrodenebene 148 Elektron 50, 109 Elektronen­-einfang 90 - lawine 137, 140 - vervielfacher 139 Element 51 Energie - der emittierten Strahlung 92 - , Eigenwert 75, 80 -, kinetische 41, 96,115,126,127 - - , Bestimmung 140 - , potentielle 55, 74, 117 - , relativistische 127 Energie-Termschema 72 Energieniveau 75, 78, 80, 82, 119, 127 - , Aufspaltung 82 -, Bestimmung 129 - , diskretes 73

Namen- und Sachwortverzeichnis

- , Feinstruktur 82 Entartung 75 Expansionsnebelkammer 144

F Feinstrukturkonstante 21 Feldkonstante, elektrische 21 FERMI-- Energie 78, 79 - Verteilung 33 - gas-Modell 66, 78 FEYNMAN-Graph 59,114 Flüssigkeit, überhitzte 145 Formfaktor 32 Fotodiode 142 FRAUNHOFER-Beugung 35 Fusionsreaktion 97

G Gamma-- Kaskade 120 - Strahlung 73, 90 - Übergang 85, 119 -Zerfall - - Spektrum 73, 120 GAMOV, George A. (1904--1968) 118 GEIGER, Hans (1882-1945) 3, 17, 138,

139 GEIGER-MüLLER-Zäh1er 138 Gesamt-- bindungsenergie 61 - drehimpuls 84 Geschwindigkeit 41 -, Messung 41 - , Selektion 41 Geschwindigkeitsfilter 43 gg-Kern 66, 72, 84, 93 GLASER, Donald Arthur (geb 1926) 146 GOEPPERT-MAYER, Maria (1906-1977) 82 Grundzustand 72, 75, 78,84, 120, 126 gu-Kern 84 GURNEY, Ronald (1899-1953) 118

Namen- und Sachwortverzeichnis

H Halbleiter-Detektor 140 Halbleiterdiode 141 Halbwertszeit 90, 92, 96, 102, 115, 119,

133 hard core 55 ff HAXEL, Otto Philipp Leonhard (geb. 1909)

82 HOFSTADTER, Robert (geb. 1915) 33

I Impuls 40 - Erhaltung 106, 129 -Messung 40 - Selektion 40 Instabilität 64 Interferenz von Materiewellen 29 Ionisationskammer 48, 135, 142 Ionisierungsenergie 70,71,76 Isobar 91, 93 Isoton 51, 72, 91 Isotop 44, 47,51,91 Isotopengemisch 52, 92

J JENSEN, J. Hans D. (1907-1973) 82 JOLlOT, Jean FIideric (1900-1958) 123 JOLlOT-CURIE, Irene (1897-1956) 123

K Kern­- art 51 - dichte 40, 44, 55 - drehimpuls 78, 83 -energie 64 - kraft 20, 27,34,45,46,53,54, 117 - - , Potential 55 - - , Quantenfeldtheorie 58 - - , Reichweite 55, 56 -ladung 20, 21,115,119 - - , Bestimmung 20, 46 - - , effektive 22 -ladungszahl 50,70,94 - masse 40, 65

- - Bestimmung 40, 46 - photoeffekt 124, 127 - potential 77, 79 - radius 35, 38, 39, 77 - - , Bestimmung 23, 28, 38, 46 - - , Definition 27, 38 - reaktion 48,83,89, 100, 122, 129 - -, Compound- 125, 126 - - , direkte 125 - - , endotherme 128 - - , Energie 127 - - , exotherme 128 - -, Nomenklatur 122 - - , Wahrscheinlichkeit 128 - reaktor 132 - spaltung 90, 96, 124, 132 - streuung 126 - umwandlung 89 -zerfall 88 - - , Wahrscheinlichkeit 96 Kohlenstoff 51, 100, 104 Kondensationskern 143 Kraftfeld eines Atomkerns 28

L Laborsystem 129 Ladungs-- austausch-Streuung 59 - verteilung 29, 31, 39, 46 - - des Kohlenstoffkerns 32 - - von Kohlenstoff 33 - - von Sauerstoff 33 - vervielfachung 137 - zahl, effektive 22 Lebensdauer 90, 102, 120 Lepton 109 - , Quantenzahl 109 Lithium 123 LORENTZkraft 40 Lumineszenz 138

M

163

magische Nukleonenzahl 71, 78, 82, 83 Magnetfeld 40

164

MARSDEN,Ernest(1889-1870) 3, 17, 139 Masse - , relativistische 41 - , Selektion 43 Massen-- defekt 61, 62, 93, 123, 128 - einheit, atomare 44 - formel 67, 93 - parabel 105 - spektrograph 44 - spektrometer 40, 43 -tal 92, 94 - zahl 1, 38, 46, 50, 51 - - , chemische 52 MEER, Simon van der (geb. 1925) 114 MENDELEJEW, Dimitri I wanowitsch (1834-

1907) 1 Meson 58 MEYER, Julius Lothar (1830--1895) 1 Molekülbindung 60 MOSELEY, Henry G.J. (1887-1915) 22 Myon 37,109 myonische Atome 37, 46

N Natriumjodid 140 Nebelkammer 108,143 Neutrino 107, 109 - Elektron- 109 -Myon- 109 -, Nachweis 110 -, Oszillation 113 -, Ruhmasse 113 -Tauon- 109 Neutron 50, 105 -, Einfangreaktion 128 - , Entdeckung 48, 124 - , Halbwertszeit 105 - , Massenbestimmung 49 - , Nachweis 124 -, Niveau 78 - , Ruhenergie 35 - ,Stabilität 106 - , thermisches 132

Namen- und Sachwortverzeichnis

- , Zusammensetzung 60 Neutronen-- überschuß 66 - einfang 97, 124, 130 Nukleon 49, 53 Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung 54 Nuklid 50 - , instabiles 88, 90, 92 - , künstliches 88, 90 - , langlebiges 97 - , natürliches 96 - , primordiales 97 - , quasistabiles 90, 92, 97 - , stabiles 58, 72, 90, 94 Nuklid-- gruppe 91 - karte 51, 89, 91

o Oberftächen-- Sperrschicht-Detektor 142 -energie 65 -welle 85 Ordnungszahl 1,20,22,50,70 Oszillator, harmonischer 77 Otsauflösung 150

p Paarungsenergie 66, 70 PAULI, Wolfgang (1900--1958) 107 PAULI-Prinzip 75, 78 Periodensystem der Elemente 1, 46 Photo-- effekt 3,127,138, 139 - multiplier 139 Photon 3, 73,119,124 - , Energie 72, 119 - , virtuelles 58 Pick-up-Reaktion 126 Pion 58 PLANCKsches Wirkungsquantum 21 Plutonium 132 Positron 111 - , Vernichtung 112

Namen- und Sachwortverzeichnis

Potential 76, 115 Potentialtopf 74, 106 -, Tiefe 80 Proportional-- bereich 137 - kammer 138, 148 - zählrohr 148 Proton 50, 123 - , Niveau 78, 83 - , Spektrum 130 - , Zerfall 91 - , Zusammensetzung 60

Q Q-Wert 127 Quantenelektrodynamik 3, 58, 113 Quantenzahl 75, 107 - Drehimpuls- 75, 80, 84, 85 - Gesamtdrehimpuls- 82, 83 - Haupt- 21, 75 - Lepton- 109 - , magnetische 80 - , radiale 80 Quark 54, 60

R RÖNTGEN-- spektroskopie 20 - strahlung 2, 20 Radioaktivität 3 - , natürliche 96, 97 Radio-- graphie 151 - nuklid 90, 101 - - , künstliches 123 - - , Erzeugung 132 - natürliches 90, 97 - nuklidgenerator 133 Reaktionsgleichung 122 Reaktionsquerschnitt 7, 129 Rechteck-Potential 77, 78, 80 REINES, Frederick (geb. 1918) 110 Relativitätstheorie, spezielle 61 Resonanz 130

165

Restwechselwirkung 54, 60, 83, 85 Richtungsfokussierung durch ein Magnet-

feld 41 Rosinenkuchenmodell 2 Rotationsbande 85 Rotationsbewegungen 85 RUBBIA, earlo (geb. 1934) 114 Ruhenergie 59,61 RUTHERFORD, Emest (1871-1937) 3, 14,

123

S Sättigung 45, 55, 56, 64 Sättigungsdampfdruck 143 Sauerstoff 123 Schale 22, 76, 83 - , abgeschlossene 73, 84 Schalenmodell 78, 80, 87 SCHRÖDINGER-Gleichung 38, 74, 77, 80,

118 Schwellenenergie 127, 129 Schwer-- ionenbeschleuniger 90 - kraft 53 - punktsystem 18,28, 129 Schwingung 86 Schwingungsmode 86 Sekundärelektronen 138 f Separationsenergie 70, 80, 83 Siedeverzägerung 145 Silizium 124 Sonnen neutrino 113 Spektralbande 85 Spektroskopie 121 Spiegelkerne 53 Spin 28, 48, 78, 80, 82, 107 Spin-Bahn-Kopplung 82 Spurenkammer 146 sr = Steradiant (Einheit) 8 Stickstoff 123 Stoßparameter 10, 24 Strahlung - Alpha- 4, 89,96 - Beta- 89

166

- Gamma- 73, 90, 119 - , kosmische 100 -, Nachweis 135, 142 Streuexperiment 3 -Prinzip 4 - RUTHERFoRDsches 3,14 Streuquerschnitt 7 Streuung - Alpha- 14,24 - am Ellipsoid 12 - an einer Kugel 10 -COMPTON-3 - COULOMB- 15,46 - - , Abweichung 20, 23, 29 - - , minimaler Abstand 26 - , elastische 126, 128 - , Elektronen- 28, 33, 46 - , ineIastische 126 - , Ladungsaustausch- 59 - , Neutronen- 28, 34, 46 - Röntgen- 2 - , Wahrscheinlichkeit 5 - , Winkel verteilung 8 Streuwinkel 10, 25 Stripping-Reaktion 126 SUESS, Hans Eduard (geb. 1909) 82 Supernova 97 Szintillation 18, 139 Szintillationszähler 138, 142

T Target 6 Targetkern 122 Tauon 109 Teilchen-- bahn 143 - beschleuniger 100, 123, 132 - spur 147 - stromdichte 7 Thallium 140 THOMSON, Joseph John (1856-1940) 2 Trägheitsmoment 85 Tröpfchenmodell 64, 86 Tritium 107

Namen- und Sachwortverzeichnis

Triton 126 Tunneleffekt 118

u u (Einheit) 44, 46, 52 ug-Kern 84 Unschärferelation 59 Uran 51, 97, 124, 132 Urknall 97 uu-Kern 66, 72, 84, 93

V VAN-DE-GRAAFF-Generator 123 Verarmungszone 141 Vibrationszustand 86 Vieldraht--Kammer 148 - Proportionalkammer 148 Vielteilchensystem 74 Volumenenergie 65

W W-Boson 59, 113 Wasserstoff 51, 74 Wechselwirkung - , Reichweite 58 -, schwache 38, 59,108, 113 - -, Reichweite 114 - Spin-Bahn- 82 -, starke 38, 54, 61 WEIZSÄCKER, Carl Friedrich von (geb.

1912) 67 WEIZSÄCKERsche Massenformel 64, 67,

94 WILSON, CharIes Thomson Rees (1869-

1959) 144 Wirkungsquerschnitt 3, 5, 9,83,92, 127,

128,130 - , differentieller 5, 9, 24, 31, 77 - - , Energieabhängigkeit 25 - - , Winkelabhängigkeit 26 - RUTHERFORD- 16 WooDs-SAXON-Potential 76, 82, 83

Namen- und Sachwortverzeichnis

Z Z-Boson 113 Zähl-- bereich 138 - rate 7 - rohr 136 Zeitauftösung 149 Zentripetalkraft 40 Zerfall, radioaktiver 89, 92 - , Wahrscheinlichkeit 101 -, zeitlicher Verlauf 101

Zerfalls-- gesetz 100, 102 - kanal 125, 126 - konstante 102 - rate 103 - reihe, natürliche 99 -schema 120 Zinksulfidschirm 17, 139 Zustand, gebundener 57 Zwischen-- kern 125, 130 - zustand 125

167

168

Ergänzende Erläuterungen zur Nuklidkarte

Auszug aus: G. PFENNIG, H. KLEWE-NEBENIUS, W. SEELMANN-EGGEBERT: Karlsruher Nuklidkarte. 6. Aufl. Forschungszentrum Karlsruhe (Hrsg.), Institut für Radiochemie. Karlsruhe 1995. Abdruck mit freundlicher Genehmigung des Forschungszentrums Karlsruhe GmbH.

rot rot blau gelb grün orange violett weiß

e

ßxp; ßxn; ßd; ßt; ßxoo; ßsf

p;n;2p;2oo

Zerfal1sarten: Farben und Symbole ß+: Positronen-Zerfall E: Elektronen-Einfang ß-: Negatronen-Zerfall 00: Alpha-Zerfall sf: Spontanspaltung Protonen-Zerfall Z-A: Cluster-Emission 1+,: Isomeren-Zerfall

Ein oder mehrere kurzlebige Isomere, die ausschließlich durch Spontanspaltung zerfallen, sind durch einen senkrechten grünen Balken gekennzeichnet. Emission von ,-Quanten; sie sind stets beim jeweiligen Mutter­nuklid aufgeführt. Emission von Konversionselektronen; das Symbol ist nur auf­geführt, wenn mehrere Konversionen als ,-Quanten emittiert werden. Emission der jeweils angeführten Teilchen oder Spontanspaltung aus einem angeregten Zustand des Tochternuklids, der durch ß-Zerfall bevölkert wird ("ß-verzögerte Teilchenemission oder Spaltung". Gleichzeitige Emission zweier ß- -Teilchen ("doppelter ß-­Zerfall", z. B. 130Te-> 130Xe). Emission der jeweils angeführten Teilchen aus dem Grundzustand eines teilcheninstabilen Nuklids (weißes Feld ohne Angabe der Halbwertszeit, z. B. 5Li, 7He). Die Emission von zwei Teilchen ist nur dann aufgeführt, wenn die Emission eines einzelnen Teilchens aus energetischen Gründen nicht möglich ist (z. B. 8Be-> 2(1).

ß+2,7 ... ß- 1,2; 1,9 ...

ß- ... ; ß .. ·

Cl' 3,75, 4,43 .. , P 1,56 ßp 4,5

1'815; 1711 .. , 1'(1340)

1'815*

1'291-1319

169

Häufigkeit und Energie der Strahlungen Die relative Häufigkeit der Zerfallsarten und Strahlungen ist durch drei verschiedene Größen der Farbflächen sowie durch die Rei­henfolge der Symbole und der Energiewerte angegeben. Beispiele: s. Nuklidkarte unten. An erster Stelle stehen die Symbole für die Zerfallsarten, bei denen Teilchen emittiert werden, geordnet nach abnehmender Häufig­keit, gefolgt von den I'-Quanten und Konversionselektronen. Der Isomerenzerfall ist seiner Häufigkeit entsprechend eingeordnet. ß-verzögerte Teilchenemission oder Spaltung (ßn, pp, ßsf) ist je nach ihrer Häufigkeit entsprechend vor oder nach den ,-Quanten aufgeführt. Für einen bestimmten Strahlungstyp sind die Energie­werte nach abnehmenden relativen Intensitäten geordnet. Für den ß-Zerfall wird eine etwas abgeänderte Regelung verwendet (siehe unten). Punkte weisen auf weitere gleichartige Übergänge mit geringerer Intensität hin.

Energien sind für ,-Quanten in ke V, für Teilchenstrahlung in Me V angegeben. Ein Strahlungssymbol ohne Energieangabe deutet an, daß die Strahlung auftritt, ihre Energie aber nicht gemessen wurde. Endpunktsenergie des häufigsten ß-Übergangs. Falls es weitere Übergänge mit höherer Energie gibt, ist außerdem als zweiter Wert die höchste beobachtete Endpunktsenergie angegeben. ß-Übergänge bekannter Energie, für die die Summe ihrer Häufig­keiten kleiner als 1 % ist. Teilchenenergien, nach abnehmender Häufigkeit der jeweiligen Übergänge geordnet. Es ist mindestens eine Energie angegeben, auch wenn die Wahrscheinlichkeit für den häufigsten Übergang kleiner als 1 % ist. Energien der häufigsten I'-Quanten in der Reihenfolge abnehmen­der Häufigkeit. Für Intensitäten unter 1 % sind die Energiewerte in Klammem angegeben. I'-Energien mit einem Stern bezeichnen Übergänge nach ß­

verzögerter Teilchenemission. Mehrere I'-Quanten unbekannter Häufigkeiten im Energieinter­va1l291-1319 keY.

170

e

p;2p;n;2G

a

an,p

an,o

aabs

?

B Ergänzende Erläuterungen zur Nuklidkarte

Konversionselektronen sind nur angegeben, wenn sie häufiger sind als die ,-Quanten. Energien sind nicht angegeben. Für direkte Emission von Teilchen sind keine Energien angegeben.

Wirkungsquerschnitte Alle Wirkungsquerschnitte sind in barn (10-24 cm) angege­ben und gelten für Reaktionen mit thermischen Neutronen (0,0253 eV). Wirkungsquerschnitt für die (n" )-Raktion. Sind zwei Werte ange­geben, so bezieht sich der erste auf die Bildung des Produktkerns im metastabilen, der zweite auf die Bildung im Grundzustand. Spaltquerschnitt (n,p)-Wirkungsquerschnitt (n,n)-Wirkungsquerschnitt Absorptionsquerschnitt

Weitere Symbole und Abkürzungen Die Zuordnung der Zerfallsdaten zum metastbilen bzw. Grundzu­stand ist unsicher Nuklide mit abgeschlossener Neutronen- oder Protonenschale sind durch verstärkte horizontale oder vertikale Begrenzungsli­nien gekennzeichnet.

Daten oder Zuordnung unsicher.

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11

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N

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Raum - Zeit ­Relativität

von Roman U. Sexl und Herbert Kurt Schmidt

3., durchgesehene Auflage 1989. XII, 205 Seiten, 110 Abbildungen. (vieweg studium; Grundkurs Physik) Pb. ISBN 3-528-27236-8

Die klassischen Begriffe Raum und Zeit wurden durch die Entwicklung der Speziellen Relativitätstheorie mit neuen Inhalten gefüllt. Die Abkehr von der Newtonschen Vorstellung eines absolut vorhandenen Raums und ei ­ner absolut geltenden Zeit und das Zusammenfügen von Raum und Zeit zu einer vierdimensionalen Raum-Zeit führten zu einem neuen Weltbild, des­sen Ausstrahlung sich nicht auf die Physik beschränkt, sondern auch die Bereiche Philosophie, Kunst und Poli­tik betrifft.

Zeitdilatat ion , Lorentz-Kontraktion , Massenzunahme und die Äquivalenz von Energie und Masse werden zu­nächst auf elementarem Niveau be­handelt und durch neueste Messun­gen belegt. Die relativistischen Zeitef­fekte der Geschwindigkeit und der Gravitation werden mit Atomuhren untersucht. Will man diese neuen phy­sikalischen Erkenntnisse einfach und geschlossen darstellen, so benötigt man angemessenen mathematischen Formalismus. Es ist die die Technik der Vierervektoren , in die eine Einfüh­rung gegeben wird .

Die Spezielle Relativitäts­theorie

von Hanns und Margret Ruder

1993. X, 185 Seiten mit 48 Abbildungen und 26 Obungsaufgaben (vieweg studium; Grundkurs Physik) Pb. ISBN 3-528-07266-0

Aus dem Inhalt: Einführung -Experimentelle Befunde - Grund­annahmen der speziellen Rela­tivitätstheorie - Eigenschaften der Lorentz-Transformation - Ma­thematische Hilfsmittel - Relati­vistische Mechanik - Lorentz­invariante Formulierung der Elek­trodynamik - R;) lativist ische Quantenmechan ik.

Noch immer geht von der Relati­vitätstheorie eine große Faszina­tion aus - weit größer als von irgendeiner anderen Theorie . Dieses Buch erarbeitet mathe­matisch exakt, dabei aber mit vielen Beispielen und Übungs­aufgaben, die spezielle Relativi­tätstheorie, wie sie jeder Stu­dent im Grundstudium zum Ver­ständnis der Mechanik und Elek­trodynamik benötigt.