Streuprozesse und Kernreaktionen

Abstract

Kenntnis über den Atomkern und sein Verhalten erhalten wir aus Reaktionen der Kerne untereinander und der Emission von Strahlung. Alle diese Prozesse basieren auf grundlegenden Phänomenen der Physik, die sich in allgemeine Regeln fassen lassen. So gelten für Energie, Impuls, Drehimpuls und auch einige abgeleitete Größen wie z.B. Isospin allgemeine Erhaltungssätze. Ihre Bedeutung wird nachfolgend erläutert (Abschn. 6.1). Kernphysikalische Experimente bestehen zum weitaus größten Teil in der Untersuchung von Stoßprozessen. In ihnen wird ein Projektil auf einen Kern geschossen, ebenso wie im Billardspiel eine Kugel eine zweite stößt. Der Verlauf der Bahnen wird durch die Kinematik des Prozesses beschrieben, die mathematisch exakt formuliert werden kann. Informationen über die wirkenden Kräfte ziehen wir aus dem dynamischen Verhalten der Kerne. In Abschn. 2.3 hatten wir als Beispiel für einen Streuprozeß die Rutherford-Streuung kennengelernt. Eine Kernreaktion läuft wie alle auf Quantenphänomenen beruhenden Prozesse nicht mit Sicherheit, sozusagen vorhersagbar ab, sondern es kann nur eine Wahrscheinlichkeit für ihren Ablauf angegeben werden. Diese Wahrscheinlichkeit soll unabhängig von speziellen Experimentierbedingungen allgemein gültig und auch mitteilbar sein. Das Maß für die Wahrscheinlichkeit, daß ein Prozeß stattfindet, ist der Wirkungsquerschnitt (Abschn. 6.2). Seine Größe liefert Hinweise auf die Kräfte, die den Prozeß bestimmen. Die Analyse der experimentellen Daten und ihr Vergleich mit theoretischen Vorhersagen führt dann zu Informationen über die Kernkräfte.