Techniklexikon

Compoundkern

Zwischenkern, Verbundkern, beim Ablauf einiger Kernreaktionen A(a,b)B gebildeter hochangeregter Zwischenkern mit einer Lebensdauer von etwa 10 ^{- 16} s. Der Compoundkern bildet sich bei nicht zu hohen Energien des auf einen Targetkern A einfallenden Teilchens a, wobei sich die kinetische Energie von a und die durch das Verschmelzen zum Compoundkern freiwerdende Bindungsenergie praktisch gleichmässig auf die Nukleonen des Compoundkerns verteilen. Die im Vergleich zur Zeit von 10 ^{- 22} s, die ein Geschossteilchen benötigt, um einen Kern zu durchqueren, relativ lange Lebensdauer des Compoundkerns resultiert daraus, dass durch die Verteilung der Energie auf viele Nukleonen keines von diesen im statistischen Mittel genügend Energie besitzt, um den Kernverband unmittelbar zu verlassen. Damit verliert der Compoundkern sein "Gedächtnis", wie es zu seiner Bildung kam, der Zustand wird als quasistationär bezeichnet. Die Compoundzustände können in der Anregungskurve der Kernreaktion als scharfe Resonanzen nachgewiesen werden. Bei Anregungsenergien des Zwischenkerns von etwa 12 bis 15 MeV überlappen sich die einzelnen Compoundzustände und bilden ein Kontinuum. Der Compoundkern zerfällt schliesslich aber doch, und zwar - unabhängig von seiner Bildung - wie ein gewöhnlicher radioaktiver Kern, also beispielsweise durch Emission von g-Quanten oder durch Emission eines oder mehrerer Nukleonen, die kurzzeitig genügend Energie auf sich vereinen konnten, um den Kernverband zu verlassen. Besonders bei sehr schweren Compoundkernen kommt es häufig zur Spaltung, aber gegebenenfalls auch zur Synthese neuer Elemente. Die Zerfallswahrscheinlichkeiten g_i = 1/t_i für die verschiedenen möglichen Zerfälle, die offenen Kanäle, können durch die Partialbreiten ausgedrückt werden: G_i = g_i (Breit-Wigner-Formel). Das Konzept des Compoundkerns geht zurück auf N. Bohr, der dieses Modell auf der Basis des Tröpfchenmodells entwickelt hat.