Techniklexikon

Deuteron

Kernphysik, Deuton, d, gebundener Zustand von Proton und Neutron, Kern des Deuteriumatoms D (des schweren Wasserstoffs), der einfachste der zusammengesetzten Atomkerne. Das Deuteron hat eine Bindungsenergie von 2,2 MeV. Wegen dieser im Vergleich zur Bindungsenergie je Nukleon in schweren Kernen sehr geringen Bindungsenergie wird es häufig als Projektil in Kernstossexperimenten verwendet, weil es dabei leicht in seine Bestandteile zerfällt. Auf hohe Energien beschleunigt, dient es zum Studium der Kernkraft, insbesondere über seine Streuung an Protonen und Neutronen. Auf Deuterium und Tritium geschossen, wird es zur Erzeugung von Neutronen verwendet (Neutronenquellen). Masse, Spin und magnetisches Moment sind der Tabelle zu entnehmen. Die elektrische Ladung des Deuterons ist nicht genau kugelsymmetrisch verteilt, sondern zeigt ein Quadrupolmoment (siehe Tabelle). Protonen- und Neutronenspin sind gleichgerichtet (Triplettzustand ³S₁), der Singulettzustand mit entsprechenden Spins ist nicht stabil und kann nur virtuell auftreten.

 

Deuteron: Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> Masse	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'>       2,01410222u
Bindungsenergie	- 2,22464 MeV
Spin	1
Quadrupolmoment	2,86 × 10 - 27 cm2
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> magnetisches Moment	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> m = 0,857393 mK

 

Das Deuteron ist als einfachster Bindungszustand stark wechselwirkender Teilchen theoretisch ausgiebig untersucht worden. Wegen des von null verschiedenen Quadrupolmoments kann die zur Beschreibung der Bindung eingeführte Kernkraft zwischen Proton und Neutron keine reine Zentralkraft sein. Die nichtzentrale Kraft (auch Tensorkraft genannt) bewirkt, dass dem Triplett-Zustand ³S₁ ein kleiner Anteil von höherem Drehimpuls beigemischt ist. Er ist verantwortlich für die Abweichung des magnetischen Moments von der Summe der magnetischen Momente von Proton und Neutron. Der gemessene Wert für das Quadrupolmoment spricht dafür, dass das Deuteron im Grundzustand eine kleine etwa 4%ige Beimischung eines ³D₁-Zustands zum ³S₁-Zustand besitzt.