Techniklexikon

Rotationsbande

Kernphysik, System von kollektiven Rotationszuständen eines deformierten Kerns zu gleicher innerer Konfiguration der Nukleonen und damit gleicher K-Quantenzahl. Übergänge innerhalb einer Rotationsbande werden durch Wechselwirkung des elektromagnetischen Strahlungsfeldes mit dem Quadrupolmoment des Kerns bewirkt und sind von wesentlich höheren Übergangswahrscheinlichkeiten als Einteilchenübergänge geprägt. Elektromagnetische An- oder Abregung eines Kerns erfolgt bevorzugt entlang einer Rotationsbande, Übergänge zu Banden mit anderer K-Quantenzahl und folglich geänderter innerer Struktur mit der Einteilchenstärke. Die tiefstliegende Bande wird als Yrast-Bande bezeichnet. Mit zunehmendem Drehimpuls und wachsenden Zentrifugalkräften verändert sich die Gleichgewichtsdeformation des Kerns, so dass sich längs der Yrast-Linie gestreckte (zigarrenförmige, prolate), dreiachsige und abgeplattete (diskusförmige, oblate) Deformationen ergeben. Dies ändert das Trägheitsmoment Q (Rückbiegeeffekt). Die tatsächliche Form, die der Kern mit wachsender Winkelgeschwindigkeit abweichend zu der im hydrodynamischen Modell (Tröpfchenmodell) berechneten Form annimmt, wird durch die jeweilige Schalenstruktur bestimmt. Bei Erreichen eines kritischen Drehimpulses I_krit wird der Kern instabil gegen Spaltung. Als Funktion der Massenzahl A erreicht I_krit ein Maximum um  bei A um 120 (siehe Abb.). Mit grösserem A nehmen die abstossenden Coulomb-Kräfte zu und für A » 300 ist der Kern selbst bei verschwindender Rotation instabil.

Rotationsbande: Kerne unter Rotation: a) Im Tröpfchenmodell berechneter maximaler Drehimpuls an der Spaltbarriere eines rotierenden Kerns als Funktion der Massenzahl A. b) Anregungsenergie und Verformung des Kerns unter Rotation mit dem Drehimpuls I.