Techniklexikon

Zustandsdichte von Kernen

Kernphysik, beschreibt die Verteilung der Zustände bei angeregten mittelschweren und schweren Atomkernen, die sehr viele eng beieinander liegende Zustände besitzen, deren jeweilige Quantencharakteristika nicht mehr zu ermitteln sind. Im einfachen Fermi-Gas-Modell, das den Kern als ein Gas nicht wechselwirkender Fermionen mit vorgegebener Protonen- und Neutronendichte und Kernanregungen als Erhitzung des Fermi-Gases behandelt, erhält man im Rahmen der statistischen Thermodynamik die Anregungsenergie

(, E_F: Fermi-Energie = maximale Nukleonenenergie im Kern, N_n,p: Anzahl der Neutronen bzw. Protonen), aus der sich über die Boltzmann-Gleichung  mit der Entropie  die Zustandsdichte

() ergibt. Der exponentielle Verlauf ist in voller Übereinstimmung mit dem Experiment.