Wieso ist Eisen (Fe56) in Kernfusionen als Grenze angegeben obwohl es dichtere Elemente gibt?
Ich mache eine Präsentation über das entstehen von Elementen, und recherchiere deswegen Kernfusion ect. Die Grenze von Kernfusionen wird immer als Eisen angegeben, als ich allerdings gegoogelt habe gibt es viele Stoffe die dichter sind (eg. Osmium). Hat es etwas mit der Reaktion zu tun, oder wieso gibt es diesen Unterschied?
5 Antworten
Um die Dichte geht es nicht, sondern um die Masse der Atomkerne.
Zwar sind die Elemente mit massereichen Kernen auch dichter, aber nur innerhalb einer PSE-Gruppe mit ähnlichen Eigenschaften. Caesium (Atommasse 133 u) hat eine Dichte von nur 1,9 g/cm³, Palladium (106 u) dagegen stolze 12 g/cm³.
Zum eigentlichen Thema, der Kernfusion. Da bildet Eisen die Grenze, bis zu der die Kernfusion Energie freisetzt, nicht die Grenze, bis zu der sie möglich ist.
In einem Stern, der gemütlich vor sich hin fusioniert, endet die Fusion beim Eisen. Dann wird aber keine Energie mehr frei, der Kern kühlt aus und kollabiert und in den Schockwellen des Kollapses und der nachfolgenden Explosion (Supernova) fusioniert auch ein Teil der vorher nicht fusionierten leichten Kerne, in sehr sehr kurzer Zeit, nach stellaren Maßstäben.
In diesem riesigen Überschuss an Energie passieren dann auch Fusionen, die Energie kosten, es entstehen so die Elemente schwerer als Eisen. Wobei das nicht wirklich Fusionen von Kernen sind, sondern Anlagerungen von Protonen und Neutronen, wie JMC01 zitierte.
https://de.wikipedia.org/wiki/Nukleosynthese
Für die Kernfusion zu Elementen mit höherer Ordnungszahl als Eisen wird dagegen Energie benötigt. Sie entstehen nicht bei der stellaren Nukleosynthese, sondern am Ende der Lebenszeit des Sterns bei dessen Sternexplosion zur Supernova; das geschieht aber nur bei Sternen, die dafür groß genug sind. Die schweren Elemente werden dabei durch Protonen- und Neutroneneinfangreaktionen in p-, r- und s-Prozessen erzeugt.
Elemente auf der Erde bis zum Eisen (siehe PSE) können im Laufe des Lebens unseres Sonnenvorgängers in seinem Inneren entstanden sein; alle Elemente auf der Erde mit höheren Ordnungszahlen als Eisen stammen aus dessen Supernovaexplosion. Noch schwerere, stets radioaktive Elemente entstehen künstlich in Kernreaktoren und in gezielten Experimenten.
das hat überhaupt nichts mit der dichte zu tun.
es geht um die bindungsenergie pro nukleon, und die ist bei eisen am höchsten.
das ist das stabilste Element. Schwerere Elemente haben radioaktive Zerfallsreihen.
Fe56 hat die geringste Energie. Schwerere Elemente benötigen Energie zur Erzeugung, es wird keine mehr freigesetzt.