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Kernphysik
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Die Kernphysik ist der Teilbereich der Physik, der sich mit dem Atomkern beschäftigt.
Antoine Henri Becquerel, Pierre Curie und Marie Curie erhielten für ihre
Versuche zur Radioaktivität, die man als den historischen Beginn der modernen Kernforschung
bezeichnen könnte, 1903 den Nobelpreis in Physik. Radioaktivität ist immer mit einer Kernumwandlung verbunden, so dass sich Stoffe beim Zerfall in andere Stoffe umwandeln. Dies wurde
von Ernest Rutherford entdeckt, wofür er 1908 den Nobelpreis in Chemie erhielt.
Der Rutherford-Streuung, bei dem Alpha-Teilchen an Goldfolie
gestreut werden,
von Hans Geiger, Ernest Marsden und Ernest Rutherford im Jahr 1909 markiert einen
Wendepunkt in der modernen Vorstellung vom Aufbau der Atome.
Aus den Rutherfordschen Interpretationen der Ergebnisse war die Idee vom Atomkern geboren.
Im Kern ist fast die gesamte Masse des Atoms vereinigt, jedoch nimmt er einen ausgesprochen kleinen
Volumenanteil des Atoms ein.
Die Kenntnis der Bindungsenergie der Atomkerne halb-empirisch zuerst in der Bethe-Weizsäcker-Formel
formuliert, zählt zu den großen Fortschritten in der Geschichte der Kernphysik.
Otto Hahn und Lise Meitner entdeckten 1938, dass unter Bestrahlung mit Neutronen Urankerne gespalten werden. Später wurde nachgewiesen, dass bei diesem Prozess Energie und weitere Neutronen freigesetzt werden, wodurch eine Kettenreaktion möglich wurde.
Die Idee, die als Strahlung frei werdende Energie zu nutzen löste einen niemals zuvor dagewesenen Forschungswettlauf um die Atombombe aus, an dem sich eigentlich alle großen Kernphysiker beteiligten. In Los Alamos forschten unter der Regie von Robert Oppenheimer die Physiker Enrico Fermi, Hans Bethe,
Edward Teller, Felix Bloch, um nur die bekanntesten zu nennen. In Deutschland forschten
unter anderem Carl Friedrich von Weizsäcker und Werner Heisenberg an der Weiterentwicklung
eines Reaktors zunächst in Berlin und später in Haigerloch mit dem umstrittenen Fernziel einer militärischen Nutzung der Forschungsergebnisse.
Die Erkenntnisse der Kernspaltung fanden von Beginn an auch eine zivile Nutzung in der Energiegewinnung
aus den Kernreaktoren (auch Atomreaktor genannt).
Kaum ein Gebiet der Physik hat durch seine Ambivalenz der friedlichen als auch zerstörerischen Nutzung
die öffentliche Diskussion mehr angeheizt: für Fortschrittskritiker war die Kernphysik die Büchse der Pandora für Fortschrittsgläubige eine der wichtigsten Entdeckungen des 20. Jhds.
Man kann sicher zurecht sagen, dass die Kernphysik der Auslöser einer neue Wissenschaftsethik
war (Hans Jonas, Carl Friedrich von Weizsäcker).
Die politische Auseinandersetzung um den vernünftigen und verantwortbaren Umgang mit der Kernenergie findet bis heute in der Auseinandersetzung um den Kernenergieausstieg Deutschlands statt.
In der modernen Kernphysik hat man anhand verschiedener Untersuchungsmöglichkeiten, wie
Teilchenbeschleuniger, Kernreaktoren und verschiedene Strahlungsmessgeräte eine sehr genaue Kenntnis von den Eigenschaften der Atomkerne.
Dazu zählen Masse, Ladung, Kernspin, magnetisches Dipolmoment, Zusammensetzung aus Neutronen und Protonen, Bindungsenergien, Stabilität, Kernzerfall und Umwandlung durch Strahlung oder spontan.
Da Protonen sich aufgrund ihrer positiven elektrischen Ladung abstoßen, benötigt man ein neues Konzept
für die Stabilität von Kernen. Die Kraft, die den Kern zusammenhält, wird starke Kernkraft oder auch
starke Wechselwirkung genannt. Die Wechselwirkung, die für -Zerfälle verantwortlich ist,
nennt man schwache Kernkraft oder schwache Wechselwirkung.
Da die Atomkerne subatomar klein sind, sind sie in ihrer theoretischen Beschreibung
Gegenstand der Quantenphysik.
Zur Kernphysik gehören unter anderem die Themenbereiche Radioaktivität, Kernfusion und Kernspaltung.
Siehe auch: Portal Physik, Quantenphysik, Mössbauer-Effekt, Atomphysik.
» http://www.teilchen.at Aktuelles, Links und Information zu Kern- und Teilchenphysik (mit leichtem Bezug zur Situation in Österreich)
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