Kernphysik

Zweig der modernen Physik, der Aufbau und Dynamik des Atomkerns untersucht. Zu unterscheiden von der Atomphysik, die den Aufbau von Atomen und die Vorgänge in der Atomhülle untersucht.

Als eigenständiges Teilgebiet hat sich die Hochenergiephysik selbstständig gemacht. Die Kernphysik (auch: niederenergetische Kernphysik) entwickelt Modelle von der Struktur der Atomkerne und untersucht in zahlreichen Verfahren die Kerneigenschaften (Massen- und Kernspektroskopie). Der Atomkern wird als dynamisches Gebilde betrachtet, der ähnlich wie die Atomhülle aufgebaut ist.

Er setzt sich aus Nukleonen zusammen (positiv geladen = Proton, negativ geladen = Neutron), die sich ebenso wie Schalen bilden können wie die Elektronen in der Atomhülle. Die gesamte Anzahl der Nukleonen gibt die Massenzahl M an, die der Protonen die Ordnungszahl Z des Kerns. Kernkräfte existieren zwischen den Nukleonen, die Kern werden durch die Bindungsenergie zusammengehalten. Durch Beschuss von Atomkernen werden Gamma-Strahlen freigesetzt.

Ihr Anwendungsbereich ist äußerst vielfältig: Sowohl in der Astrophysik, der Lebensmittelchemie, der Altersbestimmung und der Gentechnik werden Erkenntnisse der Kernphysik angewandt.

Geschichte

1896 wurde von Becquerel die Radioaktivität entdeckt. Die Kernphysik entwickelte sich aus der um 1900 entstandenen Atomphysik, als man genauere Erkenntnisse über den Aufbau des Atomkerns gewann. E. Rutherford wies 1919 die Existenz von Protonen im Atomkern nach, J. Chadwick entdeckte 1932 die Neutronen.

Die Kernspaltung wurde 1938 von O. Hahn und F. Straßmann entdeckt. 1939 konnte sie von L. Meitner auch theoretisch erklärt werden.

1942 nahm E. Fermi in Chicago den ersten Kernreaktor in Betrieb.