Nuklid

Aus AnthroWiki
Wechseln zu: Navigation, Suche

Nuklid (von lat. nucleus „Kern“) ist ein aus der Kernphysik stammender Begriff, der Atome durch den Aufbau und den Energiezustand ihres Atomkerns charakterisiert. Die Bezeichnung wurde 1947 von dem US-amerikanischen Kernchemiker Truman Paul Kohman als Erweiterung des schon länger gebräuchlichen Isotop-Begriffs vorgeschlagen[1].

Innerer Aufbau der Nuklide

Ein Nuklid wird primär durch die Anzahl der Protonen und Neutron im Kern bestimmt. Darüber hinaus werden zumeist auch hinreichend langlebige Kernisomere einbezogen, die über die gleiche Zahl Protonen und die gleiche Zahl Neutronen verfügen, sich aber energetisch nicht im Grundzustand, sondern in einem höheren metastabilen angeregten Zustand befinden. Solche sind bei allen Atomkerne mit vier oder mehr Kernbausteinen (Nukleonen) prinzipiell möglich.

Die Zahl der Protonen im Kern bestimmt, um welches chemisches Element es sich handelt, wobei praktisch jedes Element in Form mehrerer Isotope vorkommt, die sich bei gleicher Protonenzahl durch die Anzahl der Neutronen im Kern unterscheiden. Radioaktivität entsteht durch den Zerfall instabiler Nuklide, die daher auch als Radionuklide bezeichnet werden. Sehr langlebige, natürlich vorkommende Radionuklide, die bereits zu Beginn der Erdentwicklung existierten und auch heute noch nicht vollständig zerfallen sind, werden als primordiale Nuklide bzw. primordiale Radionuklide (von lat. primordial „von erster Ordnung, ursprünglich“) bezeichnet.

Nuklide werden in Formeln so dargestellt, dass links oben neben das Elementsymbol die Massenzahl, d.h. die Summe der Protonen und Neutronen angeschrieben wird. Links unten steht die für das jeweilige Element charakteristische Protonenzahl. Zur vereinfachten Schreibung kann die Protonenzahl auch weggelassen werden, da sie ohnehin durch das Elementsymbol eindeutig festgelegt ist. Kernisomere werden durch ein kleines LaTeX: m kenntlich gemacht, das direkt an die Massenzahl angefügt wird. Gibt es mehrere halbwegs stabile Kernisomere, kann noch eine Zahl nachgestellt werden, z.B.:

LaTeX: {}^{12}_{\ 6}\mathrm{C},\, {}^{110m}_{\ 47}\mathrm{Ag},\, {}^{152m1}_{\ 63}\mathrm{Eu} oder vereinfacht: LaTeX: {}^{12}\mathrm{C},\, {}^{110m}\mathrm{Ag},\, {}^{152m1}\mathrm{Eu}

Verschiedene Nuklid-Klassen

Oft wird der Begriff „Nuklid“ gleichbedeutend mit „Isotop“ verwendet. Tatsächlich gibt es aber noch eine Reihe anderer Klassen von Nukliden:

Bezeichnung Aufbau des Kerns Beispiele
Isotope gleiche Protonenzahl LaTeX: {}^{12}_{\ 6}\mathrm{C},\, {}^{13}_{\ 6}\mathrm{C}
Isotone gleiche Neutronenzahl LaTeX: {}^{13}_{\ 6}\mathrm{C},\, {}^{14}_{\ 7}\mathrm{N}
Isobare gleiche Massenzahl LaTeX: {}^{17}_{\ 7}\mathrm{N},\, {}^{17}_{\ 8}\mathrm{O},\, {}^{17}_{\ 9}\mathrm{F}
Spiegelkerne Neutronenzahl und Protonenzahl vertauscht LaTeX: {}^{3}_{1}\mathrm{H} \longleftrightarrow {}^{3}_{2}\mathrm{He}
Isodiaphere gleicher Neutronenüberschuss LaTeX: {}^{12}_{\ 6}\mathrm{C},\, {}^{14}_{\ 7}\mathrm{N}
Kernisomere unterschiedliche langlebige innere Zustände LaTeX: {}^{99}_{43}\mathrm{Tc},\, {}^{99\mathrm{m}}_{\ \ 43}\mathrm{Tc}

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Truman Paul Kohman: Proposed New Word: Nuclide. In: American Journal of Physics Bd. 15, Nr. 4, 1947, S. 356–357, doi:10.1119/1.1990965