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Spiegelkerne sind Paare von Atomkernen mit vertauschter ("gespiegelter") Protonen- und Neutronenzahl. Sie unterscheiden sich deshalb in der Kernladungszahl und stellen somit zwei verschiedene chemische Elemente dar. Spiegelkerne sind ein Spezialfall der Isobare.

Beispiele für Spiegelkerne:

Nuklid Massenzahl A Protonenzahl Z Neutronenzahl N Charakterisierung
22 10 12 gerader-gerader (gg) Kern
22 12 10 gerader-gerader (gg) Kern, radioaktiv
30 14 16 gerader-gerader (gg) Kern
30 16 14 gerader-gerader (gg) Kern, radioaktiv
32 15 17 ungerader-ungerader (uu) Kern, radioaktiv
32 17 15 ungerader-ungerader (uu) Kern, radioaktiv
35 17 18 ungerader-gerader (ug) Kern
35 18 17 gerader-ungerader (gu) Kern, radioaktiv

Die Spiegelkerne sind für vergleichende Untersuchungen in der Kernphysik interessant. Beispielsweise unterscheiden sich in der Bethe-Weizsäcker-Formel die Bindungsenergien für Spiegelkerne nur durch den Coulomb-Anteil, der dann isoliert untersucht werden kann.

Mindestens einer von beiden Spiegelkernen ist immer radioaktiv, bei den uu-Spiegelkernen sogar stets beide. Mit Ausnahme der Paare 1n und 1H sowie 3H und 3He ist immer der Kern mit der höheren Protonenzahl radioaktiv.

Spiegelkerne zeigen in beeindruckender Weise, dass Protonen und Neutronen zwar unterschiedliche Ladung besitzen, sich aber ansonsten sehr ähnlich verhalten: Energieniveaus wie auch die dazugehörigen Spins und Paritäten von Spiegelkernen sehen sich zum Verwechseln ähnlich; der wesentliche Unterschied ist die Energie des Grundzustands durch Unterschiede im Coulombpotential.

LiteraturBearbeiten

  • Povh, Rith, Scholz, Zetsche: Teilchen und Kerne, Springer, 4. Auflage 1997, ISBN 3-540-61737-X