Kernphysik

Prof. Dr. Theo Mayer-Kuckuk, Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn

1 Einleitung.- 1.1 Was ist Gegenstand der Kernphysik.- 1.2 Die Entdeckung des Atomkerns.- 1.3 Einfache Streuprobleme.- 2 Eigenschaften stabiler Kerne.- 2.1 Kernradien.- 2.2 Kernmassen, Kernbausteine und Bindungsenergien.- 2.3 Der Kern als Fermi-Gas, Zustandsdichte im Phasenraum.- 2.4 Tröpfchenmodell, Grenzen der Stabilität.- 2.5 Spin und Parität.- 2.6 Magnetische und elektrische Momente.- 3 Zerfall instabiler Kerne.- 3.1 Zerfallsgesetz.- 3.2 Natürliche Radioaktivität, Datierungsmethoden.- 3.3 Alpha-Zerfall, Transmission durch Potentialbarrieren.- 3.4 Kernspaltung.- 3.5 Elektromagnetische Übergänge.- 3.6 Innere Konversion.- 3.7 Kernresonanzabsorption (Mößbauer-Effekt).- 3.8 Kernspektroskopie an instabilen Kernen.- 4 Elastische Streuung.- 4.1 Problemstellung.- 4.2 Stationäre Behandlung der elastischen Streuung.- 4.3 Partialwellen-Zerlegung.- 4.4 Ein einfaches Beispiel.- 4.5 Streulänge, effektive Reichweite.- 4.6 Die Bornsche Näherung.- 4.7 Elastische Streuung schwerer Projektile.- 5 Kernkräfte und starke Wechselwirkung.- 5.1 Eigenschaften des Deuterons.- 5.2 Nukleon-Nukleon-Streuung, Spinabhängigkeit der Kernkräfte.- 5.3 Ladungsunabhängigkeit der Kernkräfte, Isospinformalismus.- 5.4 Der Isospin von Kernen, Allgemeines über Erhaltungsgrößen.- 5.5 Struktur der Kernkräfte.- 5.6 Quarks und starke Wechselwirkung.- 6 Kernmodelle.- 6.1 Einteilchenzustände im mittleren Kernpotential.- 6.2 Einfache Vorhersagen des Schalenmodells.- 6.3 Zustände im deformierten Potential.- 6.4 Kopplung mehrerer Nukleonen.- 6.5 Restwechselwirkungen, Paarungskräfte und Quasiteilchen.- 6.6 Kollektive Anregungen.- 6.7 Weiteres zu kollektiven Anregungen: Coulomb-Anregung, Hochspin-Zustände, Riesenresonanzen.- 7 Kernreaktionen.- 7.1 Übersicht über die Reaktionsmechanismen.- 7.2Energieverhältnisse, Kinematik.- 7.3 Phasenraumbetrachtungen, Reziprozitätssatz.- 7.4 Resonanzen.- 7.5 Compound-Kern-Reaktionen.- 7.6 Das optische Modell.- 7.7 Direkte Reaktionen.- 7.8 Kernreaktionen mit schweren Ionen.- 7.9 Energiegewinnung durch Kernreaktionen.- 7.10 Kern-Astrophysik.- 8 ?-Zerfall und schwache Wechselwirkung.- 8.1 Natur des Zerfallsprozesses, Neutrinoexperimente.- 8.2 Energieverhältnisse und Zerfallstypen.- 8.3 Form des Spektrums, Übergangswahrscheinlichkeiten.- 8.4 Zur theoretischen Beschreibung des Zerfallsprozesses.- 8.5 Kernmatrixelemente, Kopplungskonstanten.- 8.6 Helizitätsexperimente.- 8.7 Weiteres zu den Neutrinos.- 8.8 Die elektroschwache Wechselwirkung, das Standard-Modell.- Einheiten, Konstanten, Umrechnungsfaktoren und Formeln für kernphysikalische Rechnungen.- Wichtige URL-Adressen.