Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Deuteron



Als Deuteron (von griechisch deýteros = der zweite) wird der Atomkern bzw. das einfach positiv geladene Kation des schweren Wasserstoff-Isotops Deuterium 2H bezeichnet. Sein Symbol ist d oder auch 2H+. Ein Deuteron besteht aus einem Neutron und einem Proton.

Daten des Deuterons (nach CODATA)
Ladung

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

e =
+1,602 176 462(63)·10-19 C

Ruhemasse

2,013 553 212 71(35) u =
3,343 583 09(26)·10-27 kg =
3670,482 9550(78) × me

Ruheenergie

1875,612 762(75) MeV =
3,005 062 62(24)·10-10 J

magnetisches Moment 0,433 073 457(18)·10-26 J T-1

Deuteronen spielen eine Rolle bei Kernfusionsreaktionen, wie sie in Sternen und auch in zukünftigen Fusionsreaktoren ablaufen. Sie entstehen als Zwischenprodukt bei der Proton-Proton-Reaktion:

\mathrm{p + p \rightarrow d + e^+ + \nu_e + 0{,}42\,MeV}
Zwei Protonen fusionieren zu einem Deuteron. Dabei entstehen ein Positron, ein Elektronneutrino und Energie.

Die Kationen der anderen wichtigen Wasserstoff-Isotope 1H (Protium) und 3H (Tritium) nennt man Proton bzw. Triton, die Sammelbezeichnung für die Kationen ungeachtet ihrer Kernmasse ist Hydron.

Kernphysikalische Betrachtung

Da das Deuteron das einfachste gebundene Nukleonensystem ist wird es gerne zur Analyse der Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung verwendet. Sein Spin lässt sich aus Hyperfeinstrukturbeobachtungen zu 1 bestimmen und seine Parität ist positiv. Da das Quadrupolmoment nicht verschwindet folgt, dass der Kern nicht rund ist, also kein reiner S-Zustand mit Bahndrehimpuls l=0 sein kann. Da aus Paritätsgründen (Parität geht mit (-1)l) nur geradzahlige Bahndrehimpulse erlaubt sind und aus Kernspin-Messungen bekannt ist, dass I=1 ist, ist folglich ein D-Zustand mit l=2 beigemischt. Die Wellenfunktion des Deuterons lässt sich also als

|\psi_d>=0,98\cdot|^3S_1> + 0,20\cdot|^3D_1>

darstellen. Mittels Kernspinresonanz lässt sich zudem das magnetische Moment µ=0,8554µN bestimmen. Dabei ist µN das Kernmagneton. Die Bindungsenergie E beträgt 2,25 MeV.

Literatur

  • Mayer-Kuckuk: Kernphysik - Eine Einführung. Teubner, Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden ISBN 3-519-13223-0
  • Povh et al.: Teilchen und Kerne. Springer, Berlin Heidelberg 2006, ISBN 9783540366850 .
 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Deuteron aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.