Einführung in die Kernphysik

Das Buch deckt einen sehr großen Bereich der Kernphysik ab, d.h. es werden sowohl experimentelle als auch theoretische Aspekte beleuchtet sowie Anwendungen (Kernspaltung, Kernfusion, medizinischen Anwendungen, Strahlenschutz) ausführlich behandelt. Der Aufbau folgt der historischen Entwicklung. Schließlich wird auch Basiswissen aus der Teilchenphysik kurz angesprochen.

Das Buch deckt einen sehr großen Bereich der Kernphysik ab, d.h. es werden sowohl experimentelle als auch theoretische Aspekte beleuchtet sowie Anwendungen (Kernspaltung, Kernfusion, medizinischen Anwendungen, Strahlenschutz) ausführlich behandelt. Der Aufbau folgt der historischen Entwicklung. Schließlich wird auch Basiswissen aus der Teilchenphysik kurz angesprochen.

1 Entdeckung der Radioaktivität, natürliche Radioaktivität1.1 Entdeckung1.2 Natürliche Radioaktivität1.3 Die kosmische Strahlung1.4 Strahlenarten und natürliche Zerfallsreihen1.5 Zerfallsgesetze, radioaktives Gleichgewicht1.6 Die Entdeckung des Atomkerns (Rutherford-Streuung)1.7 Wirkungsquerschnitt und Massenbelegung2 Die statistische Natur des radioaktiven Zerfalls3 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie3.1 Wechselwirkung geladener Teilchen mit Materie3.1.1 Wechselwirkung schwerer, geladener Teilchen mit Materie3.1.2 Wechselwirkung von Elektronen mit Materie3.1.3 Wechselwirkung von Positronen mit Materie3.2 Wechselwirkung von Neutronen mit Materie3.3 Wechselwirkung von Photonenstrahlung mit Materie3.3.1 Compton-Streuung3.3.2 Photoeffekt3.3.3 Paarbildung3.3.4 Totaler Absorptionsquerschnitt3.4 Sekundärprozesse4 Strahlungsdetektoren4.1 Prinzipien4.1.1 Kalorimeter4.1.2 Gas-Ionisationsdetektoren4.1.2.1 Stromkammer4.1.2.2 Impulsionisationskammer4.1.2.3 Proportionalzähler4.1.2.4 Geiger-Müller-Zähler4.1.3 Festkörper-Ionisationsdetektoren4.1.4 Szintillationsdetektoren4.1.4.1 Anorganische Szintillatoren4.1.4.2 Organische Szintillatoren4.1.5 Cerenkov-Detektor4.1.6 Teilchenspurdetektoren4.1.6.1 Nebelkammer (Cloud chamber) und Diffusionskammer4.1.6.2 Blasenkammer (Bubble chamber)4.1.6.3 Photographische Methode ? Kernspuremulsion4.1.6.4 Vieldrahtkammern (Multi-wire chambers)4.1.7 Thermolumineszenzdetektoren4.1.8 Spezialdetektoren4.2 Elektronische Impulsverarbeitung5 Neue Teilchen und künstliche Radioaktivität5.1 Isotope5.2 Die Entdeckung des Neutrons5.3 Die Entdeckung des Positrons5.4 Künstliche Radioaktivität6 Aufbau der Atomkerne6.1 Kernmassen6.1.1 Statische elektrische und magnetische Felder6.1.2 Massenspektrometer6.1.3 Massenbestimmung über Kernumwandlungen6.2 Die Größe des Atomkerns7 Das Tröpfchenmodell des Atomkerns7.1 Isotopentafel7.2 Das Tröpfchenmodell7.3 Stabilität gegen ß-Zerfall7.4 Stabilität gegen Nukleonenemission7.5 Stabilität gegen Spaltung8 Die quantenmechanische Behandlung des Atomkerns8.1 Grundlagen8.2 Zur Lösung der Schrödinger-Gleichung8.3 Das Schalenmodell, Einzelteilchenniveaus8.4 Kollektive Anregungen8.5 Kernmomente8.5.1 Elektrische Momente8.5.2 Magnetische Momente8.6 Experimentelle Bestimmung von Kernspin und -momenten8.6.1 Kernspin8.6.2 Kernmomente8.7 Niveauübergänge9 Der Mößbauer-Effekt9.1 Nukleare Resonanzabsorption9.2 Natürliche Linienbreiten9.3 Anwendungen der Mößbauer-Spektrometrie10 Die Theorie des a-Zerfalls10.1 Modell des a-Teilchens im Potential des Restkerns10.2 Ergänzende Bemerkungen zum a-Zerfall11 Der ß-Zerfall11.1 Das ß-Spektrum11.2 Fermis Theorie des ß-Zerfalls11.3 Der experimentelle Nachweis des Neutrinos11.4 Die Neutrinomassen11.5 Die schwache Wechselwirkung11.6 Erlaubte und verbotene Übergänge11.7 Die Paritätsverletzung12 Kernreaktionen12.1 Grundlagen12.2 Erhaltungssätze und Kinematik12.3 Qualitativer Verlauf von Anregungsfunktionen12.4 Die quantenmechanische Behandlung der Streuung12.5 Kernpotentiale und das optische Modell12.6 Die R-Matrix-Theorie12.7 Reaktionsmodelle12.7.1 Compoundkernreaktionen12.7.2 Direkte Kernreaktionen13 Kernspaltung13.1 Zur Geschichte der Kernspaltung13.2 Physikalische Grundlagen, Kettenreaktion13.3 Die Atombombe13.4 Physik der Kernreaktoren13.5 Typen von Kernreaktoren13.5.1 Leichtwasserreaktor: Siedewasserreaktor (BWR - Boiling Water Reactor), Druckwasserreaktor (PWR - Pressurized Water Reactor)13.5.2 Natururanreaktor (CANDU-Reaktor)