Die Kernphysik ist der Teilbereich der Physik, der sich mit Atomkernen befasst. Ihr Untersuchungsgegenstand Atomkern entspricht dem inneren, positiv-geladenen Teil eines Atoms. Die Bausteine eines Atomkerns, Protonen und Neutronen, bezeichnet man als Nukleonen. Entgegengesetzt zur ihr beschäftigt sich die Atomphysik mit dem anderen Teil eines Atoms, der negativ geladenen Elektronenhülle.

Typische Interessen der Kernphysik sind die Untersuchung der Streuvorgänge an Atomkernen, Kernfusionen und die spontane Kernumwandlung (Stichwort: Radioaktivität). Ihr wichtigstes theoretisches Hilfsmittel ist dabei die Quantenmechanik. Experimentell kann sie u.a. auf Teilchenbeschleuniger, Teilchen- und Strahlungsdetektoren zurückgreifen.

Seine beachtliche Stabilität verdankt der Atomkern den in ihm wirkenden Kernkräften.

• Chemie: Zusammen ergeben die Nukleonen ein Nuklid, also einen bestimmten Atomkern. Je nachdem wie viele Protonen und Neutronen in ihm eingebunden sind, ergibt sich auch ein anderes Nuklid. Das Nuklid spielt auch in der Chemie eine wichtige Rolle.

• Kernspaltung: Unter anderem unterscheiden sich Nuklide hinsichtlich ihrer Stabilität. Spaltet man einen großen stabilen in zwei weniger stabile, leichte Atomkerne, erhält man Energie. Diese Form der Energiegewinnung nennt man Kernspaltung oder auch Fission. Kernkraftwerke arbeiten nach genau diesem Prinzip und auch Atomwaffen basieren auf Kernspaltprozesse.

• Kernfusion: Die andere Form der Energiegewinnung, die Kernfusion, läuft genau umgekehrt. Man lässt zwei separate Atomkerne in einen einzigen, großen verschmelzen. In Wasserstoffbomben zeigen sich die riesigen Energiemengen, die dabei entstehen. Wie man diese unheimlich ergiebige Energiequelle kontrolliert für den friedlichen Bedarf anzapft, wissen wir leider noch nicht exakt genug.

• Physik I (Skeptizismus): Offene Fragen gibt es in der Kernphysik zuhauf. Etwa die nach dem Wesen der Restwechselwirkung aus Sicht der Quantenchromodynamik. Oder nach dem Ursprung einfacher Strukturen in komplexen Kernen.

• Teilchenphysik: Anfangs unterschied man nicht zwischen Elementarteilchenphysik und Kernphysik. Erst im Laufe der Zeit bildeten sich die Hochenergie- und Elementarteilchenphysik aus der Kernphysik heraus. Heute bezeichnet man die Kernphysik, der besseren Unterscheidbarkeit wegen, gelegentlich auch als Niederenergie-Kernphysik.

Bildquelle: Atom (Vorlage)

Stand: 2015

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