Dichte der Kernmaterie
Kerndichte ist die Dichte des Kerns eines Atoms. Es ist das Verhältnis der Masse pro Volumeneinheit im Kern. Da der Atomkern den größten Teil der Atommasse trägt und der Atomkern im Vergleich zum gesamten Atom sehr klein ist, ist die Kerndichte sehr hoch.
Die Kerndichte für einen typischen Kern lässt sich näherungsweise aus der Größe des Kerns und seiner Masse berechnen. Typische Kernradien liegen in der Größenordnung von 10 –14 m . Unter Annahme einer Kugelform können die Kernradien nach folgender Formel berechnet werden:
r = r 0 . Ein 1/3
wobei r 0 = 1,2 x 10 -15 m = 1,2 fm
Zum Beispiel besteht natürliches Uran hauptsächlich aus dem Isotop 238 U (99,28 %), daher liegt die Atommasse des Urans nahe der Atommasse des Isotops 238 U (238,03 u). Sein Radius dieses Kerns ist:
r = r 0 . A 1/3 = 7,44 fm.
Angenommen, es ist kugelförmig, ist sein Volumen:
V = 4πr 3 /3 = 1,73 × 10 –42 m 3 .
Die übliche Definition der Kerndichte gibt für ihre Dichte:
ρ Kern = m / V = 238 x 1,66 x 10 –27 / (1,73 x 10 –42 ) = 2,3 x 10 17 kg/m 3 .
Somit ist die Dichte von Kernmaterial mehr als 2,10 14 mal größer als die von Wasser. Es ist eine immense Dichte. Der beschreibende Begriff Kerndichte wird auch für Situationen verwendet, in denen ähnlich hohe Dichten auftreten, beispielsweise in Neutronensternen. Solche immensen Dichten findet man auch in Neutronensternen.
