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Der Atomkern ist das extrem dichte, positiv geladene Zentrum des Atoms, das fast die gesamte Masse vereint und aus Nukleonen (Protonen und Neutronen) besteht.
Der Atomkern bildet das energetische und massereiche Zentrum des Atoms. Obwohl sein Durchmesser etwa 10.000 bis 100.000 Mal kleiner ist als der des gesamten Atoms, beherbergt er über 99,9 % der gesamten Masse. Man kann sich das Atom wie ein riesiges Fußballstadion vorstellen, in dessen Mitte der Kern lediglich die Größe einer Erbse hat.
Der Kern besteht aus Nukleonen, einem Sammelbegriff für Protonen und Neutronen. Während Protonen eine positive Elementarladung tragen, sind Neutronen elektrisch neutral. Die Anzahl der Protonen im Kern wird als Ordnungszahl (Z) bezeichnet und bestimmt die chemische Identität eines Elements.
Die Summe aus Protonen und Neutronen ergibt die Massenzahl (A). Da ein Proton oder Neutron etwa 1836-mal schwerer ist als ein Elektron, wird die Masse der Elektronen bei der Berechnung der Atommasse meist vernachlässigt. Die Anzahl der Neutronen (N) lässt sich einfach berechnen: N = A - Z.
Atome mit der gleichen Anzahl an Protonen, aber unterschiedlicher Anzahl an Neutronen, nennt man Isotope. Da die chemischen Eigenschaften primär durch die Elektronenkonfiguration (und damit indirekt durch die Protonenzahl) bestimmt werden, verhalten sich Isotope chemisch nahezu identisch, weisen jedoch unterschiedliche physikalische Massen auf.
Im Kern wirken zwei gegensätzliche Kräfte: Die elektrische Abstoßung (Coulomb-Kraft) zwischen den positiv geladenen Protonen und die Starke Kernkraft (starke Wechselwirkung). Letztere ist die stärkste Kraft im Universum, wirkt jedoch nur über extrem kurze Distanzen (ca. 10^-15 Meter) und hält die Nukleonen wie ein extrem starker Klebstoff zusammen.
Die Stabilität eines Kerns hängt vom Verhältnis zwischen Protonen und Neutronen ab. Neutronen fungieren dabei als eine Art 'Puffer', der hilft, die Abstoßung der Protonen durch die zusätzliche starke Kernkraft zu kompensieren. Ist dieses Verhältnis instabil, kommt es zum radioaktiven Zerfall.
