Nukleosynthese

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Nukleosynthese

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Die Nukleosynthese – auch als Nukleogenese oder Elemententstehung bezeichnet) ist die Entstehung von Atomkernen. Kurz nach dem Urknall bildeten sich mutmaßlich aus einem Quark-Gluon-Plasma die Kernbausteine Proton und Neutron. In einer - wegen der Ausdehnung des Universums und der damit verbundenen Abkühlung und der Instabilität freier Neutronen - recht kurzen Periode bildeten sich aus den vorhandenen Protonen und Neutronen durch Kernfusion ca. 24 % Helium, sowie geringe Mengen Deuterium, Lithium und Beryllium. Die Bildung der Kernbestandteile und deren Verschmelzung nach dem Urknall wird zusammengefasst auch als Primordiale Nukleosynthese bezeichnet. Deutlich später, nachdem die Entstehung von Elementen im freien Raum beendet war, begann die Erzeugung im Innern von Sternen. Vom Wasserstoff über Helium erzeugten steigende Temperaturen und Drücke schwerere Elemente bis zum Eisen, welches die größte Bindungsenergie aufweist, somit kernphysikalisch am stabilsten ist. Durch weitere Kernreaktionen entstehen Isotope, die nicht direkt durch Fusionsreaktionen erzeugt werden. Durch energieverbrauchende Kernreaktionen entstehen Isotope, die schwerer als das Eisenisotop Fe sind. Die hierfür notwendige Energie steht während einer Supernova zur Verfügung. Beinahe die gesamte Erde besteht aus Elementen, die in einer oder mehreren Supernovae entstanden sind. Die radioaktiven unter ihnen tragen durch ihre Zerfallswärme zur Hitze im Erdinnern bei.