Deuteronen

Deuteronen, auch Deuteron genannt, sind der Kern des Wasserstoffisotops Deuterium. Sie bestehen aus einem Proton und einem Neutron und tragen die Bezeichnung 2H oder D. Der Kern hat die Ordnungszahl Z=1 und die Massenzahl A=2 und bildet den einfachsten bindenden Zwei-Nukleonenkern.

Der Deuteron ist stabil und bindend. Seine Bindungsenergie beträgt 2,224 MeV. Der Grundzustand besitzt J^P = 1^+, das Isospin I=0. Die Wellenfunktion besteht überwiegend aus einem S-Wellen-Anteil (ca. 90–95 %) mit einem kleinen D-Wellen-Anteil (ca. 4–7 %), verursacht durch die Tensoranteile der Kern-Kern-Wechselwirkung. Der D-Anteil führt zu einem messbaren quadrupolmoment Q_d ≈ 0,286 fm^2. Der magnetische Dipolmoment beträgt μ_d ≈ 0,857 μ_N; der rms-Radius liegt bei ca. 1,97 fm.

Deuteronen sind stabil; Deuterium kommt in der Natur vor, der Anteil des Deuteriums an der Wasserstoffpopulation beträgt rund 0,015 %. Deuterium ist damit ein natürlich vorkommendes, seltenes Isotop.

Anwendungen und Bedeutung: Deuterium wird in Kernfusionsprozessen eingesetzt, besonders D-D- und D-T-Reaktionen, und als Moderator in schweren-Wasser-Reaktoren verwendet. In der Grundlagenforschung dient der Deuteron als der einfachste bindende Zwei-Nukleonen-Kern und als Testsystem für Modelle der NN-Wechselwirkung; Deuterium-Bestände liefern in der Kosmologie wichtige Hinweise auf die baryonische Dichte im frühen Universum.

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