Protonrijke

Protonrijke kernen zijn atoomkernen waarin het aantal protonen groter is dan gebruikelijk voor stabiele isotopen met hetzelfde massagetal. Ze liggen dicht bij de protonendriplijn, de grens waar het toevoegen van een extra proton de binding van de kern kan destabiliseren. Daardoor zijn protonrijke isotopen doorgaans onstabiel en hebben zij korte halveringstijden.

De voornaamste vervalroutes van protonrijke kernen zijn beta-plus verval (positron emissie) en elektronenvangst, waardoor de kern omzet in een meer neutronenrijke partner. Bij extreem protonrijke nucliden kan ook protonemissie plaatsvinden, en in sommige gevallen kan twee-protonemissie optreden wanneer een kern de driplijn overschrijdt. Deze afwijkende decays leveren belangrijke informatie op over de structuur van de kern, zoals shell- en isospin-eigenschappen.

Protonrijke isotopen worden in laboratoria geproduceerd door hoogenergetische kernreacties, bijvoorbeeld fusie-verdampingreacties, projectile-fragmentatie en spallatie. Ze worden onderzocht met kernspectroscopie, massaspectrometrie en andere detectiemethoden om bindingen, halveringstijden en decaykanalen te bepalen. Deze studies testen theoretische modellen van de kernstruktuur en de symmetrie tussen neutronen en protonen.

In de astrofysica spelen protonrijke kernen een rol in processes zoals het rp-proces (rapid proton capture) tijdens X-ray bursts, waarbij snelle protoncaps en beta-decays nucleosynthese sturen in protonrijke omgevingen.

Voorbeelden van bekende protonrijke isotopen zijn onder meer 8B, 17Ne en 18Ne, die veel bestudeerd zijn om kernstructuur en driplijnverschijnselen te begrijpen.