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Bei der ersten künstlichen Kernumwandlung wurde folgendes beobachtet:
Ein Alphateilchen, also ein Heliumkern dringt in den Kern eines Atoms ein und verschmilzt damit zu einem (stark instabilen) Zwischenkern, der sofort dananch zerfällt. Abhängig vom benutzten Element gibt dieser Zwischenkern entweder ein Proton ab und wird zu einem anderen chemischen Element, da die Kernladungszahl (oder Ordnungszahl) um 1 sinkt, oder der Zwischenkern gibt ein Neutron ab und ändert seine Massenzahl, jedoch nicht die Kernladungszahl. Das Element bleibt das selbe. Da bei einer Neutronenaussendung noch überschüssige Energie vorhanden ist, werden auch noch Gammastrahlen abgegeben. Einzelne ausgesandte Protonen bilden den Protonenstrahl, einzelne ausgesandte Neutronen bilden den Neutronenstrahl.
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