4.2 Test 1 Flashcards
(48 cards)
Rutherford-Experiment gewonnenen Erkenntnisse aufzeigen
Alpha-Teilchen werden auf Goldfolie gestrahlt
Leuchtschirm wurde um die Folie gespannt
Erwartung: Eig. sollten sie laut Kugelteilchen-Modell abprallen
Ergebnisse:
->meisten Alpha-Teilchen durchdrangen die Folie
->wenige prallten ab
->wenige wurden abgelenkt
Kenntnisse:
-Atome sind keine festen kugeln
-Bestehen hauptsächlich auch nichts(Hülle)
-gesamte Atommasse konzentriert in einem kleinen Kern im Zentrum
-einige Teilchen wurden abgelenkt da Kern positiv geladen ist (Alpha-Teilchen auch positiv) (Kern muss auch Neutronen drin haben damit sich Protonen nicht abstossen)deshalb müssen negative geladene Elektronen in der Hülle sein (sind sehr klein deshalb kein Widerspruch zu „leerer“ Atomhülle)
Elementarteilchen sind:
Protonen, Neutronen, Elektronen
(1 Elektron) Masse, Ladung, wieso stürzen nicht in den Kern?
0.0006 u, -1, stürzen nicht in den kern weil sie sich ständig bewegen
(1 Proton) Masse, Ladung
1.007 u, +1
(1 Neutron) Masse, Ladung, was bewirken sie?
1.008 u, keine Ladung, Protonen stossen sich nicht ab
Kernbindungskraft
-Fördert Zusammenhalt zwischen P und N
-entsteht durch Gluonen (werden schnell hin und her ausgetauscht)
-ist stärker als Abstossungskraft der P aber dafür viel kürzere reichweite
Erfkläre wieso die Atome, obwohl sie zum Teil aus geladenen Teilchen aufgebaut sind, elektrisch neutral sind.
Weil es gleich viele Protonen wie Neutronen hat
Erkläre wieso die relative Atommasse bei vielen Atomsorten nicht genau ganzzahlig ist.
Wegen dem Massendefekt:
Stoffe haben nicht immer die selbe anzahle Neutronen (sieht man bei der NZ) aber man muss den Durchschnitt davon (abhängig von der % Zahl) herausfinden.
Ausserdem nimmt man bei der Berechnung der Atommasse an dass 1 Nukleon einem Unit entspricht + gerundete Häufigkeit (%)
Nuklid
Genaue Atomsortenangaben mit bestimmter Anzahl N und P.
Isotope
Atome der gleichen Atomsorte aber anderen NZ (verschieden viele Neutronen)
Verschiedene Nuklide derselben Atomsorte
Elementarstoff neue Definition
Stoffprobe mit lauter Atomen mit der gleichen OZ (aber nicht unbedingt gleicher NZ)
Misch-Elementarstoffe
Bestehen aus verschiedenen Isotopen
Rein-Elementarstoffe
Haben keine verschiedenen Isotope
Berechnung durchschnittliche relative Atommasse
(Kommazahl %1) x (Anzahl Nukleonen in u 1) + (Kommazahl %2) x (Anzahl Nukleonen in u 2)
Was ist mit Radioaktivität gemeint?
-Nuklide mit Neutronenmangel/Neutronenüberschuss haben instabilen Kern
(->Radionuklide)
-kern zerfällt spontan und sendet Strahlung aus
(->Radioaktivität)
-radioaktive Kerne zerfallen so lange bis sie einen stabilen Kern haben
Welche Typen von Radioaktivität kommen natürlich vor?
verschiedene Strahlentypen:
->Alpha NZ-4, OZ-2
->Beta OZ+1
->Gamma bleibt gleich
-Strahler
(gibt aber noch andere, aber nicht wichtig)
Alpha-Strahler
-Schwerer Kern mit Neutronenmangel
-Atomkern zerfällt
-NZ-4, OZ-2
Beta-Strahler
-Kerne mit Neutronenüberschuss
-Neutron zerfällt
-OZ+1
Gamma-Strahler
-Kern mit Energieüberschuss (metastabile Nuklide)
-Begleitet oft Alpha und Beta Zerfall
-keine Veränderung (elektromagnetische Wellen)
Halbwertszeit
a=Jahre
b=Tage
h=Stunden
m=Minuten
s=Sekunden
ms=Millisekunden
Erkläre wieso bei einer Kernreaktion Energie entstehen kann.
Wenn grosse Kerne gespaltet werden entstehen kleinere Kerne, welche energetisch günstiger sind (Abstossungkräfte zwischen den P nehmen ab weil es weniger P hat).
Bei Entstehung solcher günstigen Kerne wird dan Energie in Form von elektromagnetischen Gamma-Strahlen abgegeben.
E=m x c^2
Kernspaltung
-Grosser Kern wird mit N beschossen
-N wird aufgenommen
—>instabiler Kern entsteht
-zerfällt nun durch Kernspaltung
-N fliegen weg und treffen weitere grosse Kerne
—>Kettenreaktion
-Anzahl fliegender N verdoppelt sich nach jeder Spaltung—>Anzahl Spaltungen vergrössert sich explosionsartig->schnelle Freisetzung grosser Energiemengen
Wenn genug spaltbare Kerne dort sind (kritische Masse) und nicht zu viele N nach aussen fliegen gibt es eine Explosion (Atombombe)
Aufbau eines Kernkraftwerks (KKW)
-U-Kerne werden im Brennelement gespalten
-Brennelemente erhitzen sich
—>Umwandlung von Kernspaltungsenergie zu Wärmeenergie
-Brennelemente im Reaktordruckgefäss erhitzen das Wasser um sie herum
-Kühlmittelpumpe befördert heisses Wasser (+100°C) zum primären Wasserkreislauf zu einem Wärmetauscher
-Wasser eines sekundären Wasserkreislaufes wird dort so stark erwärmt bis es verdampft
-Dampf wird darin unter hohem Druck gehalten
—>Wärmeenergie wird in potentielle Energie umgewandelt das der Dampf unter hohem Druck steht
-nun lässt man den Dampf aus den Düsen gegen die Dampfturbinen strömen
—>Turbinen rotieren
—>potentielle Energie wird zu Bewegungsenergie
-Generator wandelt Bewegungsenergie zu elektrischer Energie um
(verliert Energie an die Umgebung bei der Umwandlung, Gesamtwirkungsgrad: 35%)
-Tertiärer Wasserkreislauf kühlt Dampf ain einem Kondensator ab
—>im Wärmetauscher wieder kühles/flüssiges Wasser
Kontrolle der Kernspaltung
-für Brennstäbe(Brennelemente) wird Uran235 (3%) und Uran238 (97%) verwendet
-Brennstäbe sind von Moderator (ZB: Wasser) umgeben
—>bremst schnelle Neutronen ab (nur langsame Neutronen können in U235 eine Kernspaltung auslösen)
-Moderator auch gleichzeitig Kühlmittel des Reaktorkerns
-Steuerstäbe bestehen aus neutronenabsorbierenden Stoffen (Borcarbid, B4C)
-Bor-Kerne absorbieren Neutronen unter Gamma-Strahlung
—>wird in Lithium-/Heliumkerne gespalten
So kommt es nicht zu einer Überhitzung des Reaktors/Explosion.
Werden Steuerstäbe komplett zwischen die Brennstäbe eingefahren
—>Reaktor wird abgeschaltet
Steuerstäbe vollständig herausgezogen
—>Reaktor wird eingeschaltet