Atomphysik Flashcards
Starke Wechselwirkung
Es ist die starke Wechselwirkung, die dafür sorgt, dass Nukleonen (Protonen und Neutronen) sich gegenseitig anziehen und somit also die Atomkerne zusammengehalten werden. - Die starke Wechselwirkung wirkt nur zwischen Elementarteilchen und Teilchensystemen, die
eine starke Ladung (“Farbladung”) trag en.
Die Wechselwirkung geschieht durch den Austausch dieser Gluonen.
Geringe Reichweite
Schwache Wechselwirkung
Verantwortlich für Teilchenzerfall -> Raioaktivität.
Umwandlung von Teilchen
Wirkt nur zw elementarteilchen und teilchensystemen
B-zerfall und Kernfusion
Beta minus zerfall
Elektron plus elektron antineutrino verlassen den atomkern
Beta plus zerfall
Positron plus elektron Neutronino verlassen den atomkern , Masse bleibt gleich , kernladungszahl sinkt
Elektronenorbital
diese Gleichungen den Raum beschreiben in dem sich Elektronen einer bestimmten Schale also eines bestimmten Energieniveaus befinden.
Dieser Raum wird als Elektronenorbital bezeichnet.
Wenn man diese Gleichungen ausrechnet bekommt man eine räumliche Angabe, wo sich bestimmte Elektronen mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit bewegen. D
Isotope
Atomkerne mit unterschiedlichen Zahlen an Neutronen
Kernspaltung
Ein Atomkern wird unter Energiefreisetzung in zwei oder mehr Bestandteile zerlegt
Kernfusion
eine Kernreaktion, bei der zwei Atomkerne zu einem neuen Kern verschmelzen. Die Kernfusion ist Ursache dafür, dass die Sonne und alle leuchtenden Sterne Energie abstrahlen.
Antiteilchen
Antiteilchen, das zu jedem Elementarteilchen existierende komplementäre Teilchen. Antiteilchen haben die gleiche Masse, gleiche Lebensdauer und den gleichen Spin wie das zugehörige Teilchen, aber entgegengesetzte elektrische Ladung.
Radioaktivität
Instabile Atomkerne, die sich ohne äußere Einwirkung in andere Atomkerne umwandeln.
Beim Zerfall der Atomkerne wird energiereiche Strahlung frei. Wenn diese Strahlung auf Materie trifft, erzeugt sie Ionen. Sie wird daher als ionisierende Strahlung bezeichnet. Ionisierende Strahlung tritt vor allem als Alpha-, Beta- oder Gammastrahlung auf.
Radioaktive Stoffe
Radioaktive Elemente sind im Periodensystem meist farblich gekennzeichnet. Alle Elemente mit einer Ordnungszahl größer als 83 (Bismut) sind grundsätzlich instabil.
- Zu jedem Element gibt es mehrere Isotope. Die unterscheiden sich nicht in der Anzahl der Protonen, nur in der Anzahl der Neutronen. Isotope sind chemisch betrachtet praktisch identisch (von H und He Isotopen mal abgesehen, die spielen eine Sonderrolle).
Aktivität
Die Aktivität oder Zerfallsrate einer radioaktiven Stoffmenge ist die Anzahl der Kernzerfälle pro Zeiteinheit. Die SI-Einheit der Aktivität ist das Becquerel (Bq). 1 Bq entspricht einem Kernzerfall pro Sekunde.
Ionisierende Strahlung
Als ionisierende Strahlung bezeichnet man jede Teilchenstrahlung oder elektromagnetische Strahlung, die in der Lage ist, aus Atomen oder Molekülen Elektronen zu entfernen, so dass positiv geladene Ionen oder Molekülreste entstehen (Ionisation).
Ionisierende Strahlung kommt in verschiedenen Typen vor:
Alphastrahlung Betastrahlung Gammastrahlung
Alle drei Strahlungstypen entstehen beim Zerfall von radioaktiven Isotopen. Durch ihre hohe Energie sind sie in der Lage, ein Molekül zu zertrümmern, so dass geladene Teilchen (Ionen) zurückbleiben. S
Alphastrahlung
Alphastrahlen bestehen aus 2 Protonen und 2 Neutronen, also einem Heliumkern, der mit großer Geschwindigkeit beim Zerfall eines Atomkerns ausgestoßen wurde. Er kann bereits durch ein Blatt Papier abgeschirmt werden, hat jedoch das Potential in einem biologischen Gewebe großen Schaden anzurichten.
Dient dem Abbau von Massenüberschuss
Betastrahlung
Betastrahlung entsteht ebenfalls beim radioaktiven Zerfall und besteht aus beschleunigten Elektronen. Sie kann die menschliche Haut nicht durchdringen, verursacht jedoch auf ihr Strahlungsschäden (Verbrennungen), die karzinogen wirken.Diese Strahlung dient der Reduzierung von Neutronenüberschuss. Sie wird emittiert, wenn sich ein Nukleon umwandelt.
Ionisierende elektromagnetische Strahlung
Unter diese Kategorie fällt die hochenergetische elektromagnetische Strahlung. Wie das sichtbare Licht besteht sie aus Photonen/Quanten (Teilchen-Welle-Dualismus), die jedoch sehr kurzwellig und daher hoch-energetisch sind. - nur im Anschluss an die Emission von Alpha- oder Betastrahlung. Durch Aussenden von Gammastrahlung gibt der Atomkern überschüssige Energie ab. Gammastrahlung hat eine große Reichweite. Es ist nicht möglich, Gammastrahlung vollständig abzuschirmen, sie kann aber deutlich reduziert werden.
Röntgenstrahlung , die künstlich durch Auftreffen eines Elektronenstrahls auf feste Materie - beispielsweise im Röntgengerät - entsteht, Gammastrahlung, die z. B. beim Zerfall von Uran in der Natur vorkommt und die energiereichste Strahlung ist.
