Kernphysik

Question 1

Was gibt die Halbwertszeit an?

Answer 1

Die Zeit nach der die Hälfte der vorhandenen Kerne zerfallen sind.

Question 2

Was ist das Formelzeichen für die Halbwertszeit?

Answer 2

T_½

Question 3

Was gibt N(t) an?

Answer 3

Die Anzahl der radioaktiven Atomkerne zur Zeit t.

Question 4

Was gibt N₀ an?

Answer 4

Die Anzahl der NOCH NICHT** **zerfallenen Atomkerne zum Zeitpunkt t = 0.

Question 5

Was entsteht bei einem Alphazerfall?

Answer 5

ein Heliumkern

Question 6

Was entsteht bei einem Beta^- Zerfall?

Answer 6

ein Elektron

Question 7

Was entsteht bei einem Beta⁺ Zerfall?

Answer 7

ein Positron

Question 8

Wie genau entsteht das Elektron beim Beta^- Zerfall?

Answer 8

Neutron => Proton + Elektron

Question 9

Wie genau entsteht das Positron beim Beta⁺ Zerfall?

Answer 9

Proton => Neutron + Positron

Question 10

Was entsteht bei einem Gamma-Zerfall?

Answer 10

elektromagnetische Strahlung

Question 11

Nuklidkarte:

Wie kommst du zum Zerfallsprodukt eines Alpha-Zerfalls?

Answer 11

2 Kästchen runter

2 Kästchen links

Question 12

Nuklidkarte:

Wie kommst du zum Zerfallsprodukt eines Beta^--Zerfalls?

Answer 12

1 Kästchen links

1 Kästchen oben

Question 13

Nuklidkarte:

Wie kommst du zum Zerfallsprodukt eines Beta⁺-Zerfalls?

Answer 13

1 Kästchen runter

1 Kästchen rechts

Question 14

Was ist A, Z und N?

Answer 14

• A = Massenzahl (Anzahl Neutronen + Anzahl Protonen)
• Z = Kernladungszahl
• N = Elementsymbol (weißt auf Anzahl der Protonen hin)

Question 15

Was ist:

Answer 15

Wasserstoff

Question 16

Was ist:

Answer 16

Deuterium

Question 17

Was ist:

Answer 17

Tritium

Question 18

Was ist ein Neutrino?

Answer 18

ein Nebenprodukt aus Kernspaltung/-fusion

Question 19

Welche Massenzahl hat Deuterium?

Answer 19

2

Question 20

Welche Massenzahl hat Tritium?

Answer 20

3

Question 21

Zeichne/Beschreibe den Aufbau eines Geiger-Müller-Zählerohrs

Answer 21

Question 22

Wie steht das Verhältnis zwischen der Spannung am Zählrohr und der Spannung am Festwiderstand aus, wenn KEINE Strahlung ins Zählrohr eintritt?

Answer 22

U_GMZ >>> U_R

R_GMZ >>> R_R

Question 23

Wie sieht das Verhältnis zwischen der Spannung am Zählrohr und der Spannung am Festwiderstand aus, WENN Strahlung ins Zählrohr eintritt?

Answer 23

U_GMZ <<< U_R

R_GMZ <<< R_R (Stromfluss bricht zusammen)

Question 24

Was misst das Geiger-Müller-Zählrohr?

Answer 24

Ob Strahlung da ist und in welcher Intensität, kann nicht identifizieren welche Strahlung

Question 25

Wie misst das Geiger-Müller-Zählrohr?

Answer 25

• Das Edelgas im Rohr wird durch die radioaktive Strahlung ionisiert
• die Ionen und freien Ladungsträger werden im elektrischen Feld bewegt ==> es fließt Strom
• dieser Strom ionisiert weitere Teilchen ==> Stoßionisation ==> lawinenartig
• daraus folgt: großer Strom in Impulsen (bringt Membran im Verstärker zum knacken)

Question 26

Was ist der systematische Fehler beim Geiger-Müller-Zählrohr?

Answer 26

Wenn es gerade knackt kann es keine weitere Strahlung wahrnehmen ==> Alle Ausschläge während eines Knackens gehen Verloren

Question 27

Wie ist die Nebelkammer aufgebaut?

Answer 27

einfach Behältnis mit oben Glasplatte und innen gesättigtes Gas (Alkohol) mit Unterdruck (durch Pumpe oder Kolben)

Question 28

Wie entstehen die Streifen in der Nebelkammer?

Answer 28

• radioaktive Strahlung ionisiert die Atome vom Gas
• die ionisierten Atome bilden “Kondensationskeime”
• das Alkohol-Gas kondensiert an den Keimen ==> Streifen

Question 29

Wie sehen die Streifen von Alpha-Teilchen aus?

Answer 29

kurz und dick

Question 30

Wie sehen die Steifen von Beta-Strahlung aus?

Answer 30

lang und dünn

Question 31

Warum sind die Streifen der Alpha-Strahlung dicker als die der Beta-Strahlung?

Answer 31

weil Alpha-Teilchen größer sind und somit mehr Atome auf kürzerer Strecke stoßionisieren

Question 32

Warum sind die Streifen der Beta-Strahlung länger als die der Alpha-Strahlung?

Answer 32

Elektronen bzw. Positronen sind kleiner als ein Helium-Kern, deswegen verlieren sie langsamer Energie und stoßionisieren Atome auf längere Strecke

Question 33

Woraus ergibt sich die Bindungsenergie in einem Atomkern?

Answer 33

Massendefekt ∗ Lichtgeschwindigkeit² (wie E=m*c²)

Question 34

Worauf begründet sich der Massendefekt?

Answer 34

Das die Masse eines Kerns stets KLEINER als die Summe der Masse seiner Nukleonen ist.

Question 35

Wie berechnet man den Massendefekt eines Atomkerns?

Answer 35

zwei Möglichkeiten:

• m_vor - m_nach (vor und nach Kernumwandlung)
• m_{aller Nukleonen} - m_{praktisch gemessen}

Question 36

Wann wird bei einer Kernumwandlung Energie freigesetzt?

Answer 36

Wenn die Bindungsenergie pro Nukleon abnimmt?

Question 37

Welches Element hat die kleinste Bindungsenergie pro Nukleon?

Answer 37

Eisen