Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

Strahlenschutz Techniker > Kernphysikalische Grundlagen > Flashcards

Kernphysikalische Grundlagen Flashcards

1
Q

Nennen Sie die Atombausteine, ihre Ladung und ihren Platz im Atom.

A

Protonen - Atomkern - positiv
Neutronen - Atomkern - neutral
Elektronen - Atomhülle - negativ

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Wie ist ein Atom aufgebaut und wie sind die Ladungsverhältnisse im Atom?

A

Es besteht aus einem Atomkern (Protonen, Neutronen) und einer Atomhülle (Elektronen).
Der Kern ist positiv geladen, die Hülle negativ.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Geben Sie die ungefähren Größen- und Massenverhältnisse im Atom an!

A

Durchmesser Atomhülle ist 10.000 bis 100.000 mal größer als der Durchmesser des Atomkerns.
Protonen und Neutronen sind ca. 2000 mal schwerer als ein Elektron.
Fast die gesamte Masse des Atoms ist im Atomkern konzentriert.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Was gibt die Kernladungszahl (Ordnungszahl) an?

A

Anzahl der Protonen im Atomkern. Dies sagt zudem aus, zu welchem chemischen Element das Atom gehört.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Was gibt die Massenzahl an?

A

Anzahl Protonen und Neutronen im Kern.

Also die Anzahl der Nukleonen eines Atoms.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Was ist ein Ion?

A

Ein Atom, dass elektrisch geladen ist.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Wie entsteht ein Ion?

A

Durch Aufnahme oder Abgabe von Elektronen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Welchen Betrag hat die Ruheenergie eines Elektrons?

A

511 keV

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Welche Einheit wird für die Teilchen- oder Photonenenergie verwendet?

A

Elektronenvolt (eV)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Geben Sie die SI-Einheit der elektrischen Ladung an!

A

Amperesekunde (As) = Coulomb (C)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

In welcher Einheit wird im Strahlenschutz die Energie von Strahlungsteilchen angegeben?

A

eV

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Was versteht man unter dem Periodensystem der Elemente?

A

Dies ist eine Anordnung aller bekannten Elemente.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Wie ist das Periodensystem der Elemente aufgebaut?

A

Die Elemente werden steigend ihrer Ordnungszahl und nach ihren chemischen Eigenschaften eingeordnet.
(Gruppen I - VIII, von links nach rechts steigende Anzahl Valenzelektronen)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Aus welchem Isotopengemisch besteht Natururan?

A

0,7% Uran-235, Rest Uran-238

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Was sind Isotope?

A

Elemente gleicher Ordnungszahl aber unterschiedlicher Massenzahl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Was ist ein Nuklid?

A

Eine durch Protonen- und Neutronenanzahl genau festgelegte Atomart.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Was versteht man unter Isotopen?

A

Das sind Nuklide mit derselben Protonenzahl, aber unterschiedlicher Neutronenzahl.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Was sind Isobare?

A

Nuklide mit derselben Massenzahl, aber unterschiedlicher Protonen- und Neutronenzahl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Was versteht man unter isomeren Atomkernen?

A

Nuklide mit demselben Aufbau des Atomkerns aber unterschiedlichem Energiezustand.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Was bedeutet Radioaktivität?

A

Dies ist die Eigenschaft instabiler Atomkerne.

Sie wandeln sich spontan unter Aussendung ionisierender Strahlung in andere Kerne um.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Nennen Sie fünf Zerfallsarten!

A 
— Alpha
— Beta-Minus
— Beta-Plus
— Elektroneneinfang
— Spontanzerfall
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Welche Teilchen verlassen bei einem Beta-Minus Zerfall den Atomkern?

A

Ein Elektron und ein Antineutrino

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Warum hat der Beta-Minus Zerfall ein kontinuierliches Spektrum?

A

Weil die Energie zufällig auf Elektron und Antineutrino übertragen wird.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Welche Teilchen verlassen bei einem Beta-Plus Zerfall den Atomkern?

A

Positron und ein Neutrino.

25
Q

Was passiert mit dem Positron nach Aussendung aus dem Atomkern?

A

Nachdem es gebremst wurde verbindet es sich mit einem Elektron zu einem Positronium-Paar.
Elektron und Positron vernichten sich dabei und geben jeweils einen Gammaquanten mit 511 keV ab. Diese bewegen sich dann in entgegengesetzter Richtung (Vernichtungsstrahlung).

26
Q

Wann kommt es zum Elektroneneinfang?

A

Bei Kernen mit Protonenüberschuss und einer kleineren Energiedifferenz zum Folgekern als 1,022 MeV.

27
Q

Wie ist der Elektroneneinfang nachweisbar?

A

Emittieren von Gamma-Strahlung durch den eventuell noch angeregten Folgekern.
Röntgenstrahlung durch das Auffüllen der Elektronenschalen (kaskadenartig, Elektronenlöcher wandern immer weiter nach außen).
Dies gibt eine diskrete Röntgenstrahlung, mit welcher der Elektroneneinfang nachzuweisen ist.

28
Q

Was ist Gammastrahlung?

A

Eine elektromagnetische Welle ohne Masse.

29
Q

Wie wirkt Gammastrahlung auf Materie?

A

Wie ein Teilchen mit Masse. Daher kann es auch indirekt ionisierend wirken.

30
Q

Was sind Konversionselektronen?

A

Atomkern ist noch angeregt - baut seine Energie über Abgabe eines Gammaquanten ab.
Dieses trifft ein Hüllelektron und befördert dieses aus dem Atom.
Dieses Elektron hat eine diskrete kinetische Energie und wird auch Konversionselektron genannt.

31
Q

Was ist Aktivität?

A

Anzahl der Kernumwandlungen pro Zeiteinheit.

32
Q

Was ist die spezifische Aktivität?

A

Die in einer Masse enthaltene Aktivität

Bq/kg

33
Q

Was ist die Aktivitätskonzentration?

A

Die in einem Volumen enthaltene Aktivität

Bq/Kubikmeter

34
Q

Wie lautet das Zerfallsgesetz?

A

Händisch prüfen

35
Q

Wie sind die Nuklide in der Karlsruher Nuklidkarte angeordnet?

A

Abszisse (x-Achse): Anzahl der Neutronen

Ordinate (y-Achse): Anzahl der Protonen; Ordnungszahl

36
Q

Nennen Sie die Kräfte, die im Atomkern herrschen und deren Eigenschaften!

A

— Coulombsche Kraft (elektromagnetisch, zwischen Protonen, vergleichsweise hohe Reichweite)
— starke Kernkraft (zwischen Neutronen und Protonen, stärker als Coulombsche Kraft, wirkt nur zwischen den sich berührenden Nukleonen)

37
Q

Was bedeutet Neutronenaktivierung?

A

Ein vorher stabiles Isotop wird durch Neutroneneinfang radioaktiv

38
Q

Was ist der mikroskopische Wirkungsquerschnitt?

A

Betrachtet die Wahrscheinlichkeit für die Kernreaktion eines Neutrons mit dem Atomkern.
Angabe in Quadratmeter

39
Q

Was ist der makroskopische Wirkungsquerschnitt?

A

Betrachtet die Wahrscheinlichkeit für die Kernreaktion in einem Kubikmeter eines Materials.
Angabe in 1/Kubikmeter

40
Q

Ionisierende Strahlung kann Materie „anregen“.

Was bedeutet das?

A

Ein Elektron wird in der Atomhülle durch Energiezufuhr auf ein höheres Energieniveau angehoben

41
Q

Ionisierende Strahlung kann Materie „ionisieren“.

Was bedeutet das? Welche Energie ist dafür nötig.

A

Ein Elektron in der Atomhülle wird durch Energiezufuhr aus dem Atom entfernt. Die benötigte Energie beträgt beim H-Atom beispielsweise 13,6eV.

42
Q

Welche Reichweite hat ein Alpha-Teilchen in der Luft?

A

In etwa 2-4 cm

43
Q

Wie hoch ist die kinetische Energie von Alphateilchen?

A

Ca. 4 - 6 MeV

44
Q

Wie hoch ist die Reichweite von Beta-Strahlung in der Luft?

A

Je nach Energie einige cm bis m.

45
Q

Wie hoch ist die Energie von Beta-Strahlung?

A

Einige keV bis wenige MeV
H-3: 18keV
N-16: 10 MeV

46
Q

Wie hoch ist der Energieaufwand zum Erzeugen von Ionenpaaren in der Luft?

A

35 eV

47
Q

Nennen Sie die wichtigsten Wechselwirkungsprozesse (Effekte) von Gammastrahlung mit Materie!

A

— Photoeffekt
— Comptoneffekt
— Paarbildungseffekt
— Kernphotoeffekt

48
Q

Welchen Prozess bezeichnet man als Neutronenstreuung?

A

Kernreaktion n,n
Ein Neutron dringt in einen Atomkern ein, lagert sich an und gibt Energie an den Kern ab (freiwerdende Bindungsenergie)
Der angeregte Zwischenkern zerfällt durch Abgabe eines anderen Neutrons wieder in den Ausgangskern

49
Q

Was ist die elastische Neutronenstreuung?

A

Wenn der Energieübertrag eines Neutrons bei einer Kernreaktion nicht zur Anregung des Kerns führt, sondern direkt als kinetische Energie übertragen wird
Ähnlich wie bei Billardkugeln

50
Q

Was ist die inelastische Neutronenstreuung?

A

Wenn ein größerer Teil der kinetischen Energie des Neutrons auf den Kern übertragen und dieser angeregt wird (betrifft mittlere und schwere Kerne)

51
Q

Was ist die Neutroneneinfangsreaktion?

A

Wenn ein Neutron sich an einem Kern anlagert und der Zwischenkern seine überschüssige Energie als Gammaquanten abgibt
Es entsteht ein neues Isotop

52
Q

Wie entsteht N-16 im Kernkraftwerk (SWR)?

A 
Durch Radiolyse (Zersetzung durch ionisierende Strahlung) des Wassers (H2O Molekül),oder in der Umgebung des RDB durch Reaktion mit dem Luftsauerstoff O-16.
Hier findet dann eine (n,p) - Reaktion statt
53
Q

Warum verwendet man zum Abschirmen von Beta-Strahlung Materialien mit kleiner Ordnungszahl (Kunststoffe)?

A

Da der Energieverlust der Betastrahlung im Coulombfeld der Atomkerne proportional der Betaenergie und der Kernladungszahl zum Quadrat ist
Somit ergibt sich eine hohe Energie der Bremsstrahlung bei hoher Kernladungszahl

54
Q

Erkläre den Photoeffekt!

A

Die Gesamte Energie eines Gammaquanten überträgt sich auf ein Elektron und schießt dieses aus der Atomhülle
Das Gammaquant ist somit eliminiert

55
Q

Erkläre den Comptoneffekt!

A

Ein Gammaquant trifft auf ein Hüllenelektron und überträgt einen Teil seiner Energie
Dann fliegt es, um einen zufälligen Winkel gestreut, weiter

56
Q

Erkläre den Paarbildungseffekt!

A

Dieser tritt auf bei Energien größer 1,022 MeV (2x511keV)
Das Gammaquant wird im elektrostatischen Feld des Atomkerns in ein Elektron-Positron-Paar umgewandelt (Energie wird zu Materie)
Die überschüssige Energie wird als kinetische Energie auf die Teilchen übertragen

57
Q

Erkläre den Kernphotoeffekt!

A

Trifft ein Gammaquant auf einen Atomkern mit mindestens der Bindungsenergie eines Neutrons (bei Berylliumkernen z.B. 1,67 MeV), so kann es passieren, dass ein Neutron aus dem Kern abgetrennt wird

58
Q

Wie nennt man den Fehlbetrag (delta m) zwischen den Einzelmassen der Nukleonen und den daraus zusammengesetzten Atomkern?

A

Massendefekt

59
Q

Was ist der Massendefekt?

A

Protonen und Neutronen haben einzeln ein höheres Gewicht, als in Verbund zu einem Atomkern.
Dies ist die Bindungsenergie der Nukleonen. E= m • c²

Strahlenschutz Techniker (3 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2025 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions