Klausur am 28.10.21 Radioaktivität und Kernphysik Flashcards
Zerfall eines Nuklids (Größe)
Aktivität (Zerfälle pro Zeitintervall)
Zerfall eines Nuklids (Einheit)
Becquerel (Bq), 1 Bq = 1 Zerfall/ Sekunde
Zerfall eines Nuklids (Messweise)
Geiger-Müller-Zähler (GMZ): bestimmt Zählrate bzw. Aktivität in Bq
Größe zur Beurteilung des Strahlenrisikos: absorbierte Energie (Größe)
Energiedosis D, D = Energie/ (betroffene) Masse
Größe zur Beurteilung des Strahlenrisikos: absorbierte Energie (Einheit)
Gray (Gy), 1 Gy= 1 Joule/ kg
Warum gibt es eine sogenannte relative biologische Wirksamkeit der verschiedenen Strahlungsarten?
Da Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung unterschiedlich stark wirken.
Relative biologische Wirksamkeit (Größe)
Äquivalentdosis H, H = WR*D
Was ist WR?
WR ist der Strahlungswichtungsfaktor. Er beschreibt die unterschiedliche Schädlichkeit der verschiedenen Strahlungsarten (Alpha, Beta, Gamma).
WR (Alpha)
10
WR (Beta, Gamma)
1
Relative biologische Wirksamkeit (Einheit)
Sievert (Sv) in Joule/ kg
Wozu dient die Äquivalente Dosisleistung
Sie dient der Abschätzung der Strahlenbelastung über einen bestimmten Zeitraum, so wie Leistung bei Energie.
Äquivalente Dosisleistung (Größe)
Äquivalentdosis H/ Zeit t
Äquivalente Dosisleistung (Einheit)
mSv/ a
Aufbau eines Atoms
Ein Atom besteht aus einem Kern und mehrere Kreisbahnen, auf denen Elektronen den Kern umkreisen.
Aufbau eines Atomkerns
Der Kern besteht aus sogenannten Nukleonen (Kernteilchen), dazu gehören: Protonen und Neutronen.
Sie haben in etwa das gleiche Gewicht (1u) und machen dabei fast die gesamte Atommasse aus.
Gewicht und Ladung der Nukleonen
Sie haben in etwa das gleiche Gewicht (1u) und machen dabei fast die gesamte Atommasse aus. Protonen sind einfach-positiv geladen (+1e), während Neutronen keine Ladung besitzen.
Was sind Isotope?
Isotope sind Atome mit derselben Ordnungs- und unterschiedlicher Massezahl, bspw.: Li3/6 und Li3/7
Schreibweise von Isotopen
z/aX
X = Element, z = Ordnungszahl des Atoms, a = Massenzahl des Atoms (Protonen + Neutronen)
Was sind die verschiedenen Spektren der Röntgenstrahlung?
Bremsspektrum und charakteristisches Spektrum
Wie entsteht das Bremsspektrum?
Das Bremsspektrum entsteht in der Röntgenröhre. Beschleunigte Elektronen treffen auf eine gewinkelte Anode aus einem bestimmten Material und werden dadurch gebremst. Durch die negative Beschleunigung (Bremsen) wird Energie in Form von Photonen (elektro-magnetischen Wellen) frei.
Was ist Röntgenstrahlung für eine Art von Strahlung?
Eine elektro-magnetische Welle
Wie entsteht das charakteristische Spektrum?
Das charakteristische Spektrum entsteht durch Ioniesierungsvorgänge in der Anode. Die ankommenden Elektronen fliegen teilweise in tiefere Schichten des Anodenmaterials, treffen auf Atome und schießen dabei Elektronen aus ihrer Bahn. Dieser freie Platz wird durch ein Elektron aus einer höheren Bahn mit einem Schalensprung eingenommen, wobei wiederum Energie in Form von Photonen frei wird.
Wie lautet die Bragg’sche Bedingung/ Formel
2dsin(a) = nLambda
Woraus besteht alpha-Strahlung?
Einem Heliumkern 2/4He2+, also 2 Protonen und 2 Neutronen
Absorption von Alphastrahlung
Ein Blatt Papier genügt
Ladung eines Alphateilchens
+2*e
Energie eines Alphateilchens
2-10,5 MeV
Woraus besteht Beta-Strahlung?
Einem Elektron, das durch die Spaltung eines Neutrons im Atomkern entstanden ist (1n = 1p + 1e)
Energie eines Beta-Teilchens
E < 3 MeV
Ladung eines Beta-Teilchens
-1*e
Absorption von Betastrahlung
4mm Aluminium oder 15mm organisches Gewebe
Woraus besteht Gamma-Strahlung?
Gammastrahlung ist eine kurzwellige elektromagnetische Strahlung, besteht als aus Photonen.
Wellenlänge von Gamma-Strahlung
10^-10 bis 10^-13
Ladung eines Gammateilchens
Gammateilchen haben keine Ladung (dadurch werden sie auch nicht in einem Magnetfeld abgelenkt)
Absorption von Gamma-Strahlung
Gänzliche Absorption kaum möglich, Halbierung der Strahlenintensität bei 1-1,5cm Blei, 2cm Stahl und 5cm Beton, Zehntelung der Strahlenintesität bei 4cm Blei und 6-7cm Stahl
Energie eines Gamma-Teilchens
0,01-10 MeV
