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Ein historisches Experiment zur Radioaktivität (Abitur BY 2017 Ph12-1 A2)
Marie und Pierre CURIE haben im Jahr 1898 bei ihren Experimenten das Element Radium entdeckt. \({}_{88}^{226}{\rm{Ra}}\) kommt in der natürlichen…
Zur AufgabeMarie und Pierre CURIE haben im Jahr 1898 bei ihren Experimenten das Element Radium entdeckt. \({}_{88}^{226}{\rm{Ra}}\) kommt in der natürlichen…
Zur AufgabeMyonische Bleiatome (Abitur BY 2017 Ph 12-2 A1)
Das Myon ist ein Elementarteilchen, das wie das Elektron eine negative Elementarladung trägt und zu den Leptonen gehört. Seine Ruhemasse beträgt das…
Zur AufgabeDas Myon ist ein Elementarteilchen, das wie das Elektron eine negative Elementarladung trägt und zu den Leptonen gehört. Seine Ruhemasse beträgt das…
Zur AufgabePositronen-Emissions-Tomographie (Abitur BY 2017 Ph12-2 A2)
Die Positronen-Emissions-Tomographie ist ein medizinisches Diagnoseverfahren. Hierbei wird z. B. das Isotop \({}_{}^{18}{\rm{F}}\) (Atommasse…
Zur AufgabeDie Positronen-Emissions-Tomographie ist ein medizinisches Diagnoseverfahren. Hierbei wird z. B. das Isotop \({}_{}^{18}{\rm{F}}\) (Atommasse…
Zur AufgabeMassenverhältnis Kern-Hülle
Berechne, welchen Prozentsatz die Masse aller Hüllenelektronen eines Uran-Atoms von der Masse eines Nukleons (Kernbaustein) darstellt.
Zur AufgabeBerechne, welchen Prozentsatz die Masse aller Hüllenelektronen eines Uran-Atoms von der Masse eines Nukleons (Kernbaustein) darstellt.
Zur AufgabeVeranschaulichung der Atomgröße
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Vergleich Atomkern und StecknadelStell dir vor, der Atomkern wäre so groß wie ein Stecknadelkopf. Schätze ab,…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Vergleich Atomkern und StecknadelStell dir vor, der Atomkern wäre so groß wie ein Stecknadelkopf. Schätze ab,…
Zur AufgabeDichte von Kernmaterie
Für den Kernradius gilt die Näherungsformel \(r = 1{,}4 \cdot {10^{ - 15}}\,{\rm{m}} \cdot \sqrt[3]{A}\) . Dabei bedeutet \(A\) die Massezahl des…
Zur AufgabeFür den Kernradius gilt die Näherungsformel \(r = 1{,}4 \cdot {10^{ - 15}}\,{\rm{m}} \cdot \sqrt[3]{A}\) . Dabei bedeutet \(A\) die Massezahl des…
Zur AufgabeLadungen des Protons
cc-by-sa Netzwerk Teilchenwelt, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau des Protons aus zwei Up-Quarks und einem Down-Quark Bestimme die…
Zur Aufgabecc-by-sa Netzwerk Teilchenwelt, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau des Protons aus zwei Up-Quarks und einem Down-Quark Bestimme die…
Zur AufgabeLadungen des Neutrons
cc-by-sa Netzwerk Teilchenwelt, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau des Neutrons aus einem Up-Quark und zwei Down-Quarks Bestimme die…
Zur Aufgabecc-by-sa Netzwerk Teilchenwelt, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau des Neutrons aus einem Up-Quark und zwei Down-Quarks Bestimme die…
Zur AufgabeZerfallsreihe in der Nuklidkarte
Bestimme mit Hilfe der untenstehenden Karte die Zerfallsreihe von \({}^{216}{\rm{Po}}\). Zeichne dazu die "Zerfallspfeile" in die Karte ein und gib…
Zur AufgabeBestimme mit Hilfe der untenstehenden Karte die Zerfallsreihe von \({}^{216}{\rm{Po}}\). Zeichne dazu die "Zerfallspfeile" in die Karte ein und gib…
Zur AufgabeDie N-Z-Nuklidkarte
In der nebenstehenden \(N\)-\(Z\)-Karte (\(N\): Neutronenzahl; \(Z\): Protonenzahl) sind die stabilen Atomkerne als schwarze Punkte dargestellt. Auf…
Zur AufgabeIn der nebenstehenden \(N\)-\(Z\)-Karte (\(N\): Neutronenzahl; \(Z\): Protonenzahl) sind die stabilen Atomkerne als schwarze Punkte dargestellt. Auf…
Zur AufgabeAltersbestimmung von Gesteinsproben (Abitur BY 2008 LK A4-2)
Die Kalium-Argon-Methode ist geeignet, das Alter von Gesteinsproben zu ermitteln. Beim Zerfall von \({}^{40}{\rm{K}}\) mit der Halbwertszeit \(1{,}28…
Zur AufgabeDie Kalium-Argon-Methode ist geeignet, das Alter von Gesteinsproben zu ermitteln. Beim Zerfall von \({}^{40}{\rm{K}}\) mit der Halbwertszeit \(1{,}28…
Zur AufgabeIonisation durch α-Strahlung im Plattenkondensator
Ein Plattenkondensator mit veränderlichem Plattenabstand \(x\) wird mit den Polen einer Hochspannungsquelle verbunden, die eine regelbare Spannung…
Zur AufgabeEin Plattenkondensator mit veränderlichem Plattenabstand \(x\) wird mit den Polen einer Hochspannungsquelle verbunden, die eine regelbare Spannung…
Zur AufgabeExperiment zum Zerfallsgesetz
Zur Bestimmung der Halbwertszeit einer gasförmigen radioaktiven Substanz wird der Ionisationsstrom als Funktion der Zeit gemessen. t in…
Zur AufgabeZur Bestimmung der Halbwertszeit einer gasförmigen radioaktiven Substanz wird der Ionisationsstrom als Funktion der Zeit gemessen. t in…
Zur AufgabeMittlere Bindungsenergie pro Nukleon bei Helium
Berechne die mittlere Bindungsenergie pro Nukleon bei He-4.
Zur AufgabeBerechne die mittlere Bindungsenergie pro Nukleon bei He-4.
Zur AufgabeStarke Ladung (Farbladung) der Elementarteilchen
Die rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was man damit…
Zur AufgabeDie rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was man damit…
Zur AufgabeSchwache Ladung der Elementarteilchen
Die rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was man damit…
Zur AufgabeDie rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was man damit…
Zur AufgabeElektrische Ladung der Elementarteilchen
Die rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was…
Zur AufgabeDie rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was…
Zur AufgabeSystematik der Elementarteilchen
Die rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was…
Zur AufgabeDie rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was…
Zur AufgabeSymmetrie von Teilchen und Anti-Teilchen
Die rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was…
Zur AufgabeDie rechts abgebildeten Steckbriefe des Netzwerks Teilchenwelt zu allen Elementarteilchen (Materieteilchen und Botenteilchen) und Ideen, was…
Zur AufgabeRückbau von Kernreaktoren (Abitur BY 2018 Ph12-1 A2)
Der Rückbau eines Reaktordruckbehälters ist mit einer großen Strahlenbelastung für die Arbeiter verbunden, weil das Material während des Betriebs…
Zur AufgabeDer Rückbau eines Reaktordruckbehälters ist mit einer großen Strahlenbelastung für die Arbeiter verbunden, weil das Material während des Betriebs…
Zur AufgabeRadiojodtherapie bei Schilddrüsenerkrankungen (Abitur BY 2018 Ph12-2 A2)
Bei der Radiojodtherapie nimmt der Patient Natriumiodid mit dem radioaktiven Iod-Isotop \({}^{131}{\rm{I}}\) in einer Kapsel zu sich. Dieses reichert…
Zur AufgabeBei der Radiojodtherapie nimmt der Patient Natriumiodid mit dem radioaktiven Iod-Isotop \({}^{131}{\rm{I}}\) in einer Kapsel zu sich. Dieses reichert…
Zur AufgabeFusionswahrscheinlichkeit
- Protonen müssen genug Energie besitzen, um die Coulombkräfte zu überwinden, um fusionieren zu können.
- Trotz der hohen Temperatur in der Sonne besitzen auch hier nicht genug Protonen genug Energie.
- Der Tunneleffekt im quantenmechanischen Modell erklärt, warum dennoch ausreichend Kernfusionen stattfinden.
- Protonen müssen genug Energie besitzen, um die Coulombkräfte zu überwinden, um fusionieren zu können.
- Trotz der hohen Temperatur in der Sonne besitzen auch hier nicht genug Protonen genug Energie.
- Der Tunneleffekt im quantenmechanischen Modell erklärt, warum dennoch ausreichend Kernfusionen stattfinden.
Ionisierende Strahlung in Chemie und Biologie
- Ionisierende Strahlung wird zur Schädlingssterilisation und zur Reduzierung der Keimfähigkeit genutzt.
- Radioaktive Substanzen werden zum Tracing eingesetzt und geben Aufschluss über den Ablauf chemischer und biologischer Prozesse.
- Ionisierende Strahlung kann die Farbe von Edelsteinen beeinflussen.
- Ionisierende Strahlung wird zur Schädlingssterilisation und zur Reduzierung der Keimfähigkeit genutzt.
- Radioaktive Substanzen werden zum Tracing eingesetzt und geben Aufschluss über den Ablauf chemischer und biologischer Prozesse.
- Ionisierende Strahlung kann die Farbe von Edelsteinen beeinflussen.
Ionisierende Strahlung in der Medizin
- Auch in der Medizin werden radioaktive Isotope als Tracer eingesetzt (Szintigraphie).
- Besonders wichtig ist hier die Positronen-Emissions-Tomographie (PET).
- Radionuklidtherapie kann auch zur Schmerzlinderung eingesetzt werden.
- Auch in der Medizin werden radioaktive Isotope als Tracer eingesetzt (Szintigraphie).
- Besonders wichtig ist hier die Positronen-Emissions-Tomographie (PET).
- Radionuklidtherapie kann auch zur Schmerzlinderung eingesetzt werden.
Ionisierende Strahlung in der Technik
- Mit ionisierender Strahlung können Dicken gemessen, Werkstoffe geprüft und Lecks detektiert werden.
- Radionuklidbatterien betreiben Herzschrittmacher und werden in der Raumfahrt genutzt.
- Mit ionisierender Strahlung können Dicken gemessen, Werkstoffe geprüft und Lecks detektiert werden.
- Radionuklidbatterien betreiben Herzschrittmacher und werden in der Raumfahrt genutzt.
Streuexperiment
- Mit Streuexperimenten kann man den Aufbau und die Struktur von kleinsten Teilchen untersuchen.
- Das zu untersuchende Objekt wir mit schnellen Teilchen beschossen, die am Objekt gestreut werden.
- Aus der räumlichen Verteilung der gestreuten Teilchen werden Rückschlüsse auf die Struktur des Objektes gezogen.
- Mit Streuexperimenten kann man den Aufbau und die Struktur von kleinsten Teilchen untersuchen.
- Das zu untersuchende Objekt wir mit schnellen Teilchen beschossen, die am Objekt gestreut werden.
- Aus der räumlichen Verteilung der gestreuten Teilchen werden Rückschlüsse auf die Struktur des Objektes gezogen.
Kernkraft
- Die Kernkraft basiert auf der starken Wechselwirkung
- Die Kernkraft sorgt bei kleinen Nukleonenabständen von etwa \(0{,}5\,\rm{fm}\) bis \(2{,}5\,\rm{fm}\) für eine Anziehung der Nukleonen und hält somit den Atomkern zusammen.
- Die Kernkraft ist wesentlich stärker als die Gravitationswechselwirkung oder die elektromagnetische Wechselwirkung.
- Für den Radius eines Atomkerns gilt näherungsweise \({{r_k} = 1{,}4 \cdot {10^{ - 15}}\,\rm{m} \cdot \sqrt[3]{A}}\), wo \(A\) die Nukleonenanzahl ist.
- Die Kernkraft basiert auf der starken Wechselwirkung
- Die Kernkraft sorgt bei kleinen Nukleonenabständen von etwa \(0{,}5\,\rm{fm}\) bis \(2{,}5\,\rm{fm}\) für eine Anziehung der Nukleonen und hält somit den Atomkern zusammen.
- Die Kernkraft ist wesentlich stärker als die Gravitationswechselwirkung oder die elektromagnetische Wechselwirkung.
- Für den Radius eines Atomkerns gilt näherungsweise \({{r_k} = 1{,}4 \cdot {10^{ - 15}}\,\rm{m} \cdot \sqrt[3]{A}}\), wo \(A\) die Nukleonenanzahl ist.
Energiebilanz bei Kernreaktionen
- Der Q-Wert einer Kernreaktion ist die Summe der nach der Kernreaktion vorliegenden kinetischen Energien und der Anregungsenergie \({E^*}\left({\rm{Y}}\right)\) von \(\rm{Y}\) vermindert um die vor der Reaktion vorliegenden kinetischen Energien.
- Ist der Q-Wert positiv, so ist die Kernreaktion exotherm, ist der Q-Wert negativ, so ist die Kernreaktion endotherm.
- Der Q-Wert lässt sich berechnen als die Differenz der Ruheenergien vor der Reaktion und der Ruheenergien nach der Reaktion: \(Q = \left( {{m_0}\left( {\rm{x}} \right) \cdot {c^2} + {m_0}\left( {\rm{X}} \right) \cdot {c^2}} \right) - \left( {{m_0}\left( {\rm{y}} \right) \cdot {c^2} + {m_0}\left( {\rm{Y}} \right) \cdot {c^2}} \right)\)
- Der Q-Wert einer Kernreaktion ist die Summe der nach der Kernreaktion vorliegenden kinetischen Energien und der Anregungsenergie \({E^*}\left({\rm{Y}}\right)\) von \(\rm{Y}\) vermindert um die vor der Reaktion vorliegenden kinetischen Energien.
- Ist der Q-Wert positiv, so ist die Kernreaktion exotherm, ist der Q-Wert negativ, so ist die Kernreaktion endotherm.
- Der Q-Wert lässt sich berechnen als die Differenz der Ruheenergien vor der Reaktion und der Ruheenergien nach der Reaktion: \(Q = \left( {{m_0}\left( {\rm{x}} \right) \cdot {c^2} + {m_0}\left( {\rm{X}} \right) \cdot {c^2}} \right) - \left( {{m_0}\left( {\rm{y}} \right) \cdot {c^2} + {m_0}\left( {\rm{Y}} \right) \cdot {c^2}} \right)\)
Kettenreaktion
- Da bei der Spaltung von U‑235 durch Neutronenbeschuss mehrere Neutronen entstehen, ist eine Kettenreaktion möglich.
- Die bei einer Kernspaltung entstehenden schnellen Neutronen müssen jedoch durch einen Moderator (z.B. Wasser) zu thermischen Neutronen abgebremst werden, damit diese wieder wahrscheinlich genug Urankerne spalten.
- Um eine Kettenreaktion aufrecht erhalten zu können, ist eine kritische Masse an Spaltmaterial nötig.
- Eine Kettenreaktion wird z.B. mit Steuerstäben reguliert, die die Zahl der freien Neutronen reduzieren.
- Da bei der Spaltung von U‑235 durch Neutronenbeschuss mehrere Neutronen entstehen, ist eine Kettenreaktion möglich.
- Die bei einer Kernspaltung entstehenden schnellen Neutronen müssen jedoch durch einen Moderator (z.B. Wasser) zu thermischen Neutronen abgebremst werden, damit diese wieder wahrscheinlich genug Urankerne spalten.
- Um eine Kettenreaktion aufrecht erhalten zu können, ist eine kritische Masse an Spaltmaterial nötig.
- Eine Kettenreaktion wird z.B. mit Steuerstäben reguliert, die die Zahl der freien Neutronen reduzieren.
Nuklidkarte
- Die Nuklidkarte ist ein Ordnungsschema für die Isotope aller Elemente
- Aus der Nuklidkarte wird die Art des Zerfalls von nicht stabilen Kernen deutlich
- Die Nuklidkarte ist ein Ordnungsschema für die Isotope aller Elemente
- Aus der Nuklidkarte wird die Art des Zerfalls von nicht stabilen Kernen deutlich