Kernphysik
Kernphysik bei borghini
Kernphysik bei borghini
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Cartes-fiches
Wie verwendet man Radioaktivität zur Altersbestimmung?
In der Atmosphäre findet \(14N+n \rightarrow 14C+p\) statt.
14C ist instabil mit T1/2 = 5730 a.
Annahme: das Verhältnis zwischen 14C und 12C ist konstant. Dies ist jedoch problematisch unter anderem wegen Atomwaffentests. Während des Lebens nehmen Organismen 14C auf. Nach dem Tod zerfällt dieses nur noch.
Alpha zerfall: Erhaltungsgrößen, Geiger Nuttal Regel.
Erhaltungsgrößen: Energie, Impuls, Drehimpuls, el. Ladung, Baryonen und Leptonenzahl.
Drehimpuls und Parität beiben erhalten.
Das Energiespektrum ist diskret.
Geigar Nuttall Regel:
\(ln(T_{1/2}) = a + \frac{b}{\sqrt{\epsilon_{\alpha, kin}}}\)
Worauf basiert die Emission eines Alpha Teilchens? Wie wird die Zerfallskonstante bzw. Halbwertszeit berechnet? Welche experimentelle Beobachtung bestätigt die Grobe Gültigkeit dieser Berechnung?
Der alpha Zerfall beruht auf dem Tunnel effekt.
Die Zerfallskonstante ist: \(\lambda_\alpha = J_0 e^{-G}\)
Halbwertszeit: \(T_{1/2} = \frac{ln2}{\lambda_\alpha}\)
Die Experimentelle bestätigung durch die Geiger Nuttallsche Regel.
Was ist der Mössbauer Effekt, wo wird er angewendet?
Die Rückstoßfreie Emission oder Absorption eines Photons ist möglich, sofern sich die Kerne in einem Kristal befinden.
Die Rückstoßenergie muss kleiner sein als die Minimale Anregungsenergie der Phononen. Somit ist die einzige Möglichkeit, dass das gesamte Gitter das Photon zurückstößt. Im Vergleich zu seiner grße kann aber die Rückstoßenergie vernachlässigt werden.
Anwendung: Messung von sehr kleinen Energiedifferenzen.
Welche erhaltungen gelten beim Gamma Zerfall?
Energie erhaltung, (Diskretes Spektrum), Impulserhaltung, Drehimpulserhaltung, Laduns,Baryonen und Leptonenzahl erhaltung.
Was sind die Gleichungen für die Beta Zerfälle, welche erhaltungen gelten.
\(\beta^+ : M(A,Z) \rightarrow T(A,Z-1) + e^+ + \nu_e \\\beta^- : M(A,Z) \rightarrow T(A,Z+1) + e^- + \nu_e\)
Es gelten Energie, Impuls und drehimpuls Erhaltung. Leptonenzahlerhaltung.
Parität ist nicht erhalten und das spektrum ist kontinuierlich. (Drei Teilchen Zerfall)
Wie wird die Kettenreaktion in einem Spaltreaktor gesteuert?
Steuerstäbe mit Neutronenabsorbern werden zwischen die Brennelemente eingebracht um Neutronen einzufangen und die Kettenreaktion zu steuern.
Wie verlieren die verschiedenen Arten der Strahlung ihre Energie in der Materie?
Alpha: Bremsung durch ionisation. Inelastische Stöße mit Elektronen in einer Schale. Hier gibt es den Bragg Peak, dort ist das Maximum des Energieverlusts in Luft.
Beta: bremsstrahlung: Durch Coulomb WW kommt es zu Anregung/ionisation.
Gamma, neutronen: Über den Photoeffekt. Das gammateilchen löst ein Elektron aus einer Schale. Dem compton Effekt, das Gamma Teilchen streut an einem Elektron. Das Neutron wechselwirkt mit einem Kern. (Streuung, Einfang, Kettenreaktion.)
