Strahlenphysik
BMA 12-15
BMA 12-15
Kartei Details
| Karten | 39 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Physik |
| Stufe | Andere |
| Erstellt / Aktualisiert | 19.06.2014 / 27.06.2024 |
| Weblink |
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Man unterscheidet zwei Arten von Kernteilchen. Wie heissen sie und wodurch unterscheiden sie sich?
Protonen und Neutronen. Protonen sind positiv geladen, Neutronen sind ungeladen.
Zwischen zwei geladenen Körpern herrscht eine Kraftwirkung. Erläutern Sie, von welchen Grössen das Ausmass dieser Kraftwirkung abhängt.
Die zwischen zwei geladenen Körpern wirkende Kraft ist direkt proportional zum Produkt der beiden Ladungen (Q1*Q2).
Im Abstand von r=3 Längeneinheiten befinden sich zwei geladene Körper. Um welchen Betrag verändert sich die Kraftwirkung, wenn der Abstand auf 12 Längeneinheiten vergrössert wird?
Der neue Abstand ist viermal grösser, das Quadrat 16 mal. Da die übrigen Grössen unverändert bleiben, und der neue Nenner 16 mal grösser ist, muss die Kraft 16 mal kleiner sein als die ursprüngliche. Es erfolgt also eine Verminderung der Kraftwirkung 1/16 der ursprünglichen Kraft.
Ein Stickstoffatom hat die Massenzahl 14 und besitzt in der Elektronenhülle 7 Elektronen. Wieviele Neutronen und wieviele Protonen befinden sich im Kern?
7 Protonen und 7 Neutronen.
Warum lassen sich Isotopengemische eines Elementes mittels chemischer Methoden nicht trennen?
Isotope haben identische Elektronenhüllen und somit dieselben chemische Eigenschaften.
Wodurch unterscheiden sich Reinelemente und Mischelemente?
Reinelemente bestehen aus identischen Nukliden, während bei Mischelementen die Neutronenzahl und damit die Massenzahl der Nuklide unterschiedlich sein kann (Isotopengemische)
Im Element Blei bestehen 23,6% aller Atome aus Blei-206.
Was bedeutet die Zahl 206?
Massenzahl 206: Blei 206 besitzt 206 Protonen und Neutronen zusammen im Atomkern.
Was sind starke Kernkräfte?
Zusammenhaltskräfte zwischen Protonen und Neutronen im Atomkern.
Was sind Nuklide?
Irgendwelche Atome bestimmter Ordnungszahl und Massenzahl.
Was sind Isotope?
Atome desselben Elementes (gleiche Ordnungszahl), jedoch unterschiedlicher Massenzahl respektive Neutronenzahl.
Ordnungszahl=?
Kernladungszahl=Protonenzahl
Massenzahl=?
Summe der Kernteilchen (Protonen und Neutronen); immer ganzzahlig.
Was sind Reinelemente?
Bestehen aus identischen Nukliden.
Relative Atommasse= Summe der Massen der Elementarteilchen - Massendefekt
Was sind Mischelemente?
Bestehen aus Iotopengemischen (Nuklide gleicher Ordnungszahl aber unterschiedlicher Massenzahl).
Relative Atommasse= Durchschnittswert der Massen der beteiligten Isotope, gewichtet nach ihrem natürlichen Vorkommen.
Was ist der Massendefekt?
Die bei der Bildung der Atomkerne aus den freien Kernteilchen freigesetzte Bindungsenergie. Dabei wird je nach Nuklid ein unterschiedlicher Prozentsatz der Masse der Protonen und Neutronen in Energie umgewandelt.
Radioaktiver Zerfall
Instabile Nuklide enthalten zuviele oder zuwenige Neutronen oder der Atomkern ist zu gross. Durch radioaktive Zerfälle versucht der Atomkern dieses Missverhältnis auszugleichen.
Erkläre die Halbwertszeit
Zeitdauer, nach deren Ablauf die Hälfte einer sehr grossen Menge identische Radionuklide zerfallen sind. Die Aktivität ist auf 50% abgeklungen.
Aktivität A=?
Anzahl Zerfälle pro Sekunde. A(t)= A(0)/2^n
mit n=t/T(1/2)
Wechselwirkung mit Materie
Alpha-Teilchen
Ionisation
Anregung
Wechselwirkung mit Materie
Beta-Teilchen
Ionisation
Anregung
Streuung
Bremsstrahlung
Wechselwirkung mit Materie
Gamma-Strahlung
Ionisation
Anregung
Streuung
Photoeffekt?
Photonenergie wird nur teilweise absorbiert; Emission eine Comptonelektrons und gestreutes Photon geringerer Energie.
Paarbildungseffekt?
Bildung eines Elektrons und eines Positrons -> Vernichtungsstrahlung
Wechselwirkung mit Materie
Neutronen
Ionisation
Anregung
Aktivierung
Materialien zur Abschirmung
Alpha Strahlung
Gestoppt in einem Blatt Papier (50 micrometer Dicke)
Materialien zur Abschirmung
Beta-Strahlung
Gestoppt in 5 mm Aluminium oder 10 mm Plexiglas
Materialien zur Abschirmung
Gamma-Strahlung
ZWS: 5 cm Blei, 35 cm Beton, 70 cm Wasser
Materialien zur Abschirmung
Neutronenstrahlung
ZWS: 25 cm Beton, 23 cm Wasser, 21 cm Polyethylen
ZWS?
Zehtelwertschicht entspricht der Dicke eines Absorbers, hinter dem die Strahlung noch 10% beträgt.
Wie funktioniert eine Geiger-Müller Zählrohr?
In einer luftgefüllten Ionisationskammer entstehen durch die Einwirkung der Strahlung positiv geladene Ionen und heraus gelöste Elektronen, welche einen Kondensator entladen.
Wie funktioniert ein Thermolumnieszenzdosimeter
Beruht auf Anregung. Durch die Strahleneinwirkung werden in bestimmten Kristallen Elektronen in einem angeregten Zustand versetzt. Die Lebensdauer dieser Elektronen im angeregten Zustand is sehr gross. Durch Erhitzen auf Temperaturen um 100 bis 300 Grad Celsius kehren sie unter Aussendung von Licht in ihre ursprüngliche Ausgangslage zurück (=Thermolumnieszenz). Misst man die dabei ausgestrahlte Lichtmenge, so kann aus ihr die eingestrahlte Dosis abgeleitet werden.
Strahlenbiologie
Nenne drei Schadensursachen durch Strahlen
Ionisation
Bildung von Radikalen durch Spaltung von Wassermolekülen
DNS-Treffer
Strahlenbiologie
Nenne 3 Auswirkungen durch Strahlung auf eine Zelle
Zelltod
Ausfall von Zellfunktionen
Störung von Zellfunktionen
Strahlenbiologie
Was für Frühschäden können auftreten (Schwellenwert ab 0,2 Gy respektive Sv)
Strahlenkrankheit
Knochenmarkschädigung
Darmwandschädigung
Hautverbrennungen
Strahlenbiologie
Was für Frühschäden können auftreten (Schwellenwert ab 0,2 Gy respektive Sv)
Strahlenkrankheit
Knochenmarkschädigung
Darmwandschädigung
Hautverbrennungen
Was sind teratogene Schäden?
Schädigung des ungeborenen Kindes im Mutterleib (Missbildungen, Hirnschädigungen).
Was sind genetische Schäden?
Schäden bei Nachkommen, die nach der Bestrahlung der Vorfahren gezeugt wurden.
Was sind Spätschäden?
Kein Schwellenwert, sonder erhöhtes Erkrankungsrisiko.
Leukämie
Krebs (z.B. Schilddrüsenkrebs)
Schutzmassnahmen gegen Strahlung
Abschirmung bzw. Abschwächung (siehe Materialen zur Abschwächung)
Abstand (Abstands-Quadrat-Gesetz)
Aufenthaltszeit (Dosisleistung)
Kontrolle der Absorbierten Dosis (Dosimetrie. Der Jahresgrenzwert für beruflich strahlenexponierte Personen beträgt 20 mSv.
