Ph9 Radioaktive Strahlung: Unterschied zwischen den Versionen

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Beispiel: [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/grundwissen/alphazerfall-und-alphastrahlung Radium zerfällt unter Aussendung eines α-Teilchens in Radon.]
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Das Alphateilchen verlässt den Kern mit einer Austrittsgeschwindigkeit zwischen etwa 17000 km/s, dies entspricht der kinetischen Energie  5,8 MeV.
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Der Atomkern wandelt sich in einen neuen Atomkern um, der dieselbe Massenzahl, aber eine um 1 größere Ordnungszahl hat.
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Beispiel: [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/grundwissen/beta-minus-zerfall-und-beta-minus-strahlung Blei zerfällt unter Aussendung eines β-Teilchens in Wismut.]
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: <math>{}^{A}_{Z} \mathrm {X^*} \to {}^{A}_{Z} \mathrm {X} + \gamma </math>.
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Beispiel: [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/grundwissen/gammauebergang-und-gammastrahlung Ein angeregter Poloniumkern geht unter Aussendung eines <math>\gamma</math>-Teilchens in seinen Grundzustand über.]
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: <math>{}^{218}_{\ 84} \mathrm {Po^*} \to {}^{218}_{\ 84} \mathrm {Po} + \gamma </math>.
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Einen Überblick über die Strahlenarten findest du auf [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/grundwissen/ueberblick-ueber-die-strahlungsarten dieser Seite von Leifiphysik] .
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Eine Nuklidkarte ist eine graphische Darstellung aller Nuklide.
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{{Merke|1=Ein Nuklid ist ein spezielles Atom <math>^A_Z Symbol</math>, welches durch seine Massenzahl (Summe aus Neutronen und Protonen) A und seine Ordnungszahl (Kernladungszahl, Protonenzahl) Z eindeutig bestimmt ist.
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Nuklide mit gleicher Protonenzahl gehören zum selben chemischen Element und heißen '''Isotope'''.  }}
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Ein Nuklid ist durch die Anzahlen seiner Protonen und Neutronen bestimmt. In der Nuklidkarte wird dies als zweidimensionale Darstellung veranschaulicht.
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In einer Zeile stehen alle Isotope eines Elements. Durch die Farbe des Feldes sieht man, ob ein Isotop stabil oder instabil ist und welche Zerfallsart es hat.
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Auf den Seiten von Leifiphysik.de sieht man wie eine [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/kernphysik-grundlagen/downloads/kennzahlen-von-kernen-nuklidkarte-animation Nuklidkarte entsteht] und wie man auf ihr den [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/grundwissen/nuklidkarte neuen Kern findet] .<br>
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Auf der Seite von Wikipedia findet man eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Nuklidkarte vollständige Nuklidkarte] .
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=Aufgaben=
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{{Aufgaben-blau|1|2=Bearbeite die Aufgaben zu radioaktive Strahlung in einem Magnetfeld:<br>
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a) [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/aufgabe/ionisierende-strahlung-im-b-feld Aufgabe 1]<br>
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b) [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/aufgabe/grundlegende-eigenschaften-von-b-und-g-strahlung Aufgabe 2] . }}
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{{Aufgaben-blau|2|2=Mache das [https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/aufgabe/quiz-zur-radioaktiven-strahlung Quiz zur radioaktiven Strahlung] . }}

Aktuelle Version vom 23. Juni 2021, 18:35 Uhr

Maehnrot.jpg
Merke:

Radioaktive Strahlung entsteht, wenn radioaktive Elemente wie Uran, Radium, Cäsium, Kalium, Polonium zerfallen.

Es gibt drei Arten radioaktiver Strahlung:

  • \alpha - Strahlung (zweifach positiv geladene Heliumkerne)
  • \beta - Strahlung (negativ geladene Elektronen)
  • \gamma - Strahlung (hochenergetische elektromagnetische Strahlung)


Inhaltsverzeichnis

Nachweisgeräte

Radioaktive Strahlung kann man in einer Nebelkammer sichtbar machen.

Nebelkammer-LMU-2.jpg Nebelkammer.jpg Nuclear particle in a diffusion cloud chamber.png Nebelkammer-LMU-1.jpg
Maehnrot.jpg
Merke:

Radioaktive Strahlung kann Materie ionisieren.

Beim Durchgang durch Gewebe schädigt radioaktive Strahlung durch die Ionisierung von Molekülen auch Gewebezellen, die dann ihre Funktionsfähigkeit verlieren oder mutieren. Daher ist α-, β- und γ-Strahlung sehr gefährlich für alle lebenden Organismen.


Radioaktive Strahlung kann man mit einer Ionisationskammer oder einem Geiger-Müller-Zählrohr nachweisen.


Maehnrot.jpg
Merke:

Radioaktive Strahlung entsteht im Atomkern, wenn der Atomkern zerfällt oder durch Energieabgabe seinen Zustand ändert.


α-Zerfall

α-Strahlung
Alpha Decay.svg α-Strahlung entsteht beim Zerfall eines Atomkerns. Dabei sendet der Atomkern einen zweifach positiv geladenen Heliumkern (α-Teilchen) bestehend aus zwei Protonen und zwei Neutronen aus. Der Atomkern verliert dabei zwei Protonen und zwei Neutronen und es ergibt sich ein neues Atom. Die Massenzahl des Atoms verringert sich um 4, die Ordnungszahl um 2.
{}^{A}_{Z} \mathrm {X} \to {}^{A-4}_{Z-2} \mathrm {Y} + {}^{4}_{2} \mathrm {He} + \Delta E .

Beispiel: Radium zerfällt unter Aussendung eines α-Teilchens in Radon.

{}^{224}_{\ 88} \mathrm {Ra} \to {}^{220}_{\ 86} \mathrm {Rn} + {}^{4}_{2} \mathrm {He} + 5,8 \mathrm{MeV} .

Das Alphateilchen verlässt den Kern mit einer Austrittsgeschwindigkeit zwischen etwa 17000 km/s, dies entspricht der kinetischen Energie 5,8 MeV.


β-Zerfall

β-Strahlung
Beta-minus Decay.svg β-Strahlung entsteht beim Zerfall eines Atomkerns. Dabei sendet der Atomkern ein sehr schnelles Elektron (β-Teilchen) aus. Im Atomkern sind normalerweise keine Elektronen, also muss das Elektron erst entstehen. Dies geschieht, indem sich ein Neutron in ein Proton umwandelt und dabei (wegen der Ladungserhaltung) ein Elektron aussendet.
^1_0n \to ^1_1p + e^- + \overline \nu

Der Atomkern wandelt sich in einen neuen Atomkern um, der dieselbe Massenzahl, aber eine um 1 größere Ordnungszahl hat.

{}^{A}_{Z} \mathrm {X} \to {}^{A}_{Z+1} \mathrm {Y} + e^- + \overline \nu + \Delta E .

Beispiel: Blei zerfällt unter Aussendung eines β-Teilchens in Wismut.

{}^{214}_{\ 82} \mathrm {Pb} \to {}^{214}_{\ 83} \mathrm {Bi} + e^- + \overline \nu + 1,0 \mathrm{MeV} .


\gamma-Zerfall

\gamma-Strahlung
Gamma radiation (alternative).svg \gamma-Strahlung entsteht, wenn ein angeregter Atomkern in seinen Grundzustand zurückkehrt. Dabei gibt er die frei werdende Energie als elektromagnetische Strahlung (\gamma-Teilchen) ab. Der Atomkern zerfällt dabei nicht, die Massenzahl und die Ordnungszahl bleibt gleich.
{}^{A}_{Z} \mathrm {X^*} \to {}^{A}_{Z} \mathrm {X} + \gamma .

Beispiel: Ein angeregter Poloniumkern geht unter Aussendung eines \gamma-Teilchens in seinen Grundzustand über.

{}^{218}_{\ 84} \mathrm {Po^*} \to {}^{218}_{\ 84} \mathrm {Po} + \gamma .

Nuklidkarte

Einen Überblick über die Strahlenarten findest du auf dieser Seite von Leifiphysik .

Eine Nuklidkarte ist eine graphische Darstellung aller Nuklide.

Nuvola apps kig.png   Merke

Ein Nuklid ist ein spezielles Atom ^A_Z Symbol, welches durch seine Massenzahl (Summe aus Neutronen und Protonen) A und seine Ordnungszahl (Kernladungszahl, Protonenzahl) Z eindeutig bestimmt ist.

Nuklide mit gleicher Protonenzahl gehören zum selben chemischen Element und heißen Isotope.

Ein Nuklid ist durch die Anzahlen seiner Protonen und Neutronen bestimmt. In der Nuklidkarte wird dies als zweidimensionale Darstellung veranschaulicht.

Nuklidkarte Segre.svg

In einer Zeile stehen alle Isotope eines Elements. Durch die Farbe des Feldes sieht man, ob ein Isotop stabil oder instabil ist und welche Zerfallsart es hat.

Auf den Seiten von Leifiphysik.de sieht man wie eine Nuklidkarte entsteht und wie man auf ihr den neuen Kern findet .
Auf der Seite von Wikipedia findet man eine vollständige Nuklidkarte .


Aufgaben

Bleistift 35fach.jpg   Aufgabe 1

Bearbeite die Aufgaben zu radioaktive Strahlung in einem Magnetfeld:
a) Aufgabe 1
b) Aufgabe 2 .


Bleistift 35fach.jpg   Aufgabe 2
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