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Atomkern & Radioaktivität: Protonen, Neutronen & Strahlung einfach erklärt

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Eva

23.5.2021

Physik

Atom- & Kernphysik

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Physik

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Radioaktivität und kernphysik

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Radioaktivität und kernenergietechnik

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Kernspaltung, kettenreaktion und prinzipieller aufbau eines kernreaktors

Atomkern & Radioaktivität: Protonen, Neutronen & Strahlung einfach erklärt

Der Aufbau von Atomen und Atomkernen sowie die Grundlagen der Radioaktivität werden erklärt. Protonen und Neutronen im Atomkern bilden die Basis für die Struktur der Elemente. Die verschiedenen Arten radioaktiver Strahlung (Alpha, Beta, Gamma) und ihre Eigenschaften werden beschrieben, einschließlich ihrer Ionisierungsfähigkeit und Abschirmungsmöglichkeiten. Der radioaktive Zerfall und seine Auswirkungen auf die Elementumwandlung werden erläutert.

• Atom - Aufbau: Kern-Hülle-Modell mit Protonen und Neutronen im Kern, Elektronen in der Hülle
• Radioaktiver Zerfall: Umwandlung von Atomkernen unter Abgabe von Strahlung
• Nachweis radioaktiver Strahlung: Durch Nebelkammer, Fotoplatten und Ionisation der Luft
• Strahlungsarten: Alpha (Heliumkerne), Beta (Elektronen), Gamma (elektromagnetische Wellen)
• Schutz vor radioaktiver Strahlung: Abhängig von der Strahlungsart, z.B. Blei für Gammastrahlung

...

23.5.2021

11104

Alom- & Kemphysik Atomkerne sind aus Protonen & Neutronen aufgebaut. Die Anzahl der Protonen, die sog Kernladungszahl Z, ist gleich der Anza

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Wirkungen und Nachweis radioaktiver Strahlung

Radioaktiver Zerfall kann durch verschiedene Methoden nachgewiesen werden. Zu den wichtigsten Verfahren zum Nachweis radioaktiver Strahlung gehören:

  1. Nebelkammerverfahren: Bildung von Nebelspuren
  2. Fotografische Methode: Belichtung von Filmen durch Verpackungen hindurch
  3. Ionisationsmethode: Elektrische Leitfähigkeit der Luft zwischen Elektroden

Highlight: Alle diese Nachweismethoden basieren auf dem Prinzip der Ionisation.

Definition: Ionisation ist der Prozess, bei dem Elektronen aus der Atomhülle herausgeschlagen werden, wodurch positiv geladene Ionen entstehen.

Die drei Hauptarten radioaktiver Strahlung - Alpha αα, Beta ββ und Gamma γγ - unterscheiden sich in ihren Eigenschaften und Wirkungen:

  • Alpha-Strahlung: Besteht aus Heliumkernen, hat die geringste Reichweite, aber das höchste Ionisierungsvermögen.
  • Beta-Strahlung: Besteht aus Elektronen, hat eine mittlere Reichweite und Ionisierungsfähigkeit.
  • Gamma-Strahlung: Elektromagnetische Wellen mit der höchsten Durchdringungsfähigkeit, aber dem geringsten Ionisierungsvermögen.

Example: Zur Abschirmung von Gamma-Strahlung sind 13 mm Blei erforderlich, um die Intensität um 50% zu reduzieren.

Der radioaktive Zerfall führt immer zu einer Elementumwandlung, wobei der Atomkern entweder ein Alpha-Teilchen oder ein Beta-Teilchen plus zusätzliche Energie in Form von Gamma-Strahlung abgibt.

Alom- & Kemphysik Atomkerne sind aus Protonen & Neutronen aufgebaut. Die Anzahl der Protonen, die sog Kernladungszahl Z, ist gleich der Anza

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Arten radioaktiver Strahlung und Kernumwandlungen

Die verschiedenen Arten radioaktiver Strahlung haben spezifische Eigenschaften und führen zu unterschiedlichen Kernumwandlungen:

  1. Alpha-Strahlung αα: Besteht aus Heliumkernen ²He42+²He⁴²⁺ Reduziert die Massenzahl um 4 und die Ordnungszahl um 2 Ändert das Element zu einem zwei Positionen vorher im Periodensystem

Example: ²¹⁶Po → ²¹²Pb + ⁴He

  1. Beta-Strahlung ββ: Besteht aus Elektronen aus dem Atomkern Ein Neutron zerfällt dabei in ein Proton und ein Elektron
  2. Gamma-Strahlung γγ: Elektromagnetische Wellenstrahlung PhotonenstrahlungPhotonenstrahlung Tritt oft in Verbindung mit Alpha- oder Beta-Zerfall auf

Highlight: Der radioaktive Zerfall ist immer mit einer Elementumwandlung verbunden.

Die ionisierende Strahlung hat verschiedene Anwendungen und Auswirkungen:

  • Ionisierende Strahlung in der Medizin: Wird zur Diagnostik z.B.Ro¨ntgenz.B. Röntgen und Therapie z.B.Krebsbehandlungz.B. Krebsbehandlung eingesetzt.
  • Ionisierende Strahlung im Alltag: Kommt in geringen Mengen natürlich vor, z.B. durch kosmische Strahlung oder in bestimmten Gesteinen.

Vocabulary: Kernreaktionsgleichungen beschreiben den Prozess des radioaktiven Zerfalls mathematisch.

Der Schutz vor radioaktiver Strahlung ist abhängig von der Art der Strahlung. Während Alpha-Strahlung bereits durch ein Blatt Papier abgeschirmt werden kann, benötigt man für Gamma-Strahlung dicke Bleischichten.

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Physik

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23. Mai 2021

•

3 Seiten

Atomkern & Radioaktivität: Protonen, Neutronen & Strahlung einfach erklärt

E

Eva

@eva_3b2468

Der Aufbau von Atomen und Atomkernen sowie die Grundlagen der Radioaktivität werden erklärt. Protonen und Neutronen im Atomkernbilden die Basis für die Struktur der Elemente. Die verschiedenen Arten radioaktiver Strahlung (Alpha, Beta, Gamma) und ihre Eigenschaften werden beschrieben, einschließlich... Mehr anzeigen

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Wirkungen und Nachweis radioaktiver Strahlung

Radioaktiver Zerfall kann durch verschiedene Methoden nachgewiesen werden. Zu den wichtigsten Verfahren zum Nachweis radioaktiver Strahlung gehören:

  1. Nebelkammerverfahren: Bildung von Nebelspuren
  2. Fotografische Methode: Belichtung von Filmen durch Verpackungen hindurch
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Highlight: Alle diese Nachweismethoden basieren auf dem Prinzip der Ionisation.

Definition: Ionisation ist der Prozess, bei dem Elektronen aus der Atomhülle herausgeschlagen werden, wodurch positiv geladene Ionen entstehen.

Die drei Hauptarten radioaktiver Strahlung - Alpha αα, Beta ββ und Gamma γγ - unterscheiden sich in ihren Eigenschaften und Wirkungen:

  • Alpha-Strahlung: Besteht aus Heliumkernen, hat die geringste Reichweite, aber das höchste Ionisierungsvermögen.
  • Beta-Strahlung: Besteht aus Elektronen, hat eine mittlere Reichweite und Ionisierungsfähigkeit.
  • Gamma-Strahlung: Elektromagnetische Wellen mit der höchsten Durchdringungsfähigkeit, aber dem geringsten Ionisierungsvermögen.

Example: Zur Abschirmung von Gamma-Strahlung sind 13 mm Blei erforderlich, um die Intensität um 50% zu reduzieren.

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Arten radioaktiver Strahlung und Kernumwandlungen

Die verschiedenen Arten radioaktiver Strahlung haben spezifische Eigenschaften und führen zu unterschiedlichen Kernumwandlungen:

  1. Alpha-Strahlung αα: Besteht aus Heliumkernen ²He42+²He⁴²⁺ Reduziert die Massenzahl um 4 und die Ordnungszahl um 2 Ändert das Element zu einem zwei Positionen vorher im Periodensystem

Example: ²¹⁶Po → ²¹²Pb + ⁴He

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Aufbau der Atome und Atomkerne

Der Atom - Aufbau wird durch das Kern-Hülle-Modell veranschaulicht. Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen, während sich in der Atomhülle die Elektronen bewegen. Die Anzahl der Protonen, auch Kernladungszahl oder Ordnungszahl genannt, bestimmt das chemische Element und entspricht der Position im Periodensystem der Elemente.

Definition: Die Massenzahl eines Atoms ist die Summe aus der Protonenzahl und der Neutronenzahl.

Die Kräfte im Atomkern sind komplex: Während sich die positiv geladenen Protonen elektrisch abstoßen, wirken starke Kernkräfte zwischen allen Nukleonen ProtonenundNeutronenProtonen und Neutronen, die den Kern zusammenhalten.

Beispiel: Ein Helium-4-Kern ⁴He⁴He hat 2 Protonen und 2 Neutronen, was eine Massenzahl von 4 ergibt.

Vocabulary: Isotope sind Atome desselben Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl.

Die elektrische Neutralität eines Atoms wird durch die gleiche Anzahl von Protonen im Kern und Elektronen in der Hülle gewährleistet. Verliert ein Atom Elektronen, entsteht ein positiv geladenes Ion.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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