Atom- & Kernphysik

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zusammenkommen. Diese Kernkräfte halten die Nukleonen gegen die elektrischen Kräfte zusammen. Isotope & lonen Von der Protonenzahl hangt es ab, zu welchem Element ein Alam gehört. Im Periodensystem sind die Elemente nach ihrer Protonenzahl angeordnet, daher wird diese oft auch Ordnungszahl genannt. Ordnungszahl Anzahl der Protonen Kernladungszahl Atome desselben Elements haben stets dieselbe Anzahl von Protonen. Sie können aber ver- schieden viele Neutronen besitzen. Ihre Massenzahlen sind dann unterschiedlich. Han nennt diese Atome looptome eines Elements. Verliert ein Atom Elektronen, bleibt ein positiv geladenes Teilchen übrig, ein positives lon. Kern eines ,,normalen" Stickstoffatoms 7 Protonen 7 Neutronen 14 Kernbausteine 14 7 Massenzahl Anzahl der Protonen und Neutronen N Ordnungszahl Anzahl der Protonen Kern eines selteneren Stickstoffatoms 7 Protonen 8 Neutronen 15 Kernbausteine 15 N Wirkungen und Nachweis radioaktiver Strahlung Die Radioaktivität eines Körpers erkennt man an verschiedenen Wirkungen: - In der Nebelkammer bilden sich Nebelspuren. - Filme werden durch die Verpackung hindurch belichtet. • Die Luft zwischen den Elektroden einer Funkenstrecke wird elektrisch leitend, so dass ein Funke überspringen kann. Alle drei genannten Wirkungen beruhen auf dem vorgang der Ionisation. lonisation: Wenn Strahlung auf Materie trifft, werden einzelne Elektronen aus der Hülle der Atome herausgeschlagen. Die 1 Restatome sind dann nicht mehr elektrisch neutral, sondern positiv geladen. Man bezeichnet sie als (positiv geladene) lonen. Strahlungsarten Radioaktive Strahlung im Magnetfeld: X В y-Strahlung B-Strahlung N Abschirmung radioaktlver Strahlung: a-Strahlung Papier S radioaktiver Zerfall www Aluminium α Helium- kern Y elektromagn. Welle Elektron Blei (13mm) 50% · Strahlung kommt immer aus dem Alomkern; Hülle ist nicht beteiligt Zuordnung: •B: stark α: bisschen . Die Atomhüllen spielen beim Zerfall keine Rolle. : y gar nicht zerfällt Neutron im Kern in ein Elektron & Proton → zerfallt in Helium : 2 Protonen & 2 Neutronen → Ein Teil der Strahlung wird von (starken) Magnetfeldern abgelenkt (a- & ß-Strahlung), ein anderer y Strahlung) nicht. J-Strahlung ist eine Energiestrahlung, dadurch keine Teilchen Beim radioaktiven Zerfall wandelt sich der Atomkern eines Elements in den Kern eines anderen Elements um. Dabei gibt der ursprüngliche Kern ent- weder ein a-Teilchen oder ein B-Teilchen & zusätzliche Energie in Form von j-Strahlung ab. Der radioaktive Zerfall eines Atomkerns ist mit einer Elementumwandlung verbunden. Arten radioaktiver Strahlung Die radioaktiven rahlungen werden mit den Buchstaben des griechischen Alphobets bezeichnet. Man unterscheidet <<-Strahlung, B- Strahlung & J-Strahlung. Gemeinsame Merkmale radioaktiver Strahlungen: Radioaktive Strahlungen kommen aus dem Atomkern. x- Strahlung: Atom*, das x-Strahlung aussendet B-Strahlung: Atom", das B-Strahlung aussendet J-Strahlung: Art der Strahlung Ladung Kernumwandlung Kernreaktionsgleichung Beispiele 1. zu Zerfällen 216 (P р n 84 Po α-Teilchen = Hellumkern He** B-Teilchen - Elektron elektromagnetische Wellen-Strahlung (Photonenstrahlung) Blei-212 ↑ aus dem Atomkern (!) Ein Neutron zerfällt dabei in ein Elektron und ein Proton 2 X x-Strahlung -Die Massenzahl A wird immer um 4 verringert. - Die Ordnungszahl Z wird immer um 2 verringert. - Das Element wird dabei geändert. (zwei Elemente zuvor im PSE) Beispiel einer Zerfallsgleichung: x-Zerfall A-4 Z-2 Massenzahl →spezielles Isotop 238 n to -Die Massenzahl A bleibt gleich. - Die Ordnungszahl Z wird immer um 1 vergrößert. - Das Element wird dabei geändert. (Nachfolger im PSE) Grundlegende gemeinsame Eigenschaft aller radioaktiver Strahlungsarten: Jede radioaktive Strahlung ist ionisiert. He-Kerne 2 fach positiv aus dem Kern wird ein α-Teilchen (Helium-Kern) heraus geschleudert Beispiel einer Zerfallsgleichung: 218 85 At + e 218 B-Zerfall 84 Po 216 Das Potoniumisotop 84 Po ist ein - Strahler. a, Wie viele Protonen bzw. Neutronen enthält 84 Protonen, 132 Neutronen b, Welches Element entsteht beim Zerfall? Notieren Sie die Kernreaktionsgleichung? 284 90 Th + ² He (+j) Eine Zerfallsgleichung kann zur J-Strahlung nicht angegeben werden, weil nach unserem Atommadell keine Teilchen- strahlung vorliegt (elektromagnetische Welle). У тене (ту) 212 82 Pb + 2 He (+j) PO? Elektronen negativ Ein Neutron wandelt sich in ein Proton & ein Elektron um. Das Elektron wird herausge- schleudert. By AX ß-Strahlung A Z+1 Y +-ie (tj) 2. ß. Zerfall von 3% kr 88 36 Kr +-ie (+j) 89 37 Rb + LB Massenzahl: Isotope Ordnungszahl: Periodensystem 89 38 Sr + 9e (tj) Die Ladungsverhältnisse sind in diesen Zerfalls- Gleichungen nicht dargestellt. J-Strahlung wie Licht (Elektromagnetische Strahlung) keine Es werden keine Teilchen umgewandelt. 89 39 Y + -i e (tj) 3 facher zerfall Nuklied- Isotop ↳alle Varianten eines Alomtypes