Radioaktive Strahlung

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Kernkraft werden Protonen und Neutronen zusammengehalten Kerne des gleichen Elemtes können unterschiedlich viele Neutronen besitzen olsotope -haben unterschiedliche Massen Neutronen: n Protonen: p Elektronen: e durchdringbaren Bereich Cainen Kern? geben • Atomkern:-Dositiv geladen (Heliumteilchen sind pos., pos + pos Isotope stößt sich abl -klein. da nur wenige Helium. teilchen abgelenkt Alom kern ist 100 000-mal kleiner als ein Alom Ionen -Normal: Anzahl Protonen Anzahl Elektronen nach außen neutral -jedoch können der Hülle Elektronen hinzugefügt oder entfernt werden (durch radioaktive Strahlung) - mehr od weniger Elektronen als Protonen -Plon Nuklid: X A-Massenzahl; A=Z+N X-Elementsymbol 2- Kernladungszahlo Protonen N = A-2 14 C: -14 Teilchen - 6 Prolenen - 8 Neutronen (14-6) Formel: B(t)= B(0) (1 ± 100 ) + B(+) B (0) P Exponentielles Wachstum (1+/- __P_ 100 + 30 Beispielaufgabe 120- Aktivität in Bq 90- 0 7 T :) 32- + Bestand zum beliebigen Zeitpunkt 16 = 2 24-2¹4 F Anfangsbestand prozentuale Zunahme/ Abnahme Wachstums-/ Abnahme- faktor Beliebiger Zeitpunkt I +₁² 12 16 Ne = No (4) : No 16 = (4) + - Kehrbrüche t in Tagen 24 28 32 36 gleiche Basis 8 Radioaktivität Zerfallsprozesse - mathematische Mittel Impulsrate Anzahl instabiler Masse eines radio- Kerne N(+) I(+) I(+)= I (0)*(4) N(+)=N(0)*(+) N(+) Anzahl der nicht zerfallenen Kerne Zum Zeitpunkt t Anfangsbestand nicht zerfallener NO 2 t₂ Kerne Abnahmefaktor Aktiven Präparats m(t) M(+)=m(0)*( Beliebiger Zeitpunkt Halbwertszeit Berechne die Zeitdauer bis nur noch 1/16 des radioaktiven Nuklids vorhanden sind *akute Strahlenschäden Strahlen- Krankheilen *Spälschäden * Erbschäden Biologische Wirkung -Zellen werden davon beschädigt *ionisiert Strahlung trifft auf Zelle Strahlungsenergie wird von Molekülen aufgenommen • Elektronen werden herausgeschlagen od. Bindungen werden aufgebrochen chemisch reaktive Molekulformen (Radikale) 1 (elektr. geladen oder neutrall • Radikale reagieren mit anderen Molekülen -0 Zellschädigung * biologische wirkung wird durch die Aquivalentdosis erfasst 0,75 0,5 0,25- 0 Radioaktivität N(t) N(0) 0,2 0,4 0,6 0,8 Schutz Die 5 A-Regeln 1.) Abstand: mehr Abstand - geringere. Dosis 2.1 Aufenthatsdauer verkürzen 3.1 Aktivität vermindern 4.) Abschirmung 5.1 Aufnahme vermelden C-14- Methode 1,2 1,4 → man kann das Alter orgnischer Proben bestimmen * C-14 hat einen festen Anteil in allen Organismen * Organismus stirbt ab + Anteil ab -tote Organismus nimmt keinen radioaktiven Kohlenstoff auf - die stabilen (nicht radioaktiven) Kohlenstoff isotope bauen sich nicht ab + durch den übergebliebenen Antell (der Aktivtät) hann man das Alter bestimmen &mil Diagramm bestimmen -stellt das Verhältnis der Anzahl von den am Anfang vorhandenen Kohlenstoffisotopen mit denen, die jetzt noch vorhanden sind dar Einheit Höhenstrahlung -Strahlung, die von Kosmischen objekten ausgent *2.B. Milchstraße, Sonne Größen Formelzeichen I (+) Imp min Formel Beschreibt... Strahlung messen und vergleichen! Strahlungsintensität Nulleffekt -beschreibt Strahlungsintensität (impulsrate), wenn kein radioaktives Präparat -Messung d Impulsrate mil radioaktiven Präparal Zählerrate muss von Nullpunkt subtrahiert werden 1 min Radioaktivität -stärke, der ionisierten Strahlung -Anzahl der Impulse je Zeiteinheit Aktivität A(+) 1Bq_1Imp_1 S S N Kerne Terrestrische Strahlung. -Strahlung, die von Baumaterialien und Boden ausgeht umgewandelten Halbwertszeit A(t) = -wie viele insta--die Zeit, nach der bile Kerne nur die Hälfte der instabilen Kerne vorhanden sind je Zeiteinheit zerfallen -AN... Anzahl der in At zerfallenen bzw. tu s, min, h Energiedosis D 1G4= J Kg D= ΔΕ m -AE... vom Körper mit der Masse m aufgenommene Energie H 1SV= ACH) AND D. AE H-Q⋅D D Äquivalentdosis Pp. Da Q 1 10 20 J Kg H=QXD AN ACH) A+ AE D m α Q Bewertungsfak-tor Q Po Strahlenart B-, Y Neutronen Da D + Dosisleistung PD M SV a Millisievert/Jahr PD = N 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 125 Stabile Nuklide Pb 208 Rn 220 55,6 s a-Zerfall Pb 208 TI 208 3,05 min 126 127 Strahlen- quelle Instabile Nuklide Pb 212 A 10,64 h B-Zerfall oder Po 212 0.3 us energiereiches Teilchen (a, B) Photon (y) Primordiale Nuklide (bei der Entstehung der Erde entstanden und noch nicht vollständig zerfallen) Bi 212 60,6 min ++++ Rn 205 1.5-10'a B*-Zerfall bzw. Elektronen- einfang e Pb 212 10,64 h + Radioaktivität Halbwertszeit-Zeit in der die Hälfte der vorhandenen Kerne zerfallen Formelzeichen: tH; Einhelt smin, h.... Nuklidkarte Metall- platte (positiv geladen) Halbwertszeit Wechselwirkung (Stoß) Po 216 0,15 s Rn 220 55,6 s Atom Nachweis radioaktiver Strahlung elektrisch neutral Ra 224 3,66 d B-Zerfall 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 N Elektroskop B Ion Th 228 1.9s, Ac 228 6,13 h B*-Zerfall Ion (Kation) positiv geladen Ra 228 5,75 a a-Zerfall Elektron Beobachtung: Nach dem Kontakt, mit der Strahlen quelle nimmt der Ausschlag d Elektroskops ab Erklärung: *Strahlung ionisiert Luftteilchen - Lufteilchen teiels positiv/negativ Th 232 1.4-10 a geladen Ladungen können abfließen (trifft auf pos. geladene Metallplatte im Experiment) Bestrahlungsverfahren Strahlungsquelle Anwendung radioaktiver Strahlung. Durchstrahlungsverfahren -Strahlung soll im Stoff chemische, biologische oder physikalische Veränderung hervorrufen (Zellen beeinflussen) Beispiele: - Sterilisation von Geräten, -Schädlingssterilisation - Schutz von Lebensmitteln vor dem Radioaktivität Verderben - Reduzierung der Keimfähigkeit - Tumorbehandlungen (Medizin) - Verbesserung von Materialeigenschaften (2.B. Erhöhung der Reißfestigkeit von Folien Einschluss Werkstück Strahlungsempfänger Beispiele: - Werkstoffprüfung (Einschlüsse, Güte einer Schweißnaht) - Füllstandsmessung - Dickenmessung -Radiotherapie Markierungsverfahren -Durchdringungsfähigkeit radioaktiver Strahlung und ihr Absorptionsvermögen in Stoffen wird genutzt -um Werkstoffprüfungen durchzuführen, die Dichte, Konzentration oder Dicke von Stoffen zu messen oder Füllstandsmessungen zu realisieren. geeigneten Stelle Zählrohr Schilddrüse -Radionuklide werden genutzt, um die Anreicherung oder den Weg von Stoffen im menschlichen Körper, bei Tieren und Pflanzen, in Rohrleitungen, in Maschinen und Anlagen oder im Erdboden zu verfolgen -Radionuklid wird an einer angebracht -> Anreicherung wird verfolgt -mit Strahlungsmessgeräten ->misst Strahlung des Nuklids ->erfasst räumliche Verteilung Beispiele: - Diagnose durch Szintigraphie (Schilddrüsenuntersuchung) - Tomographie (PET)