Beschreibe den Aufbau des Atommodells.
Masse konzentriert sich im Kern.
Kern besteht aus Protonen und Neutronen (Nukleonen).
Protonen sind einfach positiv geladen.
Neutronen sind ungeladen.
Protonen haben eine relative Masse von 1.
Die Elektronen bewegen sich auf diskreten Energieniveaus innerhalb der Elektronenhülle.
Elektronen habe eine Masse von 0.
Die Anzahl der Elektronen auf der energiereichsten Schale (Valenzschale) bestimmt maßgeblich das chemische Verhalten des Atoms.
Was gibt die Ordnungzahl an und wie wird sie noch genannt?
Gibt die Anzahl der im Kern vorhandenen Protonen an.
Kernladungszahl Z
Was gibt die Massenzahl an und wie ist sie definiert?
Gibt die Anzahl aller Nukleonen im Atomkern an.
A = Z + N
A = Massenzahl
Z = Kernladungszahl
N = Anzahl der Neutronen
Legende Periodensystem:
Atomgewicht = Ist der gewichtete Durchschnittswert der Massen aller natürlichen Isotope eines Elements (bezogen auf 1/12 der Masse von Kohlenstoff-12).
Schreibweisen:
Was sind Isotope?
Was sind Isotone?
Was sind Isobare?
Nuklide mit einer identische Kernladungszahl Z (Anzahl Protonen).
Nuklide mit einer identische Anzahl von Neutronen.
Nuklide mit einer identischen Massenzahl A.
Welche fünf Strahlungsarten kennen wir?
Alpha-Strahlung
Beta-Strahlung
Gamma-Strahlung
Neutronenstrahlung
Röntgenstrahlung
Was ist Alpha-Strahlung und welche Merkmale hat sie?
Ist eine Teilchenstrahlung.
Hat eine Masse von 4 und eine elektrische Ladung von +2.
Besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen (Heliumkern).
Die Energie der Alphateilchen eines Nuklid ist gleich.
Reichweite:
Einige cm in Luft.
Einige mikrometer in Feststoffen.
Was ist Beta-Strahlung und welche Merkmale hat sie?
Betateilchen haben eine Ladung
Beta Minus Zerfall = Elektron (e-)
Beta Plus Zerfall = Positron (e+)
Betateilchen habe eine sehr geringe Masse.
Betateilchen eines Nuklids haben unterschiedliche Energien.
Einige m in Luft
Einige mm in Feststoffen
Was ist Gamma-Strahlung und welche Merkmale hat sie?
Ist eine elektromagnetische Wellenstrahlung im Wellenlängenbereich <= 10^11 m.
Reichweiten:
Einige 100 m in Luft.
In Feststoffen stark von Material und Energie abhängig. Ist nur teilweise abzuschirmen.
Welche Materialien können zur Abschirmung welcher Strahlungsarten genutzt werden?
Alpha = Blatt Papier
Beta = Plexiglas oder Holz
Gamma = Blei
Röntgenstrahlung = Blei
Neutronenstrahlung = Zweistufig durch zunächst Moderation und dann Absorption.
Moderation (Abbremsen) z.B. durch elastische Stöße mit leichten Atomkernen wie z.B. Wasserstoff.
Absorption (Einfangen) abgebremsten Neutronen werden durch Materialien mit einem großen Einfangquerschnitt (wie Bor oder Cadmium) absorbiert.
Welche Zerfallsarten kennen wir?
Alpha-Zerfall
Beta-Plus-Zerfall
Beta-Minus-Zerfall
Elektroneneinfang
Wie läuft ein Alpha-Zerfall ab und wie ist die allgemeine Schreibweise dazu?
Ein instabiler Atomkern sendet ein Alphateilchen.
Zerfall ist immer mit Aussendung eines Gamma-Quants verbunden.
Wie läuft ein Beta-Minus-Zerfall ab und wie ist die allgemeine Schreibweise dazu?
Ein Neutron zerfällt in ein Proton und ein Elektron.
Das Elektron wird emittiert (kommt aus dem Kern).
Fast immer emittiert der Kern dabei auch einen Gamma-Quant.
Der Zerfall verläuft isobar.
Wie läuft ein Beta-Plus-Zerfall ab und wie ist die allgemeine Schreibweise dazu?
Ein Proton zerfällt in ein Neutron und ein Beta+ Teilchen (Positron).
Das Beta+ Teilchen wird emittiert (kommt aus dem Kern).
Zerfall kann von der Emission eines Gamma-Quants begleitet sein.
Zerfall ist isobar.
Beta-Plus-Zerfall tritt nur bei künstlichen Radionukliden auf.
Was passiert bei Metastabilität (Gamma-Zerfall) und wie ist die allgemeine Schreibweise dazu?
Als Folge eines Beta- bzw. Alphazerfalls kann sich der Kern in einem energetisch angeregten Zustand befinden.
Dieser Energieüberschuss wird durch Emission eines Gammaquants abgebaut.
Die Emission erfolgt teilweise stark zeitverzögert, so dass dafür eigene Halbwertszeiten angegeben werden.
Was passiert bei einem Elektroneneinfang und wie ist die allgemeine Schreibweise dazu?
Ein Hüllenelektron aus der kernnächsten Schale (K-Schale) fällt in den Kern.
Dort reagiert es mit einem Proton zu einem Neutron unter Aussendung eines Gamma-Quants.
Der Elektroneneinfang verläuft isobar.
Beschreibe die Wechselwirkung zwischen Strahlung und Materie.
Kern- und Röntgenstrahlung haben ein starkes Ionisierungs-vermögen (ionisierende Strahlung).
Bei jeder Ionisierung geben die Teilchen oder Quanten Ionisierungsenergie ab und verlieren entsprechend an Energie.
Auch bei anderen Wechselwirkungsprozessen treten Energieverluste auf, so dass die Reichweite aller Kernstrahlung begrenzt ist.
Es wird unterschieden in:
Dicht ionisierende Strahlung (Alpha- und Neutronenstrahlung).
Locker ionisierende Strahlung (Beta-, Gamma, Röntgenstrahlung).
Beschreibe die Wechselwirkung zweischen Gamma-Strahlung und Materie.
Gamma-Strahlung wird beim Durchgang durch Materie im Vergleich mit den anderen Strahlungsarten am geringsten geschwächt.
Abbremsung erfolgt durch:
Fotoeffekt
Compton-Effekt
Paarbildungsprozess
Erkläre den Fotoeffekt.
Ein Gamma-Quant trifft auf ein gebundenes Elektron eines Atoms.
Der Gamma-Quant wird dabei vollständig vernichtet.
Dabei wird ein Teil der Energie des Quants verwendet, um das Elektron aus der Atomhülle herauszulösen.
Das Elektron wird emittiert und erhält die Restenergie des Quants als Bewegungsenergie.
Das Atom wird dadurch ionisiert.
Erkläre den Compton-Effekt.
Dabei wird der Quant gestreut (abgelenkt) und nicht absorbiert.
Er gibt einen Teil seiner Energie an das Elektron ab, wodurch es aus der Atomhülle herausgelöst und emittiert wird.
Durch die Verringerung der Energie vergrößert sich die Wellenlänge des Quants.
Erkläre die Paarbildung.
Bei Annäherung an einen Atomkern entsteht aus dem Gamma-Quant ein Elektron und ein Positron.
Erkläre die Halbwertszeit.
Ist die Zeit in der die Hälfte des vorhandenen radioaktiven Materials zerfallen ist.
Mit der Formel kann die vorhandene Aktivität zum Zeitpunkt t berechnet werden.
Was ist die Aktivität (A) und wie ist ihre Einheit?
Ist die Anzahl der zerfallenden Kerne pro Zeiteinheit.
Ist ein indirektes Maß für die vorhandene Menge an radioaktivem Material.
Einheit ist Bequerel (Bq)
1 Bq = 1 Zerfall pro Sekunde.
Was gibt die Äquivalentdosis an und wie ist sie definiert?
Ist die Messgröße für die biologische Wirkung ionisierender Strahlung auf den Menschen.
Berücksichtigt die Strahlungsart durch Strahlungs-wichtungsfaktor (wr).
H = wr x D
wr = Strahlungswichtungsfaktor
D = Energiedosis
Nenne die Strahlungswichtungsfaktoren für die jeweilligen Strahlenarten und was sagen sie aus?
Röntgen-, Beta- und Gamma-Strahlung = 1
Neutronenstrahlung = 5-20
Alpha-Strahlung = 20
Interpretation:
Alpha-Strahlung ist um Faktor 20 biologisch wirksamer als Röntgen-, Beta- und Gamma-Strahlung.
Bis zu welchem Wert geleten Dosen als niedrig?
Dosen unterhalb 200 mSv sind als niedrig und ohne deterministische Schäden zu beurteilen.
Auf welche Arten können Strahlendosen aufgenommen werden?
Kontamination
Inkorporation
Externe Bestrahlung
Was besagt das Abstandsgesetz und wie ist es definiert?
Besagt, dass sich die Dosisleistung einer punktförmige Strahlenquelle mit zunehmendem Abstand quadriert verringert.
Wozu dient die Dosisleistungskonstante (Großgamma)?
Mit der Dosisleistungskonstante lässt sich rechnerisch der Zusammenhang zwischen Dosisleistung, Aktivität und Abstand zur Strahlenquelle herstellen.
Ist eine Nuklidspezifische Größe.
Welcher Messfehler ist für das Dosisleistungsmessgerät angegeben?
Nenne die Dosis Referenzwerte und für welchen Einsatzanlass diese aufgenommen werden dürfen (gemäß FwDv 500).
In Ausnahmefällen, in denen es möglich ist, dass die effektive Dosis den Wert von250 mSv überschreitet, kann die Einsatzleitung zur Rettung von Menschenleben etc. (siehe Einsatzanlass 250 mSV) einen erhöhten Referenzwert von 500 mSv festlegen.
Sofern im Einsatz die effektive Dosis 100 mSv überschreiten kann, darf die Tätigkeit im A-Einsatz nur von Freiwilligen ausgeführt werden, die vor dem jeweiligenEinsatz zugestimmt haben.
Zuletzt geändertvor 12 Tagen
