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Radioaktive Strahlung

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by

Katharina Muth

on 22 January 2014

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Transcript of Radioaktive Strahlung

Radioaktive
1. Allgemeines zur Radioaktiven Strahlung
Die Strahlungstypen können beim Zerfall eines Elements gemeinsam vorkommen.
drei verschiedene Arten: a-, b-, g-Strahlung
Gemeinsamkeit: sind alle Kernstrahlungen und entstehen durch den Zerfall eines Elements
Unterschied: Aufbau, Reichweite, magnetische Ablenkbarkeit, Durchdringbarkeit
a- und die b-Strahlung bestehen aus sogenannten „Strahlungsteilchen“
g-Strahlung besteht aus elektromagnetischen Wellen, bzw aus Photonen
2. Entdeckung
Im Sternbild „Schütze“ fand er eine der stärksten natürlichen Strahlungsquellen
kosmische Radiostrahlung wurde 1931 entdeckt
Ingenieur suchte nach einer Erklärung für Störungen im Rundfunkempfang
konzentrierte sich auf die Suche in den Sternbildern
Marie Curie entdeckte drei strahlende Elemente:
Das „Polonium“, das „Radium“, und das „Thorium“

meisten Entdeckungen am Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts
radioaktive Strahlung wurde von den Curies entdeckt
Marie erforschte, dass die Elemente Strahlen abgeben
hat außerdem vier wichtige Regeln aufgestellt:
1. ) Ein radioaktiv Strahlender Stoff bildet in seiner Umgebung
Ionen.
2. ) Je stärker ein radioaktiver Stoff strahlt, desto größer ist die
Temperaturentwicklung, ohne, dass von außen Energie
zugefügt werden muß.
3. ) Radioaktive Strahlung ist für lebende Zellen in höchstem
Maße schädlich. Sie kann sogar Krebs auslösen !
4. ) Man kann die stoffliche Eigenschaft "Radioaktiv" durch kein
heute bekanntes Verfahren beseitigen.
"Alpha-Stralung" ist auch magnetisch ablenkbar, aber nicht so stark wie Beta-Strahlen.
drei verschiedene Arten wurden von Pierre Curie durch Ablenkungsversuche in einem Magnetfeld nachgewiesen
Versuchsverlauf: man stellte vor einen radioaktiv strahlenden Stoff einen Magneten und dahinter eine Fotoplatte.
"Gamma-Strahlung" konnte garnicht abgelenkt werden
"Beta-Strahlung" ließ sich sehr stark magnetisch ablenken
3. Strahlungsarten
das neue Element steht generell zwei Stellen vor dem Ausgangselement
Reichweite: wenige Zentimeter
Durchdringbarkeit: sehr gering
Strahlung ist nur bedingt magnetisch ablenkbar
a-Zerfall: aus dem Atomkern werden Heliumkerne herausgelöst und „abgestrahlt“
Heliumkerne enthalten keine Elektronen: sind doppelt positiv geladen
Masse dieser Heliumkerne: ca. 4,001 u
Regelmäßigkeiten beim a-Zerfall:
Massezahl des Atoms wird um „4“ verringert
ein neues Element entsteht
Alpha-Strahlung
Beta-Strahlung
Besonderheit bei Zerfall:
Ein Neutron zerfällt in ein Elektron und ein Proton
Massezahl des Atoms ist gleichbleibend
Ordnungszahl wird um 1 vergrößert
Reichweite: ca. 10cm
Durchdringbarkeit: hoch (schwer einzudämmen)
Strahlungsteilchen sind besser magnetisch ablenkbar, als die der a-Strahlung
Bei b-Zerfall lösen sich ausschließlich Elektronen aus dem Atomkern
Ein Elektron ist einfach negativ geladen
Masse eines Elektrons: ca. 0,0005 u
Danke für eure Aufmerksamkeit!
4. Erzwungene Kernspaltung
Grundlegende Idee:
Kernspaltung wird durch ein Neutron ausgelöst
dabei entstehen aber auch Neutronen –
diese können neue Kernspaltungen auslösen
es kommt also zu einer Kettenreaktion.
Bsp.: U235-Kerne können langsame Neutronen einfangen
es entsteht ein instabiler U236-Kern, der sich sehr schnell in zwei kleinere aufspaltet
außerdem werden drei schnelle Neutronen frei
Diese Reaktion wurde am 1938 erstmals experimentell beobachtet
= erzwungenen Kernspaltung
Schritt zu einer Nutzung des Effekts in Kraftwerken gelang 2 Physikern
5. Nachweis radioaktiver Strahlung
Nebelkammer-Versuch
Geiger-Müller-Zählrohr
Proportionalzählrohr
Ionisationskammer
Nebelkammer-Versuch
Geiger-Müller-Zählrohr
Proportionalzählrohr
Ionisationskammer
von Charles Wilson
damit lässt sich nur a- und die b-Strahlung nachweisen
Versuchsaufbau:
Man füllt Wasser-Propanol-Gemisch in eine Gummiblase
dann drückt man diese zusammen und läßt sie wieder los - dadurch entsteht Nebel
Der radioaktive Strahlungstift sendet Strahlungsteilchen in diesen Nebel
Diese Strahlungsteilchen bringen den Nebel zur Kondensation
Nebelspuren werden erkennbar
wurde 1928 von den deutschen Physikern Hans Geiger und Walther Müller entwickelt
eignet sich zum Nachweis von Beta- und Gamma-Strahlung
Gamma-Strahlung wird nicht vollständig, sondern nur zu einem geringen Prozentsatz registriert.
zum Nachweis ionisierender Strahlung
wird unterhalb der Einsatzspannung betrieben
Aufbau identisch mit dem des Geiger-Müller-Zählrohrs
Lebensdauer ist sehr hoch
Betriebsspannung liegt zwischen der einer Ionisationskammer und der des Geiger-Müller-Zählrohrs
wird heute selten angewendet
ein Strahlungs- und Teilchendetektor,
zur Messung von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung und Ionenstrahlen
Wird eine der beiden Elektroden mit spaltbarem Material beschichtet
kann Ionisationskammer als Spaltkammer zum Nachweis freier Neutronen dienen

6. Gesundheitliche Risiken
Strahlung
Veränderungen sind nicht mehr rückgängig zu machen
Sehr starke Strahlung führt zu Strahlenschäden
werden durch Strahlung in Körperzellen hervorgerufen
Folge: Strahlenkrankheiten, die zum Tod führen können
Radioaktive Nuklide werden abgelagert
Radionuklide zerfallen im Körperinneren und verursachen Bestrahlung von innen
Strahlung ist zellschädigend, krebserregend, schwächt das Immunsystem, verursacht Erbschäden, Tod- und Missgeburten
Gamma-Strahlung
Durchdringbarkeit: höher, als die der b-Strahlung
g-Strahlen verlieren ihre Energie durch Zusammenstöße mit Elektronen oder ganzen Atomkernen

höchste Reichweite
benötigt Betonwände, um die g-Strahlung einzudämmen
lässt sich keine Zerfallsgleichung aufstellen
Weil es eine elektromagnetische Wellenstrahlung ist
2 Ansichten, woraus die g-Strahlung besteht.
Strahlung als „Welle“
g-Strahlung aus sogenannten Photonen
Strahlung verbreitet sich mit Lichtgeschwindigkeit
lässt sich nicht magnetisch ablenken.
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