Kernphysik und Atomaufbau

Woraus besteht ein Atomkern?

• ● Protonen und Neutronen
• ○ Protonen und Elektronen
• ○ Neutronen und Elektronen
• ○ Nur Protonen

Protonen und Neutronen bestehen jeweils aus drei ___.

Was wird beim α-Zerfall ausgesandt?

• ● Ein Helium-4-Kern (2 Protonen + 2 Neutronen)
• ○ Ein Elektron
• ○ Ein Photon
• ○ Ein Neutron

Beim β⁻-Zerfall wird ein ___ in ein Proton umgewandelt, dabei wird ein Elektron emittiert.

Beim α-Zerfall verringert sich die Massenzahl um 4 und die Ordnungszahl um 2.

γ-Strahlung besteht aus energiereichen Photonen und hat keine Masse.

Was besagt die Formel E = m·c²?

• ● Masse und Energie sind äquivalent; eine kleine Masse entspricht einer großen Energie.
• ○ Energie ist Masse mal Geschwindigkeit.
• ○ Masse kann nicht in Energie umgewandelt werden.
• ○ Die Lichtgeschwindigkeit bestimmt die Masse.

Die Halbwertszeit ist die Zeit, in der die Hälfte der radioaktiven ___ zerfallen ist.

Was passiert bei der Kernspaltung?

• ● Ein schwerer Kern wird in zwei mittelschwere Kerne gespalten, dabei wird Energie frei.
• ○ Zwei leichte Kerne verschmelzen zu einem schweren Kern.
• ○ Ein Kern gibt ein Photon ab.
• ○ Ein Neutron zerfällt in Protonen.

Bei der Kernfusion verschmelzen leichte Kerne zu einem schwereren Kern, wobei Energie freigesetzt wird.

Eine radioaktive Probe hat anfangs eine Aktivität von 800 Bq. Nach 3 Halbwertszeiten beträgt die Aktivität ___ Bq.

Welche Strahlungsart hat die größte Reichweite und das höchste Durchdringungsvermögen?

• ○ α-Strahlung
• ○ β-Strahlung
• ● γ-Strahlung
• ○ Alle gleich

α-Strahlung kann bereits durch ein Blatt Papier abgeschirmt werden.

Uran-238 zerfällt durch α-Zerfall. Welches Element entsteht?

• ● Thorium-234
• ○ Radium-234
• ○ Plutonium-242
• ○ Blei-206

Ein radioaktives Isotop hat eine Halbwertszeit von 5 Tagen. Von 1600 Bq bleiben nach 20 Tagen noch ___ Bq.

Bei einer Kernreaktion geht eine Masse von Δm = 0,002 u verloren. Wie viel Energie wird frei? (1 u = 931,5 MeV/c², in MeV)

In einem Kernreaktor wird die Kettenreaktion kontrolliert durch:

• ● Steuerstäbe, die Neutronen absorbieren
• ○ Magnete, die Kerne abstoßen
• ○ Erhöhung der Temperatur
• ○ Bestrahlung mit Gammastrahlen

Beim β⁻-Zerfall erhöht sich die ___ um 1, die Massenzahl bleibt gleich.

Radon-222 hat die Halbwertszeit 3,8 Tage. Ein einzelner Radon-Kern hat schon 3,8 Tage überstanden. Mit welcher Wahrscheinlichkeit zerfällt er in den nächsten 3,8 Tagen?

• ● 50 %
• ○ 100 %
• ○ 25 %

Von 10 g Cobalt-60 ist nach 5,3 Jahren die Hälfte zerfallen. Wie lange dauert es, bis von 40 g Cobalt-60 nur noch 20 g übrig sind?

• ● 5,3 Jahre
• ○ 21,2 Jahre
• ○ 1,3 Jahre

Ein Patient bekommt Iod-131 (Halbwertszeit 8 Tage). Welcher Anteil der Iod-Kerne hat 16 Tage später den Zerfall überstanden, wenn nichts ausgeschieden wird?

• ● Ein Viertel
• ○ Nichts mehr
• ○ Ein Achtel