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Elementumwandlung und Radioaktivität

 

Henri Becquerel 1969 à Fluristenz und Röntgenstrahlung untersucht à Zufall à Photoplatte und Uranium à Abdruck à im Dunklen.

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Curie haben Radium und Polonium entdeckt.

radius à Strahl

 

Ñ - Zerfall: 42He2+ à neues Element 2.Stellen nach links, Ordnungszahl um 2< Massenzahl >4

 

Ò - Zerfall : e- e im Kern à Neutron P+ bleibt im Kern e- à Strahlung à Ordungszahl 1 nach rechts, Massenzahl bleibt gleich, neues Element 1 Stelle nach rechts.

 

Ó - Zerfall: Begleitstrahlung, hochfrequent elektromagnetisache Strahlung

 

 

3. Zerfallsreihen in der Natur: Actenium à Ur – Pb

Uran à Ur – Pb

 

Torium à Ur – Pb

 

 

Halbwertszeit 4,45 * 109 Jahre bis 1,6 * 10-4 Sekunden E = f * h h = Konstante Plontsche Energieformel

 

 

Künstliche Elementumwandlung:

 

Kernspaltung ; fision

 

1938 O. Hahn und F. Strassmann à Einzelspaltungen U + n è U x + y + ( 2-3) n

x+y sind in etwa die Hälfte

 

x = Kr y = Ba 2 n

x = Sr y = Xe 3 n

 

E à frei = 65 Mill. kj/kgU ( künstlich )

 

Kernvershmelzung ; fusion ( natürlich und künstlich )

 

4 H+ à He2+ + 2 e+ + Neutrinos

 

E à frei = 650 Milliarden kj/kgH

 

Kernspaltungsreaktor : *) Forschungsreaktor

*) Kernkraftwerksreaktor

 

 

F.R. à Radioaktive isotope ( Medizin, Elektronik... )

à Neutronenquelle

 

Unat. = Gemenge von U 99,3% + U 0,7% à Anreichern durch Difasion UF6 à gasförmig

Trennwand à U durchwandert die Trennwand schneller, x mal machen damit es funktioniert

 

R. 20% U

 

U + n = U à geregelt = Anzahl der Neutronen

 

 

 

 

 

Reaktor:

Kernreaktor

 

 

Atomreaktor, techn. Anlage, in der Kernspaltungen in einer kontrollierten Kettenreaktion ablaufen. Als spaltbares Material dient z.B. das Uran-Isotop 235. Bei jeder Spaltung entstehen 2 oder 3 freie Neutronen, die wiederum zur Spaltung weiterer Kerne führen können. Diese ðKettenreaktion wird so gesteuert, daß gleichmäßig pro s eine bestimmte Anzahl von Kernen gespalten wird. ðModeratoren (Bremssubstanzen) bremsen die hohe Anfangsgeschwindigkeit der Neutronen ab. Bei jedem Spaltungsvorgang wird Energie (ðKernenergie) frei, die in Form von Wärme anfällt. Diese wird mit Hilfe eines Kühlmittelkreislaufs abgeführt u. in einem Dampf- oder Gasturbinenprozeß in mechan. Energie u. schließl. im Generator in elektr. Energie umgewandelt. – Der erste K. wurde 1942 in den USA in Betrieb genommen. Heute gibt es zahllose K. versch. Typen u. Größen. Die überwiegende Anwendung finden K. in Kraftwerken zur Erzeugung elektr. Stroms u. in Schiffen als Antrieb.

 

Um die Bevölkerung sowie die pflanzl. u. tier. Umgebung vor den radioaktiven Spaltprodukten u. den von ihnen ausgehenden Strahlen zu schützen, müsssen Sicherheitsvorkehrungen für alle möglichen Störfälle getroffen werden (Reaktorsicherheit). Für innere Störfälle müssen ein Reaktorschutzsystem, ein Notstrom- u. Notkühlsystem vorhanden sein; bauliche Sicherheitsbarrieren müssen für äußere Störfälle wie Erdbeben, Flugzeugabsturz, Explosion oder Sabotage vorgesehen werden. Zur ständigen Information über Reaktorsicherheit in der BR Dtld. dienen u. a. der Reaktorbericht an den Bundesumweltmin., der Erfahrungsaustausch der Kraftwerkbetreiber (ABE-Ausschuß) u. ein Kernreaktor-Fernüberwachungs-System (KFÜ), das automat. Meßergebnisse über Radioaktivität in der Umgebung liefert. – Die Reaktorsicherheit wird bes. seit dem Kernreaktorunfall von ðTschernobyl 1986 u. den bekannt gewordenen Störfällen in US-amerik., brit. u. dt. Kraftwerken in der Öffentlichkeit heftig diskutiert.

 

aus: Bertelsmann Universallexikon 1995

 

 

Moderator (Kernphysik)

 

 

Bremssubstanz, ein Stoff, der schnelle Neutronen abbremst, in Kernreaktoren z.B. Wasserstoff, Deuterium, Beryllium.

 

aus: Bertelsmann Universallexikon 1995

 

Regelstäbe = n absorbieren, ein Stoff der n aufnimmt aber darf nicht radioaktiv werden B; cd ; Hf

 

Nutzung: Isotopenproduktion

Tc à Technezium ( kurzlebig ) ; Co – 60; Ir à Technik für Schweißnähte

 

Fusionsreaktor H + H à He + Energie + n

D T

 

H = H : 99,985% H = D: 0,015% H = T : ~ 1kg

 

Li + n à T ( H ) + He

à 2T ( H ) + H

 

Tricium sehr giftig!!!!!

 

 

Strahlenbelastung

 

 

Einwirkung von ionisierenden Strahlen, d. h. von Radioaktivität, auf den menschl. Organismus. Die Menge der in einem Gramm Körpermasse aufgenommenen Strahlenenergie nennt man Strahlendosis (1 rad bzw. rem = 10–2 J/kg). Eine radioaktive S. des ganzen Körpers von etwa 5 J/kg wirkt ohne Behandlung tödlich; bei einer Belastung zw. 5 u. 30 J/kg tritt der Tod ohne Behandlung nach etwa zwei Wochen ein, u. zwar durch Blutungen, Infektionen (Zerstörung der Abwehrzellen), Wasser- u. Elektrolytverlust (Erbrechen u. Durchfälle), Schädigung der Darmwand u. des blutbildenden Knochenmarks.

 

Die natürl. S., der die Menschen seit Urzeiten ausgesetzt sind, beträgt pro Jahr etwa 1–4 mJ/kg, in manchen Gegenden mit Urgestein u. im Hochgebirge liegt sie erheblich höher. Energiereiche (ionisierende) Strahlen haben 2 entscheidende Wirkungen: die somatische (körperl.) u. die genetische Wirkung. Wesentliche somat. Wirkung ist die Erhöhung des Krebsrisikos für das bestrahlte Organ. Strahlenenergie stößt in tiefste Bereiche des Organismus vor u. verändert dort winzigste Einheiten u. Regelelemente. Sie kann elektr. neutrale Moleküle in ðIonen verwandeln, die Zellfunktion u. Stoffwechsel durcheinanderbringen können. Treffen die Strahlen den Informationsspeicher der Zelle, d. h. die Desoxyribonucleinsäure (DNS), kann unkontrolliertes Wachstum, also Krebs, entstehen. Wird die DNS der Chromosomen in den Keimdrüsen getroffen, kann eine Informationsveränderung zu Mißbildungen führen. Sehr hohe Dosen bewirken dagegen eine Teilungsunfähigkeit bzw. den Tod von Zellen. Diese Wirkung wird in der Strahlenbehandlung eingesetzt.

 

aus: Bertelsmann Universallexikon 1995

 

 

Aktivität: a = Anzahl der Zerfälle pro Sekunde

 

Einheit – Bq ( alt = Ci )

Äquivalentdosis à biologische Wirksamkeit bezogen auf Menschen Einheit: Stewert

Energiedosis à Einh. Gy 1 Gy – 1 Joule/kg à Gray

Ñ Ò = faktor 1 à Qualitätsfaktor n + p = 10 Ñ = 20

 

Strahlenmeßgeräte: Geigermüllerzähler: mit Argon gefüllt , e- Stromfluß à Akkustik

Wilsonsche Nebelkammer : Wasserdamof, Strahlung, Kondensationskeimer à Nebelspur -> Dicke = Stärke

Szintilationsmeßgerät: mit Na Jodidkristall , Kochsalz e- Wanderung

Dosimeter

 

Strahlenwirkung:

 

natürliche und Zivilisatorische Strahlung

terrestisch und kosmisch ~ 3,5 mSV pro Jahr von beiden

Wärme à ph Veränderungen

radikal Bildung à ch. Veränderung, Molikühle werden im Körper aufgespalten à neue Stoffe à giftig für uns à ionisation

Geschlechtsorgane, Blutbildung; schnelle sind schnell kaputt