AC-HÜ vom 6

AC-HÜ vom 6.5.13
1. Woraus besteht die Alpha-Strahlung? Wie lautet der 1. RAVerschiebungssatz und geben Sie ein Beispiel an?
a. Aus 2-fach positiven He-Kernen
b. Werden α-Teilchen frei, wird die Massenzahl um 4, und die Ordnungszahl um 2
verringert.
c.
2. Wie lautet die Einheit der Strahlungsaktivität? Und wie ist sie definiert?
Wie hieß sie früher?
a. Becquerel [Bq]
b. Zerfall pro Sekunde
c. Curie [Ci]
3. Was passiert wenn ein Teilchen einen Kern trifft bei a: <10MeV; b:
>10MeV
a. Teilchen bleibt im Kern
b. Bewirkt den Zerfall, entweder Kernzersplitterung(108 eV) oder eine Kettenreaktion
bei Anwesenheit von Neutronen.
4. Was ist T4? Zeichnen Sie eine ungefähre Strukturformel
a. Ein Hormon das von der Schilddrüse gebildet wird und ins Blut abgegeben wird,
Struktur:
I
I
R
R
I
I
5. Was ist Pechblende? Warum heißt es so? Wie nennt man den reinen
Stoff(Spitzname)? Wie viel Reinstoff kann man aus 1 Tonne Pechblende
ungefähr gewinnen?
a. Uranit
, ein schwarzer Stoff
b. Yellow Cake
c. 2t Pechblende ~ 1kg Yellow Cake
1.) Frage: Welche Strahlenarten gibt es? 3 Verschiedene und erklären Sie sie kurz!
Antwort:
Alpha-Strahlung: 2-fach positiv geladene He-Kerne, besitzt 6% der Lichtgeschwindigkeit und
reichen ca. 30 mm weit.
Beta-Strahlung: Negativ geladen, maximale Geschwindigkeit = Lichtgeschwindigkeit und
reichen zwischen 1,5m-8,5m weit.
Gamma-Strahlung: Elektromagnetische Strahlen, ca. Lichtgeschwindigkeit und reichen 0,1
nm weit.
2.) Frage: Nenne 2 Einheiten der Radioaktivität und erklären Sie sie kurz!
Antwort:
Strahlungsaktivität: Bq=Bequerel: 1 Bq=1 Zerfall pro Sekunde
Energiedosis: Gy=Grey: 1 Gy=1J/kg Materie
3.) Frage: Wofür verwendet man Isotopen? Nennen Sie 2 Beispiele!
Antwort:
Zur Altersbestimmung von Mineralien oder Knochen.
Zum Markieren innerer Organe durch Einnehmen von radioaktiven Substanzen in der
Medizin.
4.) Frage: Geben Sie die vollständige Elektronen Konfiguration von 104 Rf und 89 Ac an! In
welchem Block befinden sich die Elemente?
Antwort:
104 Rf: 1s^2 = d-Block
2s^2 2p^6
3s^2 3p^6 3d^10
4s^2 4p^6 4d^10 4f^14
5s^2 5p^6 5d^10 5f^14
6s^2 6p^6 6d^2
7s^2
89 Ac: 1s^2 = d-Block
2s^2 2p^6
3s^2 3p^6 3d^10
4s^2 4p^6 4d^10 4f^14
5s^2 5p^6 5d^10
6s^2 6p^6 6d^1
7s^2
5.) Frage: Geben Sie das jeweilige Elementssymbol oder den Namen an!
Ta; Rh; La; Tm; Ra; Sb; Sc; Rn; Tc; Lu;
Hafnium, Cer, Seaborgium, Vanadium, Barium, Holmium, Californium, Mendelevium, Gold,
Zink
Antwort:
Tantal, Rhodium, Lanthan, Thulium, Radium, Antimon, Scandium, Radon, Technetium,
Lutetium
Hf; Ce; Sg; V; Ba; Ho; Cf; Md; Au, Zn
Mit freundlichen Grüßen
Strehly Dominic
Fragen für Ac Test:
1) Zeichne im Periodensystem ein, welche Elemente Radioaktiv sind!
A:
Alle die Rot, Grün, Gelb ,Orange oder Violett sind
1) Was ist eine Nuclidenkarte?
A: Das ist eine Darstellung der Nuklide und wie diese Zerfallen. Diese Darstellung ist wichtig um die
Endprodukte zu erfahren sowie die Zerfallsenergie und ob sie α, β, oder Gamma Strahler sind.
2) Wie wird ein Nuklid angeschrieben?
A: links oben die Masse, links unten die Ordnungszahl z.B.:
110
47 Ag
3) Wie kann man über Radioaktivität das Alter von Gegenständen Bestimmen?
A: Mit Hilfe der C 14 Methode, diese Methode ist den Zerfall von 14C nach den Tod.
4) Wieso gibt man immer die Halbwertszeit an?
A: Da die Anzahl der Radioaktiven Stoffe nie auf 0 Zurückgeht?
5) Kann Radioaktivität auch natürlich Auftreten?
A: Ja, es gibt auch natürliche Strahlung wie z.B.: Kosmische Strahlung
1) Erklären Sie die α-Strahlung und ihre Eigenschaften.
Der Mutterkern zerfällt unter Aussendung eines He-Kerns (42He2+). Es bildet sich ein neues Element
(=Tochterkern), dessen OZ um zwei Einheiten, dessen Massenzahl um vier Einheiten verringert
werden.
Eigenschaften: -
relativ schwer
-
langsam (ca. 6% der Lichtgeschwindigkeit)
geringe Reichweite
stark ionisierend
schnell unschädlich zu machen (mit Blattpapier)
2) Erklären Sie die β-Strahlung und ihre Eigenschaften.
Die β-Strahlung ist eine e- Strahlung aus dem Kern. Dabei zerfällt ein n des Mutterkerns in ein p ein
AN und ein e-, das p bleibt im Kern und das AN und das e- werden als Strahlung ausgesandt. Der
Tochterkern hat eine um eine Einheit größere OZ (die Masse bleibt gleich).
Eigenschaften: -
relativ leicht
-
Geschwindigkeit variabel (max. Lichtgeschwindigkeit)
Reichweite 1,5 – 8,5 m
schwach ionisierend
schnell unschädlich zu machen (mit Alufolie)
3) Was passiert beim β-Zerfall von 23493Np, und beim α-Zerfall 23290Th?
232
90Th
→ 22888Ra + 42He2+ (α)
239
93Np
→ 23994Pu + AN + e- (β)
4) Erklären Sie den Begriff Halbwertszeit.
Wie hoch ist die Halbwertszeit von238U?
Die Halbwertszeit ist jene Zeitspanne, die vergeht, damit eine bestimmte Menge eines radioaktiven
Stoffes bis auf die Hälfte zerfällt.
Die Halbwertszeit von 238U beträgt 4,5 Mrd. Jahre.
5) Wie hoch ist die tödliche Strahlendosis und welches Risiko steigt bei zu hoher Strahlung?
tödliche Strahlendosis = 7000 mSv
Das Risiko Krebs zu bekommen steigt.
2)a) Namen von Rb (Rubidium), Rh(Rhodium), Re(Rhenium), Rg(Roentgenium), Rn(Radon),
Ru(Ruthenium), Rf(Rutherfordium), Ra(Radium), No(Nobelium), Cm(Curium),
Pa(Protactinium), Pr(Praseodym).  Die Frage ist hier das Element und in Klammer steht die
Antwort.
4)UNKLARE FRAGESTELLUNG
1n
227Ra
+
zu
1,0087u
227,02918u
Wie viel Energie wurde freigesetzt?
ΔE=m *c2
c=3*108m/s
204Tl
+
204,382u
1u = 1,66054*10-27
931,5MeV = 1u
m=1,0087u+227,02918u-204,382u-22,98977u=0,66611u
ΔE=0,66611u*(3*108)2
ΔE=5,995u*1016
ΔE=9,95*10-11  *931,5 ΔE=9,8*10-8
b)Wie viel Karat hat ein Diamant mit 5g?
1kt……0,2g
xkt……5,0g
x=25kt
23Na
22,98977u
1. Wie wird das Alter von organischem Material bestimmt?
Antwort: Über den Zerfall von C-14 nach dem Absterben des Organismus.
2. Wie wird eine künstliche Kernumwandlung hervorgerufen?
Antwort: Durch den Beschuss mit beschleunigten Protonen, Neutronen, Elektronen,
He-Kernen oder H-2 Ionen.
3. Welche Reaktion findet in einer Wasserstoffbombe statt? Wie wird sie gezündet und
warum wird sie so gezündet?
Antwort: Li-6 + D (H-2) → 2 He-4 +22,4 MeV
Mit einer Atombombe, weil die Reaktion sehr viel Energie benötigt bevor sie
überhaupt startet.
4. Zeichen sie die Elektronenkonfiguration von Tb (Ordnungszahl: 65) auf. Wie heißt das
Element, zu welchem Block gehört es und welche Oxidationszahl haben die Elemente
dieses Blocks gemeinsam?
Antwort: 1s^2
2s^2 2p^6
3s^2 3p^6 3d^10
4s^2 4p^6 4d^10 4f^8
5s^2 5p^6 5d^1
6s^2
Terbium, f-Block , +3
5. Was sind Actinoide? Wo befinden sie sich? (Ordnungszahl)Nennen sie 3 von ihnen.
Antwort: Die 14 auf Actinium folgenden Elemente (Actinium gehört nicht dazu).
Im f-Block Ordnungszahlen: 90-103
Thorium (Th), Plutonium (Pu) , Californium (Cf)
1) Was ist die Einheit der Äquivalentdosis (+ Abkürzung)?
Sievert (Sv)
2) Wie hoch ist die Strahlungsbelastung eines Österreichers jährlich?
Ca. 2,4 mSv
3) Wie werden die f-Block Elemente noch genannt? Und wo befindet sich der f-Block im PSE?
„Seltenerdmetalle“ und
3. Nebengruppe hat teilweise falsche Farbe
4) Wie viel g entsprechen einem Karat DiAmant? Wie wurden früher bei den Diamanten die Karat
bestimmt?
1 ct= 0,2 g
0,2 g entsprechen ziemlich genau dem Gewicht eines Kerns der Johannisbrotbaumschote, welcher
früher als Gewichtsstein eingesetzt wurde.
5) Welche Energie wird beim -Zerfall von 210Po freigesetzt?
M(Po)= 209,8929 u
M(Pb)= 205,975 u
M(4He)= 4,006 u
Po  206Pb + 4He
210
m= M(Po) – M(Pb) + M(He)= 0,0058m
E= m x c2 c= 3x 108 ms-1
E= 5,22 x 1014
Einheiten fehlen
1. Was ist die kritische Masse?
Die kritische Masse ist jene Masse, ab der ein Isotop wegen der lawinenartig anwachsenden Zahl von
Neutronen explodiert.
2. Welche Energie wird beim α-Zerfall von 210Po freigesetzt? (+Zerfallsgleichung)
Δm = 0,0058 u
Einheiten fehlen
Atommassen:
210
Po: 209,9829 u
Pb: 205,9745 u
4
He: 4,0026 u
206
3. Welche Elemente gehören zu den Seltenen Erden?
f-Block(1.Reihe) + 21Sc, 39Y, 57La
4. Elektronenkonfiguration von 64Gd (+ Ionen)
64Gd:
1s2
2s22p6
3s23p63d10
4s24p64d104f7
5s25p65d1
6s2
Gd3+ 1s2
2s22p6
3s23p63d10
4s24p64d104f7
5s25p65d0
6s0
5. Was sind Cermets
Kombination von Hartmetall und Hartkeramik
1.) Geben Sie ein Beispiel und deren (allgemeine) Eigenschaften an für:
a) Stabile Isotope
b) Instabile Isotope
Antwort:
a)
b)
Stabile Isotope: Beispiel: 1H, 2H, 12C
Diese Zerfallen nicht
Instabile Isotope: 3H
Sind radioaktiv, zerfallen in andere Nuklide, geben dabei:
He-Kerne (α),
Elektronen (β),
Energie
ab und können sowohl natürlich als auch künstlich vorkommen.
2.) Wie lautet die Einheit für die Strahlungsaktivität und der Energiedosis?
Antwort:
Strahlungsaktivität: Bq (Becquerel)
Energiedosis: Gy (Glay)
3.) Wie viel Energie wird beim α-Zerfall (210Po) freigesetzt?
Angabe:
M(210Po)=209,98 u
M(Pb)=205,97 u
M(He)=4,0127 u
Antwort:
210
84Po
 20682Pb + 42He
Δm= Po = (Pb + He)
Δm= 209.98u - 205,97u - 4,0127u
ΔE = Δm * c2
Δm= 0,0058u
1u = 1,660540*10-27 Einheit
0,0058 * 1,660540*10-27 Einheit
ΔE = 9,631132*10-30 * (3*108)2
ΔE = 8,6680188*10-13 MeV = 9,631132*10-30 Einheit ?
4.) Wozu braucht man I ?
Antwort:
Ist wichtig für die Schilddrüse  T3 bzw. T4 hilft bei der Zellsteuerung. Werden ra
Isotope aufgenommen, stören diese wegen ihrer ra Eigenschaften
5.) Nennen Sie Beispiele für:
a) Hartmetalle
b) Metallhartstoffe
c) Hartwerkstoffe
Antwort:
a) gesinterte Metallcarbide mit metallischen Bindern: Co, Cr, Cu
b) Ti, Ta, Carbide, Nitride, Silicide
c) Diamant, SiC, TiC, B4C
1.) Nenne 3 Strahlungsarten und formuliere für 2 davon eine beliebige RG!
α- Strahlung, β-Strahlung, γ-Strahlung
206
α: 210Po
Pb + 4He
84
82
2
β: 14C
14
N + 0e- + AN
-1
2.) Was ist eine Nuklidenkarte und was zeigen die Achsen an?
Eine Anordnung aller Isotope, nach den Zerfallsreihen.
x-Achse: Ordnungszahl, y-Achse: Massezahl
3.) Nenne 3 Anwendungsarten von Isotopen!
Altersbestimmung von biologischem Material mit 14C (Radiocarbondmethode)
Radioaktives Markieren, z.B. in der Medizin mit 131I
Als Strahlungsquellen für Tumorbehandlung
4.) Wie wandelt man künstlich Kerne um?
Schreibe eine RG als Beispiel an!
Durch Beschuss mit Protonen, Neutronen, Elektronen, He-Kernen oder Deuteronen.
14
N + 4He
18
F
17
O + 1H
5.)Was ist die „kritische Masse“?
Die kritische Masse ist die Masse, ab der ein Isotop, wegen der in einem Bruchteil einer Sekunde
extrem ansteigenden Zahl der Neutronen, explodiert (Kettenreaktion). Unter der KM ist der Stoff
harmlos.
1)Wie heißt das Element dessen Isotope alle radioaktiv sind und welches eine niedrigere
Ordnungszahl als 60 besitzt?
Technetium Tc
2)Nenne 3 Arten der Strahlungsmessung und Anzeigen (ob ein erhöhte da ist) gibt es?
Belichtung fotographischer Platten; ZnS (es fluoresziert bei Strahlung); Geiger Müller Zählrohr(Durch
Strahlung ausgeschlagenes Elektron aus Ar wird von 1000 V Draht in Mitte angezogen Ar+ von Wabd
dadurch Ionenkaskade die durch Lautsprecher oder Zählvorrichtung hörbar gemacht wird)
3)Wie wurd ein künstlicher Diamant zum ersten mal hergestellt?
Graphit wurde bei 1400 Grad Cellsius mit 5GPa geschmolzen und mit Me katalysiert.
4. Nenne zwei Anwendungen der Seltenerdenmetalle.
Starke Permanentmagneten; TaNi5 guter H2-Speicher
5. Wo wurde "kürzlich" ein großes Vorkommen an Seltenerden entdeckt?
Australien, Kärnten
Was passiert wenn man CrO^4^-2 ansäuert(Reaktionsgleichung)?
-2CrO^4^-2 + 2H^+ -> Cr^2O^7^-2 + H^2O
Kamaryt: Testfragen & Antworten
1Q: Nenne die primäre Einheit der 1.Radioaktivität, und die der 2.Energiedosis
1A: 1: Bequerel [Bq], Grey [Gy]
2Q: Ist Fliegen (Per Flugzeug) schädlich?, wenn ja UNGEFÄHR wie sehr?
2A: bis zu 1,17mSv pro jahr! Natürliche strahlung hingegen nur 0,82 mSv!
3Q: Welche Elemente besitzen KEINE stabilen Isotope?
3A: Technetium (Tc), und Alle nach Bismut(Bi)
4Q: Was versteht man unter „seltene Erde“
4A: diese ist weder selten noch Erde, der Name kommt von den Elementen
Wasser, Feuer, Wind, Erde.
4A: sehr ähnliche chemische eigenschaften, Lanthanoide, „Vitamine der
Industrie“
5Q: Wo werden die meisten Lanthanoide der Erde „produziert“, oder abgebaut.
5A: In China, mit etwa 99% der Weltproduktion!
MfG Kamaryt Lukas,
Testaufgaben für den 4. AC Test
1. Geben Sie den Namen oder das Symbol des jeweiligen Elements an:
Rb
Ra
Ruthenium
Rh
Radon
Rhenium
Rutherfordium
Blei
Pb
Rb
Rubidium
Ra
Radium
Ru
Ruthenium
Rn
Radon
Rh
Rhodium
Rhenium
Re
Rf
Rutherfordium
Blei
Pb
2. Berechnen Sie die freigesetzte Energie bei einem α-Zerfall von 220Rn bei einer
Massendifferenz von 0,0025 u. (RG)
220
86Rn
-> 21684Po +42He
1 : 931.5 = 0,0025 : x
x=2.329
ΔE=2.329 MeV
3. Elektronenkonfiguration von 76Os +76Os2+:
1s2
2s22p6
3s23p63d10
4s24p64d104f14
5s25p65d6
6s2
1s2
2s22p6
3s23p63d10
4s24p64d104f14
5s25p65d6
6s0
4. Welche Elemente gehören zu den Lanthanoiden:
Cer bis Lutetium
5. Was bedeutet das Wort Ruthenium ?
Russland
Woraus bestehen alpha-Strahlen?
A.: He2+
Wie ändern sich Masse und Ordnungszahl bei der Emission eines Elektrons?
A.: Masse bleibt gleich, Ordnungszahl um 1 größer
Was ist die Einheit der Äquivalentdosis?
A.: Sievert Sv
In welchem Mineral kommt Uran vor?
A.: Pechblende
In welchen Oxidationsstufen kommt Uran vor?
A.: +3, +4, +5, +6
Was passiert wenn man CrO^4^-2 ansäuert(Reaktionsgleichung)?
-2CrO^4^-2 + 2H^+ -> Cr^2O^7^-2 + H^2O
Geben sie jeweils den Namen oder das Symbol an.
Xenon
Barium
Cer
Neodym
Samarium
Gadolinium
Terbium
Dysprosium
Erbium
Thulium
Lösungen:
Xenon
Cäsium
Barium
Lanthan
Cer
Praseodym
Neodym
Promethium
Samarium
Europium
Gadolinium
Terbium
Dysprosium
Holmium
Erbium
Thulium
Ytterbium
Lutetium
Hafnium
Mit welchen zwei Arten lässt sich Chrom herstellen ( Reaktionsgleichung)?
-Reduktion von Cr^2O^3: Cr^2O^3+Al->Al^2O^3+2Cr
-Simplex Verfahren : Cr^2O^3+3C->2Cr+3CO
Wie viel yellow cake kann man aus 4t Pechblende herstellen?
-2tPechblende.................2kg Yellow cake
4tPechblende...................xkg Yellow cake
4*2/2=4kg Yellow cake
Wie misst man die Radioaktivität ?
-z.B. Geiger-Müller-Zählrohr: enthält Ar, Teilchen oder gamma schlägt e aus Ar, in der Mitte der
Rohres befindet sich ein Draht mit 1000V: Draht zieht e an, Wand zieht Ar^+ an, es ensteht eine
Ionenkaskade, wird über Zählvorichtung oder Lautsprecher hörbar gemacht.
Was bedeutet der Begriff HW?
-Die Halbwertszeit ist die Zeit, nach der die Hälfte der Atome in einer Probe zerfallen ist.
1. Frage:
Wie erzeugt man eine künstliche Kernumwandlung?
durch Beschuss mit beschleunigten p, n, e-
2.Frage:
Welch primäre kosmische Strahlung haben Protonen?
86%
3. Frage:
Wie kann man die Radioaktivität messen(3 Bsp.)?
Belichtung, Wilson- Nebelkammer, Geiger-Müller-Zählrohr
4.Frage:
Wie heißen folgende Verbindungen?
UO2,2+ Uranyl
U2O7,2- Di.Uranat
Ti2O3
Titanoxid
5. Frage:
Wie kann an die Strahlung nachweisen/charakterisieren? (1 Bsp.)
durch Ablenkung im elektrischen und magnetischem feld
Ac-Hausübung
Nenne 3 Strahlenarten:
Alphastrahlen: 6% der Lichtgeschwindigkeit ,reichen ca. 30 mm weit und sind
2+ geladene He-Kerne.
Betastrahlen: Sind Negativ geladen, ihre maximale Geschwindigkeit ist
gleich die Lichtgeschwindigkeit und sie ihre reichweite liegt zwischen 1,5m
und 8,5m.
Gammastrahlen: Sind Elektromagnetische Strahlen, ihre geschwindigkeit liegt
ungefähr bei der Lichtgeschwindigkeit und sie reichen ungefähr 0,1nm.
Geben Sie zu dem jeweilige Elementssymbol den Namen an:
Te, Th, Pa, Pr, Rf, Ac, La, Rh, Gd, Dy, Tm, Cf, Fm, Lr, Pu, Bk
Tellur, Thorium, Protactinium, Praseodym, Rutherfordium, Actinium, Lanthan,
Rhodium, Gadolinium, Dysprosium, Thulium, Californium, Fermium, Lawrencium,
Plutonium, Berkelium
Wie hoch ist die jährliche Strahlungsbelastung eines Österreichers?
Ungefähr 2,4 mSv
Erkläre den begriff „kritische Masse“ :
Ist die Masse, ab der ein Isotop wegen der schnell anwachsenden Zahl von
Neutronen explodiert.
Nenne 2 Anwendungsarten von Isotopen:
Für radioaktives markieren und als Strahlungsquellen für Tumorbehandlung.