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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Protonenzahl 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Neutronenzahl.

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1 Protonenzahl Neutronenzahl 9p +, 10n 0 33p +, 42n 0 59p +, 82n 0 71p +, 103n 0 79p +, 118n 0

2 Pechblende: Uranerz (UO 2 ) O

3 Film Metallkassette, lichtundurchlässig Sonnenlicht Uransalz entwickelt Entdeckung der Radioaktivität durch Henry Beqcuerel

4 Film Metallkassette, lichtundurchlässig Uransalz entwickelt Entdeckung der Radioaktivität durch Henry Beqcuerel

5 Erste durch Uranerz geschwärzte Photoplatte: Entdeckung der Radioaktivität durch Henry Beqcuerel

6 Marie ( ) und Pierre ( ) Curie 1 Tonne Pechblende 0.1 Gramm Radium Entdeckung von Radium und Polonium O

7 Nobelpreise von Marie Curie 1903 Nobelpreis für Physik (zusammen mit Pierre Curie und Henri Becquerel) für die gemeinsamen Arbeiten über die von Antoine Henri Becquerel entdeckten Strahlungsphänomene Nobelpreis für Chemie für die Entwicklung der Chemie: durch die Entdeckung der Elemente Radium und Polonium durch die Charakterisierung des Radiums und dessen Isolierung in metallischem Zustand durch die Untersuchungen über die Natur und die chemischen Verbindungen dieses wichtigen Elements. Nobelpreis von Irène Joliot-Curie 1934 Nobelpreis für Chemie (zusammen mit Frédéric Joliot) für die Entdeckung der künstlichen Radioaktivität O

8 Radioaktive Strahlung radioaktiver Stoff -, - und -Strahlen -Strahlen elektrisches Feld Bleiblock O

9 + + Reichweite und Abschirmung der radioaktiven Strahlung Reichweite in Luft Abschirmung durch einige cmBlatt Papier einige MeterTaschenbuch sehr grossBeton und Bleiwände O

10 Meldung vom November 2006 Der frühere KGB-Agent Alexander Litwinenko ist an dem radioaktiven Stoff Polonium 210 gestorben. Russlands Präsident Wladimir Putin wies unterdessen die Vorwürfe, er trage die Verantwortung für Litwinenkos Tod, entschieden zurück. © Litvinenko Familie/EPA Es bleibt unklar, wer schuld an dem Tod von Alexander Litwinenko ist 210 Po: -Zerfall O

11 + -Zerfall O

12 + O

13 - und -Zerfall - und -Zerfall -Zerfall Anzahl Neutronen N Anzahl Protonen Z O

14 + -Zerfall O + O

15 -Zerfall Der Kern sendet 2n o, 2p + aus Halbwertszeit 1600 Jahre Jahre 24'400 Jahre -Zerfall (n o p + + e - ): Halbwertszeit 12.3 Jahre 5730 Jahre 8 Tage

16 Uran-Thorium-Reihe 238 U 234 Th 234 Pa 234 U 230 Th 226 Ra 222 Rn 218 Po 214 Pb 214 Bi 214 Po 210 Pb stabil 206 Pb 210 Bi 210 Po Mutternuklid O

17 Zerfallsreihe Mutternuklid1) Halbwertszeit Endnuklid Thoriumreihe 232 Th Jahre 208 Pb Uran-Radiumreihe 238 U Jahre 206 Pb Uran-Actiniumreihe 235 U Jahre 207 Pb Plutonium- 241 Pu 13 Jahre Neptuniumreihe 237 Np Jahre 209 Bi 1) Mutternuklide entstanden bei der Entstehung der Erde vor ca Jahren

18 Thorium-Reihe Protonenzahl Z Massenzahl A 232 Th 228 Ra 228 Ac 228 Th 224 Ra 220 Rn 216 Po 212 Pb 208 Tl 212 Bi 212 Po 208 Pb Mutternuklid stabil O

19 Ausschnitt aus einer Nuklidkarte O

20 Schilddrüsen- Szintigramm Normale Iod-Aufnahme Verminderte Iod-Aufnahme Kalter Knoten Vermehrte Iod-Aufnahme generelle Schilddrüsenüberfunktion Vermehrte Iod-Aufnahme heisser Knoten O

21 Halbwertszeit T 1/2 = 8 Tage 131 I 131 Xe + 8 Tage16 Tage24 Tage0 Tage O

22 131 I: Halbwertszeit T ½ = 8 Tage Zeit (Tage) O

23 Aufgaben Iod: T ½ = 8 Tage Wieviel Prozent der Nuklide sind nach 80 Tagen noch vorhanden? (Rechnung) Wie alt ist ein Stück Holz, dessen 14 C-Anteil noch 20% beträgt? T ½ = 5730 Jahre Graphische Lösung, Überprüfung des Resultats durch Rechnung.

24 Halbwertszeit von 131 I T 1 / 2 = 8 Tage Zeit (Tage) Anzahl T 1 / 2 O

25 Bildung von 14 C -Zerfall von 14 C Altersbestimmung mit der 14 C-Methode kosmische Höhenstrahlung Zunehmende Zeit nach dem Tod 14 C-Gehalt nimmt ab ( -Zerfall). Atmosphäre Aufnahme von C mit der Nahrung Ausscheidung von C (z.B. als CO 2 ) 14 C-Gehalt wie in Atmosphäre (=100%) Lebewesen 14 C 12 C radioaktiv stabil

26 Wie alt ist ein Stück Holz, dessen 14 C-Anteil noch 20% beträgt? T ½ = 5730 Jahre O

27 Wie alt ist ein Stück Holz, dessen 14 C-Anteil noch 20% beträgt? T ½ = 5730 Jahre etwas älter als Jahre O

28 Aufgabe Iod 131 hat eine Halbwertszeit von 8 Tagen. Wieviel Prozent der Nuklide sind nach 80 Tagen noch vorhanden? O

29 Kernfusion Kernspaltung stabilster Kern Kernbindungsenergie O

30 Energiegewinnung durch Kernspaltung Otto Hahn 1879 – : Spaltung von Uran zusammen mit Assistent Fritz Strassmann 1944: Nobelpreis Lise Meitner 1878 – 1968 Theoretische Erklärung der Kernspaltung Berechnung der dabei freiwerdenden Energie O

31 Kernspaltung O

32 Kettenreaktion O

33 Atombombe Spaltbares Material wird erst nach Überschreiten einer kritischen Masse explosiv. Kritische Masse von reinem Plutonium 239: 4 kg Kritische Masse von reinem Uran 235:15 kg

34 Kernspaltung in AKW Kernspaltung in AKW O

35 Aufrechterhaltung und Kontrolle der Kettenreaktion O

36 O

37 Atomkraftwerk O

38 Abgebrannte Brennelemente O

39 Radioaktiver Abfall O

40 Schneller Brüter Brutreaktion 238 U + n U 239 Np 239 Pu Spaltreaktion: 239 Pu + n 0 Spaltstücke + 3 n 0 + Energie schnell schnell Probleme:Es entsteht mehr Pu als gespalten wird, Missbrauch für Atombombe möglich. Kein Wasser als Kühlmittel Kühlmittel flüssiges Natrium (Knallgasreaktion bei Kontakt mit Wasser) Natrium im Primärkreislauf wird radioaktiv 23 Na + n 0 24 Na schnell


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