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Die Nebelkammer dient dem Nachweis radioaktiver Strahlung. Sie wurde 1912 von dem schottischen Physiker CHARLES THOMAS REES WILSON (1869-1959) entwickelt und wird deshalb auch als wilsonsche Nebelkammer bezeichnet.
Genutzt wird bei der Nebelkammer die ionisierende Wirkung radioaktiver Strahlung. In der Nebelkammer werden die Spuren radioaktiver Strahlung sichtbar.

Ein Nuklid ist ein Atomkern, der eindeutig durch Massenzahl und Kernladungszahl charakterisiert ist. Der Begriff wurde 1950 international eingeführt, um dem unkorrekten Gebrauch des Wortes Isotop entgegenzuwirken. Isotope sind Nuklide gleicher Kernladungszahl.

* 22.04.1904 New York
† 18.02.1967 Princeton
Er war einer der erfolgreichsten theoretischen Physiker der USA im 20. Jahrhundert. Unter seiner wissenschaftlichen Leitung wurde in den Jahren 1942 bis 1945 die amerikanische Atombombe entwickelt. Damit gilt er als "Vater der amerikanischen Atombombe".

Atomkerne lassen sich durch die Anzahl der Kernbausteine (Nukleonen) Proton und Neutron charakterisieren. Die Protonenzahl ist identisch mit der Ordnungszahl im Periodensystem der Elemente. Die Massenzahl ergibt sich aus Protonenzahl und Neutronenzahl. Zur übersichtlichen Kennzeichnung eines Atomkerns verwendet man die Symbolschreibweise.

Radioaktiver Abfall, auch als radioaktiver Müll oder Atommüll bezeichnet, ist dasjenige Material, das beim Betrieb von Kernkraftwerken sowie bei technischen Anwendungen von Radionukliden anfällt und das wegen der von ihm ausgehenden radioaktiven Strahlung über lange Zeiträume hinweg sicher gelagert werden muss.
Für die notwendige Endlagerung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten.

Radioaktivität ist die Erscheinung bei einer Reihe von Nukliden, sich von selbst, ohne äußere Einwirkung, umzuwandeln und dabei eine charakteristische Strahlung abzugeben. Unterschieden wird zwischen der natürlichen Radioaktivität und der künstlichen Radioaktivität.

* 30. 8. 1871 Nelson/Neuseeland
† 9. 10. 1937 Cambridge
Er war ein britischer Physiker, Professor in Montreal, Manchester und Cambridge. Er schuf die heute noch gültige Theorie des radioaktiven Zerfalls und entwickelte ein Atommodell, das wir heute als rutherfordsches Atommodell bezeichnen. 1919 realisierte er die erste künstliche Kernumwandlung.

* 06.05.1896 Stockholm
† 03.12.1966 Stockholm

Er war ein schwedischer Strahlenphysiker, der sich große Verdienste um die Einführung und Weiterentwicklung des Strahlenschutzes gemacht hat. Ihm zu Ehren trägt die Einheit für die physikalische Größe Äquivalentdosis die Bezeichnung Sievert (Kurzzeichen: Sv).

Radioaktive Nuklide wandeln sich völlig spontan unter Aussendung radioaktiver Strahlung in neue Kerne um.
Diese Form der Kernumwandlung wird als Spontanzerfall bezeichnet. Die entstehenden Folgekerne sind häufig wieder radioaktiv, sodass in der Natur ganze Zerfallsreihen existieren. Der Zerfall geht solange weiter, bis ein stabiles Nuklid entsteht.

Aufgrund der natürlichen Radioaktivität sowie der künstlichen Radioaktivität sind wir alle ständig einer gewissen Strahlenbelastung ausgesetzt. Diese Strahlenbelastung ist nicht überall gleich groß, sie hängt von dem konkreten Umfeld ab. Die durchschnittliche Gesamtbelastung beträgt in Deutschland etwa 4 mSv/Jahr. Diese „normale“ Strahlenbelastung hat keine gesundheitlichen Folgen. Trotzdem sollte stets der Grundsatz gelten:

Die radioaktive Strahlung, der man sich aussetzt, sollte so gering wie möglich sein.

* 22. 2. 1902 Boppard
† 22. 4. 1980 Mainz
Er war ein deutscher Physikochemiker, der gemeinsam mit OTTO HAHN (1879-1968), dessen Mitarbeiter er seit 1929 war, die Kernspaltung entdeckte. Darüber hinaus erbrachte er wichtige Arbeiten auf dem Gebiet der Kernchemie und der geologischen Altersbestimmung mit radiologischen Methoden.

* 14. 02. 1869 Glencorse   
† 15. 11. 1959 Carlops bei Edinburgh

Er war ein schottischer Meteorologe und Physiker, der vor allem durch eine Erfindung weltberühmt wurde: 1911 konstruierte er die nach ihm benannte Nebelkammer zum Nachweis von radioaktiver Strahlung und anderen geladenen Elementarteilchen. 1927 erhielt er dafür den Nobelpreis für Physik. Jahrzehntelang war die wilsonsche Nebelkammer nicht nur für den Nachweis, sondern auch für die Erforschung der Eigenschaften von radioaktiver Strahlung von großer Bedeutung. Heute hat sie nur noch geschichtlichen Wert.

Die Atom- und Kernphysik beschäftigt sich mit dem Aufbau von Atomen, mit Kernumwandlungen und der dabei auftretenden Strahlung. Da diese Strahlung biologische Wirkungen hat, muss stets der Strahlenschutz beachtet werden. Das gilt nicht nur bei Kernkraftwerken, sondern auch bei der Anwendung von Radionukliden in Medizin und Technik. Der Test enthält Aufgaben zu grundlegenden Kenntnisse aus dem Bereich der Atom- und Kernphysik sowie zu technischen Anwendungen.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Atom- und Kernphysik".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Brennstoffzellen sind technische Anordnungen, mit deren Hilfe aus Wasserstoff und Sauerstoff elektrischer Strom erzeugt werden kann, ohne dass Umweltbelastungen auftreten. Das Prinzip wurde bereits 1839 entdeckt. Intensive Forschungen zur technischen Nutzung begannen aber erst ab etwa 1960. Gegenwärtig ist die Entwicklung leistungsfähiger Brennstoffzellen ein Schwerpunkt der technischen Forschung.

* 2. 2. 1822 Köslin
† 24. 8. 1888 Bonn
Er war ein deutscher Physiker, der als Professor in Zürich, Würzburg und Bonn tätig war. CLAUSIUS leistete wesentliche Beiträge zur Entwicklung der Thermodynamik. Insbesondere formulierte er als Erster den 2. Hauptsatz der Wärmelehre.

Energie ist die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen.
 

Die Energie ist eine Zustandsgröße und in abgeschlossenen Systemen eine Erhaltungsgröße.

Jede chemische Reaktion ist mit energetischen Prozessen verbunden. Für die Auslösung chemischer Reaktionen ist meist eine Aktivierungsenergie erforderlich. Bei chemischen Reaktionen selbst erfolgen mit den Stoffumwandlungen häufig auch Energieumwandlungen. Dabei wird zwischen exothermen und endothermen Reaktionen unterschieden.

Die Erde einschließlich ihrer Atmosphäre nimmt Energie auf, die von der Sonne abgestrahlt wird. Gleichzeitig gibt die Erde an den umgebenden Weltraum Energie ab. Insgesamt ist die Energiebilanz der Erde ausgeglichen: Die von der Erde aufgenommene und die von ihr abgegebene Energie ist gleich groß.

Die Sonne ist die natürliche und wichtigste Energiequelle der Erde. Fast alle Energie auf der Erde ist letztendlich umgewandelte Sonnenenergie. In Erdentfernung trifft in jeder Sekunde eine Energie von 1,36 kJ senkrecht auf einen Quadratmeter.

Bei allen Energieumwandlungen und -übertragungen treten Energieverluste auf. Der Anteil der nutzbaren Energie verringert sich. Allgemein gilt das Gesetz über die Energieentwertung:

Bei allen Vorgängen in Natur und Technik entsteht thermische Energie. Diese kann der Umgebung von allein weder entzogen noch nutzbar gemacht werden.
Die ursprünglich vorhandene Energie wird beim Betrieb von Maschinen, Geräten und Anlagen entwertet.

In einem abgeschlossenen System ist die Summe aller Energien konstant. Die Gesamtenergie bleibt erhalten. Es gilt:

$\begin{array}{l}E=E_1+E_2+\mathrm{...}\text{ + }{E}_n\\ \text{oder}\\ \Delta E=0\\ E\text{ Gesamtenergie}\\ E_1,E_2,\mathrm{...}\text{ Energien in den verschiedenen }\\ \text{ Energieformen}\end{array}$