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Rike



Anmeldungsdatum: 22.02.2005
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Beitrag Rike Verfasst am: 10. März 2005 14:31    Titel: Aufgaben Kernreaktion Antworten mit Zitat

Kann mir ma bitte schnell jmd helfen ???

Aufgaben:
Das Bromisotop Br-75 ist ein Beta+ - Strahler.
a) berechnen Sie die bei diesem Zerfall frei werdende Energie! (Ergebnis: 1,63 MeV)
=> also da hab ich übern Massendefekt gerechnet und denn über E=m*c^2 und komm auf E=-622,22*10^6 eV (wie rechnet man in MeV um?)

b) Was lässt sich über die maximale kinetische Energie eines Positrons aussagen?
=> kein Plan was ich da machn soll -.-

c) Neben der Positronenstrahlung beobachtet man auch eine Gammastrahlung der Energie 1,1 MeV. Zeichnen Sie das Energieniveauschema vom Mutteratom (Br-75,35) und Tochteratom mit den Energieniveaus, die für die genannten Vorgänge (siehe a) hier eine Rolle spielen.
=> wie zeichnet man bitte n Energieniveauschema?

Danke ^^

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Beitrag Aqua Verfasst am: 10. März 2005 18:07    Titel: Antworten mit Zitat

zu a) Vergleichendes Beispiel:
1.000 Meter sind 1 Kilometer.
1.000 Kilometer sind 1 Megameter.
Demnach sind 1.000.000 Meter auch 1 Megameter.

Sehe auch im Tafelwerk unter der Rubrik: Vorsätze bei Einheiten.

zu b) Kein Teilchen kann schneller als Lichtgeschwindigkeit fliegen. Masse ist auch bekannt (Tipp: Im Tafelwerk unter Physikalische Konstanten nachschlagen). Nun beides in die Formel für kinetische Energie einsetzen und das Errgebnis interpretieren.

zu c) Hm...Zu lange her, aber das müsstet ihr schonmal im Unterricht gehabt haben, wenn ihr solche Aufgaben kriegt bzw. das müsste in deinen Physikbuch erklärt sein.

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para
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Beitrag para Verfasst am: 10. März 2005 18:20    Titel: Antworten mit Zitat

Aqua hat Folgendes geschrieben:
zu b) Kein Teilchen kann schneller als Lichtgeschwindigkeit fliegen. Masse ist auch bekannt (Tipp: Im Tafelwerk unter Physikalische Konstanten nachschlagen). Nun beides in die Formel für kinetische Energie einsetzen und das Errgebnis interpretieren.

Mit geht aber auch - ich fürchte das hilft hier nicht wirklich weiter.

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Anmeldungsdatum: 10.03.2005
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Beitrag Aqua Verfasst am: 10. März 2005 18:57    Titel: Antworten mit Zitat

para hat Folgendes geschrieben:
Mit geht aber auch - ich fürchte das hilft hier nicht wirklich weiter.


Hm, ja...du willst also die relativistische Dynamik anwenden mit relativistischer Masse und relativistischer kinetischer Energie?!
Wäre natürlich näher an der Realität, aber ist wohl hier nicht zweckmäßig, da keine genaue Geschwindigkeit v angegeben ist.

Ich denke die Aufgabe geht von einer klassischen Vorstellung aus.

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navajo
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Beitrag navajo Verfasst am: 10. März 2005 19:30    Titel: Antworten mit Zitat

Ich schätze, bei b) soll man nur sagen, dass die kinetische Energie des Positrons nicht größer sein kann, als die frei werdende Energie. Nach der Geschwindigkeit wird ja garnicht gefragt.
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Beitrag Rike Verfasst am: 10. März 2005 19:36    Titel: Antworten mit Zitat

Aqua hat Folgendes geschrieben:
zu c) Hm...Zu lange her, aber das müsstet ihr schonmal im Unterricht gehabt haben, wenn ihr solche Aufgaben kriegt bzw. das müsste in deinen Physikbuch erklärt sein.


ne, k.a. ... ham wir noch nie gemacht. Also weiß jmd wie des geht?

Ja oki, so hab ich mir des gedacht mit der Umrechnung, aber denn is mein Ergebnis trotzdem falsch.

Kann vllt mal jmd nachrechnen? traurig

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Beitrag Aqua Verfasst am: 10. März 2005 19:39    Titel: Antworten mit Zitat

navajo hat Folgendes geschrieben:
Ich schätze, bei b) soll man nur sagen, dass die kinetische Energie des Positrons nicht größer sein kann, als die frei werdende Energie. Nach der Geschwindigkeit wird ja garnicht gefragt.


Beschreibt aber nicht der von Rike errechnete Wert den gesamten Masseverlust, sowohl durch Betastrahlung (beide Arten?) als auch durch Gammastrahlung?
Zu sagen das ein Positron nicht energiereicher sein kann als die maximale verlorende Gesamtenergie wäre mir zu ungenau, obwohl die Aussage sicherlich richtig ist.

Hm, ich merk gerade, Kernphysik haben wir im LK nicht wirklich ausführlich behandelt. *ins Physikbuch schau* unglücklich

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Beitrag Rike Verfasst am: 10. März 2005 19:46    Titel: Antworten mit Zitat

kann euch ja ma sagn was ich gerechnet hab, vllt is da ja au was falsch ...

also:
Nuklidmasse= Atommasse - Z*Elektronenmasse = 74,906232u
Massendefekt= Nuklidmass - [(Z*Protonenmasse)+(N*Neutronenmasse)]

Massendefekt= 74,906232u - [(35*1,673*10^-27kg)+(40*1,675*10^-27kg)]

denn bei E=m*c^2 eingesetzt und denn kommt halt was falsches raus *grml*

habs grad nochma durchgerechnet ... also ich komm schonma jedesmal wenn ichs rechne auf nen anderes ergebnis. Naja, jedenfalls nie aufs richtige Hilfe
Is glaub ich schon n bissel zu spät für Physik heut ...

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Beitrag Aqua Verfasst am: 10. März 2005 20:46    Titel: Antworten mit Zitat

So, jetzt rollen wir das mal von hinten auf, dass interessiert mich auch:

Br-75 hat 75 Nukleonen, als 35 Protonen und 40 Neutronen, richtig?

Wir erinneren uns:
Zitat:
Für den Massendefekt ∆m eines Atomkerns gilt:
∆m = m – (Z · mp + N · mn) < 0

m - Masse des Atomkerns
mp - Masse eines Protons
Z - Anzahl der Protonen
mn - Masse eines Neutrons
N - Anzahl der Neutronen


Auf der Suche nach m:
79,904*u beträgt das Atomgewicht, macht also 1,326 837 882 * 10^-25 kg wenn u=1,660 540 * 10^-27 kg.

Um den "nackten" Kern zu erhalten müssen wir vom errechneten Atomgewicht die Masse der 35 Elektronen abziehen.

35 * 9,109 389 * 10^-31 = 3,188 286 395 * 10^-29 kg

Jetzt subtrahieren wir das Atomgewicht in kg mit der Masse von 35 Elektronen:
1,326 837 882 * 10^-25 kg — 3,188 286 395 * 10^-29 kg = 1,326 519 053 * 10^-25 kg

Damit hätten wir m.

Nun zu den Nukleonen:
mNuk= 35 · 1,672 623 1 * 10^-27 kg + 40 · 1,674 928 6 * 10^-27 kg = 1,255 389 525 * 10^-25 kg

Jetzt ∆m = m - mNuk = 7,112 952 796 * 10^-27 kg

Und ab damit in olle Einsteinformel:
E = m * c²
E = 7,112 952 796 * 10^-27 kg * (2,997 924 58 * 10^8 m/s)²
E = 6,392 803 162 * 10^-10 kg*m²/s² oder eben Joule

Macht in eV (jetzt wirds unsicher, das Ergebnis in Joule muss mit 1,602 * 10^-19 dividiert werden???):

E = 3,990 513 834 * 10^9 eV

Kann das wer bestätigen?


Das Problem am Massendefekt sind die ewig langen Fusselzahlen, Potenzen und Umrechnungen der Einheiten (u in kg, J in eV).
Meine Klausur zu dem Thema war nicht gerade der Höhepunkt meiner schulischen Laufbahn.
Big Laugh

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Beitrag Rike Verfasst am: 10. März 2005 21:12    Titel: Antworten mit Zitat

hm, so hab ich des eigentlich au alles gemacht ... naja, ich verrechne mich bei sowas schnell ma ...

jedenfalls kommst du ja anscheinend au nich auf des richtige ergebnis ... unglücklich

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Beitrag Aqua Verfasst am: 10. März 2005 21:33    Titel: Antworten mit Zitat

Rike hat Folgendes geschrieben:

jedenfalls kommst du ja anscheinend au nich auf des richtige ergebnis ... unglücklich


Ach, das hast du schon? grübelnd

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Bruce



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Beitrag Bruce Verfasst am: 10. März 2005 22:39    Titel: Antworten mit Zitat

Meine kleine Rechnung dazu:

Kernreaktion
75Br -> 75Se + e+ + e- ?eV

Massen
75Br = 74.92578u
75Se = 74.92252u
e+ = 0.00055u
e- = 0.00055u

Massendifferenz
Masse(75Br)-Masse(75Se)-2*Masse(e-) = (74.92578-74.92252-2*0.00055)u = 0.00216u

Ein u entspricht 931.4Mev, d.h es werden 0.00216*931.4Mev = 2.01MeV Energie frei.

Die Kernreaktion lautet also:
75Br -> 75Se + e+ + e- + 2.01MeV

Diese Energie wird dann wohl als kinetische Energie an das Positron sowie
an das abgestrahlte Gammaquant abgegeben. Das Elektron stammt nicht
etwa aus einem beta- Zerfall, sondern aus der Elektronenhülle des Br.

Bemerkung: Ich konnte auf keiner Seite im WWW nachvollziehen, daß
75Br ein Beta+ Strahler ist. Das trifft wohl eher für 76Br zu.

Gruß von Bruce
Rike



Anmeldungsdatum: 22.02.2005
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Beitrag Rike Verfasst am: 11. März 2005 05:47    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, steht doch da. Es muss 1,63MeV rauskommen.

Hm, also dass es nen Beta+ - Strahler is steht hier so in der Aufgabe.

Naja, bin ich ja schonma froh, dass ihr des au net könnt ;P

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Anmeldungsdatum: 20.07.2004
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Beitrag Bruce Verfasst am: 11. März 2005 09:46    Titel: Antworten mit Zitat

Mir ist noch eine Kleinigkeit eingefallen.
Die 1.1MeV Gamma-Strahlung, die da neben den Positronen entstehen
soll, könnte von der gegenseitigen Vernichtung eines e+ und eines e-
herrühren.

Gruß von Bruce
Rike



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Beiträge: 269
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Beitrag Rike Verfasst am: 07. Apr 2005 19:19    Titel: Antworten mit Zitat

*lach* Wieso konnt ichn die Aufgabe nich? grübelnd

Also rechnen wa des ma nochma durch *sfg* ...



Denn wieder über die Nuklidmassen ausrechnen ...





also


also Big Laugh

so long ... Wink

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