Physik Klasse 10: Radioaktivität und Kernphysik (Übungstest)
- Radioaktivität und Kernphysik
- 15 Fragen
- 20 Minuten
Du übst den Aufbau des Atomkerns, die drei Strahlungsarten, Zerfallsgleichungen, die Halbwertszeit sowie Kernspaltung, Kernfusion und Strahlenschutz. Tipp: Prüfe bei Zerfallsgleichungen, ob Massenzahl und Ordnungszahl auf beiden Seiten übereinstimmen.
Tippe auf eine Antwort, um sie zu markieren. Du kannst sie ändern oder dieselbe Antwort noch einmal antippen, um die Frage leer zu lassen. Wenn du den Test beendest, siehst du die richtigen Antworten und Erklärungen.Tippe auf eine Antwort; tippst du sie noch einmal an, bleibt die Frage leer.
Dein Ergebnis
- 0 richtig
- 0 falsch
- 0 leer
-
Frage 1
Das Kohlenstoff-Isotop C-14 hat die Ordnungszahl 6 und die Massenzahl 14. Wie viele Neutronen hat sein Kern?
Richtige Antwort: B
Die Massenzahl ist die Summe aus Protonen und Neutronen. 14 − 6 = 8 Neutronen. 6 ist die Zahl der Protonen.
-
Frage 2
Was haben die Isotope eines Elements gemeinsam?
Richtige Antwort: D
Isotope sind Atome desselben Elements, also mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Neutronenzahl. Deshalb unterscheiden sich ihre Massenzahlen, und manche sind stabil, andere radioaktiv.
-
Frage 3
Welche Aussage über Alphastrahlung stimmt?
Richtige Antwort: A
Alphateilchen sind Heliumkerne aus 2 Protonen und 2 Neutronen. Sie ionisieren stark, haben aber eine sehr geringe Reichweite: In Luft nur wenige Zentimeter, ein Blatt Papier hält sie auf.
-
Frage 4
Caesium-137 (Ordnungszahl 55) ist ein Betastrahler (β⁻). Welcher Kern entsteht? (Ordnungszahlen: I 53, Xe 54, Ba 56)
Richtige Antwort: C
Beim β⁻-Zerfall wandelt sich ein Neutron in ein Proton und ein Elektron um. Die Ordnungszahl steigt um 1 auf 56 (Barium), die Massenzahl bleibt 137. I-133 entstünde bei einem Alphazerfall.
-
Frage 5
Uran-238 (Ordnungszahl 92) zerfällt unter Aussendung eines Alphateilchens. Welcher Kern entsteht? (Ordnungszahlen: Th 90, Pa 91, U 92)
Richtige Antwort: B
Ein Alphateilchen nimmt 2 Protonen und 2 Neutronen mit: Die Massenzahl sinkt um 4 auf 234, die Ordnungszahl um 2 auf 90 (Thorium). Pa-238 wäre das Ergebnis eines β⁻-Zerfalls.
-
Frage 6
Was ändert sich am Atomkern, wenn er Gammastrahlung aussendet?
Richtige Antwort: A
Gammastrahlung ist energiereiche elektromagnetische Strahlung. Der Kern gibt dabei nur überschüssige Energie ab, seine Zusammensetzung bleibt gleich. Die anderen Änderungen gehören zum Beta- bzw. Alphazerfall.
-
Frage 7
Iod-131 hat eine Halbwertszeit von etwa 8 Tagen. Eine Probe enthält anfangs 80 mg davon. Wie viel Iod-131 ist nach 24 Tagen noch vorhanden?
Richtige Antwort: D
24 Tage sind 3 Halbwertszeiten: 80 mg → 40 mg → 20 mg → 10 mg. Etwa 26,7 mg entsteht, wenn man 80 durch 3 teilt. Ein radioaktiver Stoff ist nach drei Halbwertszeiten nicht vollständig zerfallen.
-
Frage 8
Die Aktivität einer Probe sinkt in 15 Stunden von 1600 Bq auf 200 Bq. Wie groß ist die Halbwertszeit?
Richtige Antwort: C
1600 → 800 → 400 → 200 Bq sind 3 Halbierungen. 15 h : 3 = 5 h. 7,5 h erhält, wer nur eine Halbierung annimmt und die Zeit halbiert.
-
Frage 9
In einem Stück Holz aus einer Ausgrabung ist nur noch ein Viertel des ursprünglichen C-14-Anteils vorhanden. Die Halbwertszeit von C-14 beträgt etwa 5730 Jahre. Wie alt ist das Holz ungefähr?
Richtige Antwort: B
Ein Viertel bleibt nach 2 Halbwertszeiten übrig (1 → ½ → ¼). 2 · 5730 Jahre = 11 460 Jahre. Etwa 22 920 Jahre entstehen, wenn man mit 4 statt mit 2 Halbwertszeiten rechnet.
-
Frage 10
Was gibt die Einheit Becquerel (Bq) an?
Richtige Antwort: A
1 Bq bedeutet einen Zerfall pro Sekunde, es ist die Einheit der Aktivität. Die Wirkung auf den Menschen wird dagegen in Sievert angegeben, die Halbwertszeit in einer Zeiteinheit.
-
Frage 11
Ein Geiger-Müller-Zählrohr zeigt auch dann einige Impulse pro Minute an, wenn kein Präparat in der Nähe ist. Woher kommen sie?
Richtige Antwort: C
Überall gibt es eine natürliche Strahlenbelastung, zum Beispiel aus Gesteinen, aus der Luft (Radon) und aus dem Weltall. Diese Nullrate zieht man bei Messungen vom Ergebnis ab.
-
Frage 12
Ein Uran-235-Kern nimmt ein Neutron auf und spaltet sich. Warum kann dabei eine Kettenreaktion entstehen?
Richtige Antwort: D
Die freigesetzten Neutronen können weitere Urankerne spalten, die wieder Neutronen freisetzen. Im Kernkraftwerk wird diese Kettenreaktion so gesteuert, dass im Mittel genau ein Neutron eine neue Spaltung auslöst.
-
Frage 13
Welcher Vorgang liefert im Inneren der Sonne die Energie?
Richtige Antwort: B
In der Sonne verschmelzen bei sehr hoher Temperatur und hohem Druck Wasserstoffkerne zu Heliumkernen (Kernfusion). Eine chemische Verbrennung findet dort nicht statt.
-
Frage 14
Ein Alphastrahler ist außerhalb des Körpers wenig gefährlich. Warum ist er besonders gefährlich, wenn man ihn einatmet?
Richtige Antwort: A
Außen schützt die oberste Hautschicht, denn Alphastrahlung hat nur eine kurze Reichweite. Gelangt der Stoff in die Lunge, trifft die stark ionisierende Strahlung lebende Zellen ohne Abschirmung. Die Halbwertszeit hängt nicht von der Umgebung ab.
-
Frage 15
Im Strahlenschutz gilt die Regel: Abstand halten, abschirmen und die Aufenthaltsdauer kurz halten. Welche Maßnahme passt zu „abschirmen“ bei Gammastrahlung?
Richtige Antwort: C
Gammastrahlung durchdringt Papier und dünne Metallfolien. Sie wird nur durch dicke Schichten aus Stoffen mit hoher Dichte wie Blei oder Beton deutlich geschwächt. Abstand halten ist eine eigene Regel, kein Abschirmen.
Leer gelassene Fragen zählen nicht als falsch.
Weitere Tests in Physik
PhysikPhysik Klasse 10: Elektromagnetismus, Induktion und Transformator (Übungstest)Elektromagnetismus, Induktion und Transformator10 Fragen13 Min. PhysikPhysik Klasse 10: Beschleunigte Bewegung und freier Fall (Übungstest)Beschleunigte Bewegung und freier Fall10 Fragen13 Min.