A4 – Materie

4.0

Bei Untersuchungen des Meeresbodens fanden Forscherteams das Eisenisotop Eisen-60 (Fe-60). Fe-60 kommt nicht natürlich auf der Erde vor und muss daher aus dem Weltall, vermutlich von einer Supernova, stammen.

4.1

Fe-60 entsteht durch $Formula: \beta$ $Formula: \beta$ -Zerfall eines Ausgangsnuklids.

Formuliere hierfür die vollständige Kernzerfallsgleichung.

4.2

Mithilfe einer Probe soll die Halbwertszeit von Fe-60 bestimmt werden. Dabei kann die Messung durch äußere Strahlungsquellen verfälscht werden.

Nenne drei Beispiele solcher Strahlungsquellen.

4.3

Bei der Untersuchung der Probe wurde festgestellt, dass die ältesten Fe-60-Atome auf der Erde $Formula: 8,0\;Millionen\;Jahre$ $Formula: 8,0\;Millionen\;Jahre$ alt sind. Von diesen Fe-60-Atomen sind bisher $Formula: 88\;Prozent$ $Formula: 88\;Prozent$ zerfallen.

Berechne die Halbwertszeit von Fe-60.

4.4

Ein weiteres Eisenisotop ist Eisen-70 (Fe-70). Dieses kommt ebenfalls nicht natürlich auf der Erde vor, kann aber künstlich erzeugt werden.

Entscheide durch Ankreuzen, ob die folgenden Aussagen jeweils wahr (w) oder falsch (f) sind.

Fe-70 hat eine größere Kernladungszahl als Fe-60.

Fe-70 hat eine größere Massenzahl als Fe-60.

Fe-70 besitzt im Kern mehr Neutronen als Fe-60.

Fe-70 besitzt mehr Elektronen als Fe-60.



4.5

Das Isotop Fe-70 zerfällt in mehreren Schritten zu Germanium-70 (Ge-70).

Ermittle die Anzahl der dabei auftretenden $Formula: \alpha$ $Formula: \alpha$ - und $Formula: \beta$ $Formula: \beta$ -Zerfälle.

4.6

Begründe, dass das Isotop Nickel-64 (Ni-64) nicht in der Zerfallsreihe aus Aufgabe 4.5 vorkommen kann.

4.7

Der Festkörper Eisen ist ein sehr guter Wärmeleiter.

Beschreibe die Wärmeleitung in einem Festkörper im Teilchenmodell.

Weiter lernen mit SchulLV Plus!

monatlich kündbarSchulLV Plus-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?

4.1

$Formula: {}^{60}_{25}\text{Mn} \to {}^{60}_{26}\text{Fe} + {}^{\;\;0}_{-1}\text{e} + \text{Energie} \, (+\gamma)$ $Formula: {}^{60}_{25}\text{Mn} \to {}^{60}_{26}\text{Fe} + {}^{\;\;0}_{-1}\text{e} + \text{Energie} \, (+\gamma)$

4.2

Kosmische Strahlung
Terrestrische Strahlung aus …
- bodennaher Luft
- radioaktivem Gestein
Zivilisatorisch bedingte Strahlung aus …
- medizinischen Abfällen
- Kernwaffentests

4.3

$Formula: T = \frac{t}{\log_{0,5} \left( \frac{N(t)}{N_0} \right)}$ $Formula: T = \frac{t}{\log_{0,5} \left( \frac{N(t)}{N_0} \right)}$

$Formula: T = \frac{8,0 \cdot 10^6 \, \text{a}}{\log_{0,5} 0,12}$ $Formula: T = \frac{8,0 \cdot 10^6 \, \text{a}}{\log_{0,5} 0,12}$

$Formula: T = 2,6 \cdot 10^6 \, \text{a}$ $Formula: T = 2,6 \cdot 10^6 \, \text{a}$

4.4