Kernchemie lernen: Quizfragen und Übungen für Klasse 12

Question 1

Wie funktioniert ein Teilchenbeschleuniger und welche Anwendungen hat er in der Kernforschung und Medizin?

Accepted Answer

Ein Teilchenbeschleuniger nutzt elektrische Felder, um geladene Teilchen zu beschleunigen und in einem Kreislauf zu halten, wodurch hochenergetische Teilchenstrahlen entstehen.

Answer

Teilchenbeschleuniger werden nur in der Hochenergiephysikforschung eingesetzt.

Answer

Magnetische Felder beschleunigen Teilchen in einem Teilchenbeschleuniger.

Answer

Teilchenbeschleuniger haben keine medizinischen Anwendungen.

Question 2

Welche Aussage über Beschleuniger in der Kernphysik ist korrekt?

Accepted Answer

Synchrotronbeschleuniger sind die größten und leistungsstärksten Beschleuniger.

Answer

Linearbeschleuniger erzeugen nur hochenergetische Teilchenstrahlen.

Answer

Zyklotrone beschleunigen nur positiv geladene Ionen.

Answer

Beschleuniger werden nur in der Grundlagenforschung eingesetzt.

Question 3

Was versteht man unter der Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops?

Accepted Answer

Die Zeit, in der die Hälfte der Atomkerne zerfällt

Answer

Die Zeit, in der alle Atomkerne zerfallen

Answer

Die Zeit, in der sich die Zerfallsrate halbiert

Answer

Die Zeit, in der sich die Masse des Isotops verdoppelt

Question 4

Wie funktioniert ein linearer Teilchenbeschleuniger (LINAC) und wie wird er in der Krebsbehandlung eingesetzt?

Accepted Answer

Ein LINAC beschleunigt geladene Teilchen mit elektrischen Feldern und erzeugt Röntgenstrahlung für die Strahlentherapie.

Answer

Ein LINAC nutzt Magnetfelder, um Teilchen zu beschleunigen und Gammastrahlung zu erzeugen.

Answer

Ein LINAC verwendet sowohl elektrische als auch magnetische Felder, um Teilchen zu beschleunigen und Neutronenstrahlung zu erzeugen.

Answer

Ein LINAC nutzt die Schwerkraft, um Teilchen zu beschleunigen und Teilchenstrahlung zu erzeugen.

Question 5

Welche Möglichkeiten bietet die nukleare Transmutation zur Reduzierung radioaktiver Abfälle und zur Gewinnung neuer Isotope?

Accepted Answer

Reduzierung radioaktiver Abfälle und Gewinnung neuer Isotope

Answer

Nur Reduzierung radioaktiver Abfälle

Answer

Nur Gewinnung neuer Isotope

Answer

Keine Möglichkeiten

Question 6

Frage: Wie kann die Transmutationstechnologie zur Lösung des Problems radioaktiver Abfälle beitragen? Bewerte ihre Machbarkeit, Herausforderungen und möglichen Auswirkungen.

Accepted Answer

Transmutationstechnologie kann radioaktive Abfälle in stabile Elemente umwandeln und so die Notwendigkeit einer Endlagerung verringern.

Answer

Transmutationstechnologie ist nicht machbar, da sie zu viel Energie benötigt.

Answer

Transmutationstechnologie hat keine nennenswerten Herausforderungen, da die nötige Technologie bereits existiert.

Answer

Transmutationstechnologie hat keine Auswirkungen auf Umwelt oder Gesundheit, da sie in geschlossenen Systemen abläuft.

Question 7

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Verantwortung für eine sichere und verantwortungsvolle Nutzung der Kerntechnologie?

Accepted Answer

Alle Beteiligten müssen zusammenarbeiten.

Answer

Nur Wissenschaftler sind verantwortlich.

Answer

Politische Entscheidungsträger können ethische Bedenken ignorieren.

Answer

Die Öffentlichkeit hat keine Rolle zu spielen.

Question 8

Welche Strahlung hat die stärkste ionisierende Wirkung, aber die kürzeste Reichweite in Materie?

Accepted Answer

Alphastrahlung

Answer

Betastrahlung

Answer

Gammastrahlung

Answer

Neutronenstrahlung

Question 9

Welche ethischen Bedenken bestehen bei der Nutzung von Kernenergie, insbesondere im Hinblick auf die Verantwortung gegenüber zukünftigen Generationen?

Accepted Answer

Radioaktive Abfälle und Unfallrisiken können künftige Generationen belasten.

Answer

Kernenergie ist eine saubere Energiequelle ohne langfristige Folgen.

Answer

Erneuerbare Energien sollten ausschließlich genutzt werden, um künftigen Generationen gerecht zu werden.

Question 10

Nach welchem Modell besteht der Atomkern nach Rutherford aus:

Accepted Answer

einer Ansammlung von Protonen und Neutronen

Answer

einer punktuellen Masse

Answer

konzentrischen Elektronenbahnen

Answer

Neutronen um einen Atomkern mit Elektronen außerhalb

Question 11

Bei welchem Zerfallstyp wird ein Elektron emittiert?

Accepted Answer

Beta-Minus-Zerfall

Answer

Alpha-Zerfall

Answer

Beta-Plus-Zerfall

Answer

Gamma-Strahlung

Question 12

Welche Energiequelle nutzen Kernkraftwerke?

Accepted Answer

Kernenergie durch Spaltung

Answer

Chemische Energie

Answer

Potenzielle Energie

Answer

Elektrische Energie

Question 13

Was geschieht bei der Kernfusion?

Accepted Answer

Leichte Atomkerne verschmelzen zu einem schwereren

Answer

Ein schwerer Atomkern zerfällt in zwei leichtere

Answer

Neutronen werden aus einem Atomkern emittiert

Answer

Elektronen werden von einem Atomkern absorbiert

Question 14

Welche Einheit wird zur Messung der Radioaktivität verwendet?

Accepted Answer

Becquerel (Bq)

Answer

Tesla (T)

Answer

Volt (V)

Answer

Ohm (Ω)

Question 15

Welche Aussage über Neutronen ist korrekt?

Accepted Answer

Neutronen sind ungeladen

Answer

Neutronen sind positiv geladen

Answer

Neutronen sind negativ geladen

Answer

Neutronen sind schwerer als Protonen

Question 16

Welche der folgenden Reaktionsgleichungen stellt eine Kernreaktion dar?

Accepted Answer

235U + n → 141Ba + 92Kr + 3n

Answer

2H2 + O2 → 2H2O

Answer

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Answer

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Question 17

Welche Bedeutung hat die Kernchemie für die Entwicklung moderner Werkstoffe?

Accepted Answer

Kernchemie ermöglicht die Herstellung neuartiger Materialien mit verbesserten Eigenschaften wie Festigkeit und Leitfähigkeit.

Answer

Kernchemie spielt eine unbedeutende Rolle bei der Entwicklung fortschrittlicher Materialien.

Answer

Kernchemie findet ausschließlich Anwendung in der Energiegewinnung.

Question 18

Analysieren Sie die Möglichkeiten und Herausforderungen der Wasserstoff-Kernfusion als potenzielle Lösung für den Klimawandel.

Accepted Answer

Die Kernfusion bietet eine nahezu unerschöpfliche und emissionsfreie Energiequelle.

Accepted Answer

Die Weiterentwicklung der Kernfusion zur kommerziellen Nutzung birgt technologische und wirtschaftliche Herausforderungen.

Answer

Die Kernfusion kann nicht in großem Maßstab eingesetzt werden, da sie zu gefährlich ist.

Answer

Die Kernfusion ist bereits eine weit verbreitete Energiequelle zur Stromerzeugung.

Question 19

Welcher radioaktive Zerfallsprozess führt zu einer Verringerung der Massenzahl des Atomkerns?

Accepted Answer

Alpha-Zerfall

Answer

Beta-Minus-Zerfall

Answer

Gamma-Zerfall

Answer

Positronen-Emission

Question 20

Was beschreibt am besten die Halbwertszeit eines radioaktiven Elements?

Accepted Answer

Die Zeit, in der die Hälfte der Atomkerne zerfallen ist.

Answer

Die Zeit, bis das Element seine Radioaktivität vollständig verliert.

Answer

Die Zeit, in der die Anzahl der verbleibenden Atomkerne auf ein Viertel ihres ursprünglichen Wertes sinkt.

Question 21

Beschreiben Sie die verschiedenen Methoden zur Erkennung von Strahlung und erläutern Sie deren Bedeutung für den Strahlenschutz in Medizin, Umwelt und Kernindustrie.

Accepted Answer

Ionisationskammern detektieren Strahlung durch die Ionisierung von Gasen.

Accepted Answer

Szintillationszähler erkennen Strahlung durch die Emission von Lichtblitzen in bestimmten Materialien.

Accepted Answer

Photomultiplier verstärken schwache Lichtsignale, die durch Strahlung entstehen.

Accepted Answer

Halbleiterdetektoren erzeugen Ladungsträger in Halbleitermaterialien, wenn sie Strahlung ausgesetzt werden.

Question 22

Was ist die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops?

Accepted Answer

Die Zeit, in der die Hälfte der Kerne zerfallen ist.

Answer

Die Zeit, in der ein Kern zerfällt.

Answer

Die Zeit, in der alle Kerne zerfallen sind.

Question 23

Welche Gleichung beschreibt eine Kernfusion?

Accepted Answer

A + B → C + Energie

Answer

A → B + C - Energie

Answer

C → A + B + Energie

Question 24

Welches Teilchen hat die geringste Durchdringungsfähigkeit?

Accepted Answer

Alpha-Teilchen

Answer

Beta-Teilchen

Answer

Gamma-Strahlung

Question 25

Was ist Kernchemie?

Accepted Answer

Beschäftigt sich mit Reaktionen, die den Atomkern betreffen.

Answer

Ist eine junge Wissenschaft.

Answer

Hat keine praktischen Anwendungen.

Answer

Ist nur für Physiker interessant.

Question 26

Was ist das Massenzahldefizit?

Accepted Answer

Die Differenz zwischen der Massenzahl und der Kernmasse

Answer

Die Differenz zwischen der Kernmasse und der Massenzahl

Answer

Die Anzahl der Neutronen im Kern

Question 27

Welche Aussage über Atomkerne ist korrekt?

Accepted Answer

Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen.

Answer

Die Größe von Atomkernen hängt nicht von der Anzahl ihrer Nukleonen ab.

Answer

Elektronen sind Bestandteil von Atomkernen.

Answer

Atomkerne sind negativ geladen.

Question 28

Welche Art des radioaktiven Zerfalls geht mit der Emission eines Elektrons einher?

Accepted Answer

Beta-Minus-Zerfall

Answer

Alpha-Zerfall

Answer

Gamma-Zerfall

Question 29

Welche Anwendung der Kernchemie beruht auf der Emission von Gammastrahlen?

Accepted Answer

Medizinische Bildgebung

Answer

Erzeugung von Energie in Kernkraftwerken

Answer

Radiokohlenstoffdatierung

Question 30

Wie ist die Bindungsenergie eines Kerns definiert?

Accepted Answer

Die Energie, die aufgebracht werden muss, um alle Nukleonen im Kern voneinander zu trennen.

Answer

Die Energie, die den Kern zusammenhält.

Answer

Die Energie, die beim Zusammenfügen von Nukleonen freigesetzt wird.

Question 31

Welches der folgenden Isotope ist instabil?

Accepted Answer

¹⁴C

Answer

²⁰Ne

Answer

¹⁶O

Answer

¹²C

Question 32

Welches Ziel verfolgt die Radiokohlenstoffdatierung?

Accepted Answer

Bestimmung des Alters organischer Materialien anhand ihres ¹⁴C-Gehalts.

Answer

Detektion radioaktiver Stoffe

Answer

Behandlung von Krebserkrankungen

Question 33

Welche der folgenden Aussagen über die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops ist korrekt?

Accepted Answer

Die Halbwertszeit ist die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der Atome eines Isotops zerfällt.

Answer

Die Halbwertszeit ist abhängig von der Zerfallsrate und der Anzahl der vorhandenen Atome.

Answer

Die Halbwertszeit ist die Zeit, die benötigt wird, bis alle Atome eines Isotops zerfallen.

Question 34

Welches Teilchen wird bei der Beta-Plus-Zerfallsreaktion emittiert?

Accepted Answer

Positron

Answer

Neutron

Answer

Elektron

Answer

Proton

Question 35

Welche der folgenden Größen ist eine SI-Einheit der Radioaktivität?

Accepted Answer

Becquerel (Bq)

Answer

Curie (Ci)

Answer

Röntgen (R)

Answer

Gray (Gy)

Question 36

Welche der folgenden Aussagen über die Entdeckung der Radioaktivität ist korrekt?

Accepted Answer

Die Radioaktivität wurde von Henri Becquerel entdeckt.

Answer

Die Radioaktivität wurde von Ernest Rutherford entdeckt.

Answer

Die Radioaktivität wurde von Albert Einstein entdeckt.

Question 37

Welche Einheit wird zur Messung der Radioaktivität verwendet?

Accepted Answer

Becquerel (Bq)

Answer

Coulomb (C)

Answer

Joule (J)

Answer

Farad (F)

Question 38

Welche Art von Kernreaktion findet in Kernkraftwerken zur Energiegewinnung statt?

Accepted Answer

Kernspaltung

Answer

Radioaktiver Zerfall

Answer

Teilchenbeschleunigung

Answer

Kernfusion

Question 39

Welches Isotop wird in der Medizin zur Krebstherapie eingesetzt?

Accepted Answer

Cobalt-60 (Co-60)

Answer

Plutonium-239 (Pu-239)

Answer

Uran-235 (U-235)

Answer

Thorium-232 (Th-232)

Question 40

Was beschreibt die Massenzahl?

Accepted Answer

Die Gesamtzahl der Nukleonen (Protonen und Neutronen) im Atomkern

Answer

Die Anzahl der Protonen im Atomkern

Answer

Die Anzahl der Neutronen im Atomkern

Question 41

Welche der folgenden Reaktionen stellt eine Kernfusion dar?

Accepted Answer

Helium-4 (He-4) + Helium-4 (He-4) → Beryllium-8 (Be-8)

Answer

Cobalt-60 (Co-60) → Nickel-60 (Ni-60) + Beta-Minus-Teilchen (β-)

Answer

Thorium-232 (Th-232) → Protactinium-233 (Pa-233) + Alpha-Teilchen (α)

Answer

Uran-235 (U-235) + Neutron (n) → Barium-141 (Ba-141) + Krypton-92 (Kr-92) + 3 Neutronen (n)

Question 42

Welche Größe ist ein Maß für die Energie, die benötigt wird, um ein Elektron aus einem Atom zu entfernen?

Accepted Answer

Elektronenvolt (eV)

Answer

Joule (J)

Answer

Coulomb (C)

Question 43

Welcher Stoff ist radioaktiv?

Accepted Answer

Uran-238 (U-238)

Answer

Kohlenstoff-12 (C-12)

Answer

Wasserstoff-1 (H-1)

Answer

Sauerstoff-16 (O-16)

Question 44

Aus welchen Teilchen besteht der Atomkern?

Accepted Answer

Protonen und Neutronen

Answer

Neutronen und Elektronen

Answer

Elektronen, Protonen und Neutronen

Answer

Elektronen und Protonen

Question 45

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Kernspaltung?

Accepted Answer

U-235 + n → Ba-141 + Kr-92 + 3 n

Answer

C-12 + α → N-15 + γ

Answer

Al-27 + n → Al-28 + γ

Answer

H-2 + H-2 → He-4 + n

Question 46

Was beschreibt die Zerfallskonstante?

Accepted Answer

Die Wahrscheinlichkeit eines radioaktiven Zerfalls in einer bestimmten Zeitspanne

Answer

Die Anzahl der zerfallenen radioaktiven Teilchen

Answer

Die Zeitspanne, in der die Hälfte der radioaktiven Teilchen zerfallen ist

Answer

Die Energie, die bei einem radioaktiven Zerfall freigesetzt wird

Question 47

Welche Anwendung der Kernchemie findet in der Medizin zur Behandlung von Tumoren statt?

Accepted Answer

Strahlentherapie

Answer

Radiokarbondatierung

Answer

Röntgenuntersuchungen

Answer

Kernfusion

Question 48

Welche Einheit wird zur Messung von radioaktiven Zerfallsraten verwendet?

Accepted Answer

Becquerel

Answer

Joule

Answer

Newton

Answer

Tesla

Question 49

Welches Element entsteht durch den Alpha-Zerfall von Radon-222?

Accepted Answer

Polonium-218

Answer

Radium-220

Answer

Thorium-228

Answer

Uran-238

Question 50

Welche Bedingung ist für das Auftreten einer nuklearen Kettenreaktion entscheidend?

Accepted Answer

Erreichen einer kritischen Masse

Answer

Verwendung von Schwerwasser als Moderator

Answer

Einsatz von Graphit als Brennstoff

Answer

Verfügbarkeit eines externen Zünders

Question 51

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine charakteristische Eigenschaft von Radionukliden?

Accepted Answer

Instabile Atomkerne, die ionisierende Strahlung emittieren

Answer

Atome mit einer geringen Anzahl von Elektronen

Answer

Stabile Atomkerne mit hoher Neutronenzahl

Question 52

Welche Struktur weist ein Atomkern auf?

Accepted Answer

Zusammensetzung aus Protonen und Neutronen

Answer

Ausschließlich aus Neutronen bestehend

Answer

Bestehend aus Protonen, Neutronen und Elektronen

Answer

Ausschließlich aus Protonen bestehend

Question 53

Welche Gleichung repräsentiert einen Beta-Minus-Zerfall?

Accepted Answer

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Answer

${}_1^2 H ightarrow {}_1^1 H + {}_+1^0 e$

Answer

${}_1^1 p ightarrow {}_0^1 n + {}_+1^0 e$

Answer

${}_1^1 H ightarrow {}_2^4 He + {}_-1^0 e$

Question 54

Welche Aussage trifft auf die Kernspaltung zu?

Accepted Answer

Umwandlung eines schweren Kerns in mehrere leichtere Kerne

Answer

Freisetzung von nur Elektronen

Answer

Umwandlung eines leichten Kerns in einen schwereren Kern

Question 55

Welche Einheit beschreibt die Aktivität einer radioaktiven Substanz?

Accepted Answer

Becquerel (Bq)

Answer

Ampere (A)

Answer

Coulomb (C)

Answer

Newton (N)

Question 56

Was unterscheidet Isotope von Isomeren?

Accepted Answer

Isotope haben gleiche Protonenzahl, aber unterschiedliche Neutronenzahl; Isomere haben gleiche Protonen- und Neutronenzahl, aber unterschiedliche Energiezustände.

Answer

Isotope haben gleiche Neutronenzahl, aber unterschiedliche Protonenzahl

Question 57

Welche Aussage zur Kernsynthese ist korrekt?

Accepted Answer

Bei der Kernsynthese verschmelzen leichte Kerne unter Energiefreisetzung zu schwereren Kernen.

Answer

Die Kernsynthese findet nur in Sternen statt.

Answer

Bei der Kernsynthese werden schwere Kerne unter Energieaufnahme zu leichteren Kernen gespalten.

Question 58

Was gilt für die Protonenzahl im Atomkern?

Accepted Answer

Sie bestimmt die Ordnungszahl des Elements.

Answer

Sie ist immer gleich der Neutronenzahl.

Answer

Sie bestimmt die Masse des Kerns.

Question 59

Welcher radioaktive Zerfall führt zu einer Abnahme der Massenzahl um vier?

Accepted Answer

Alpha-Zerfall

Answer

Beta-Minus-Zerfall

Answer

Beta-Plus-Zerfall

Question 60

Welches Teilchen spielt in Kernreaktoren eine entscheidende Rolle für die Kettenreaktion?

Accepted Answer

Neutron

Answer

Alpha-Teilchen

Answer

Elektron

Answer

Proton

Question 61

Was versteht man unter der Halbwertszeit eines radioaktiven Stoffes?

Accepted Answer

Die Zeitspanne, in der die Hälfte der vorhandenen Atomkerne zerfallen ist.

Answer

Die Zeitspanne, in der die Hälfte der Masse des Stoffes zerfallen ist.

Answer

Die Zeitspanne, in der alle Atomkerne des Stoffes zerfallen sind.

Question 62

Welche Anwendung der Kernchemie ist in der Medizin besonders bedeutend?

Accepted Answer

Strahlentherapie

Answer

Produktion von Treibstoffen

Answer

Herstellung von Kunststoffen

Answer

Bestimmung des Alters von Fossilien

Question 63

Welches Isotop von Kohlenstoff ist radioaktiv?

Accepted Answer

C-14

Answer

C-12

Answer

C-15

Answer

C-13

Question 64

Welche Aussage über die Kernbindungsenergie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist proportional zur Nukleonenzahl A.

Answer

Sie ist proportional zur Anzahl der Protonen im Atomkern.

Answer

Sie ist proportional zum Volumen des Atomkerns.

Answer

Sie ist proportional zur Anzahl der Neutronen im Atomkern.