Kernphysik lernen: Grundlagen, Kernspaltung, Kernfusion und Teilchenbeschleuniger

Question 1

Welche Einheit wird in der Kernphysik zur Messung der radioaktiven Aktivität verwendet?

Accepted Answer

Becquerel

Answer

Grau

Answer

Sievert

Answer

Coulomb

Question 2

Welche Aussage über den Large Hadron Collider (LHC) ist falsch?

Accepted Answer

Er wird in der Krebsbehandlung eingesetzt

Answer

Es ist der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt

Answer

Er dient der Erforschung der subatomaren Physik

Answer

Er befindet sich in der Schweiz

Question 3

Was ist ein Positron?

Accepted Answer

Ein positiv geladenes Elektron

Answer

Ein negativ geladenes Proton

Answer

Ein ungeladenes Neutron

Answer

Ein instabiles Wasserstoffisotop

Question 4

Welche Kraft wirkt zwischen zwei Protonen?

Accepted Answer

Elektromagnetische Kraft

Answer

Starke Kernkraft

Answer

Schwache Kernkraft

Answer

Gravitationskraft

Question 5

Welcher der folgenden Teilchenbeschleuniger ist der größte der Welt?

Accepted Answer

CERN Large Hadron Collider

Answer

Brookhaven National Laboratory Relativistic Heavy Ion Collider

Answer

Fermi National Accelerator Laboratory Tevatron

Answer

Deutsches Elektronen-Synchrotron

Question 6

Welchen Zweck hat Moderatormaterial in einem Kernreaktor?

Accepted Answer

Verlangsamung der Neutronen

Answer

Beschleunigung der Neutronen

Answer

Absorption von Neutronen

Answer

Erzeugung von Neutronen

Question 7

Was versteht man unter der Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops?

Accepted Answer

Die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der Atomkerne zerfallen ist.

Answer

Die Zeit, die benötigt wird, bis alle Atomkerne zerfallen sind.

Answer

Die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der Masse zerfallen ist.

Answer

Die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der Energie freigesetzt ist.

Question 8

Welche Art von Strahlung hat die größte Durchdringungskraft?

Accepted Answer

Gamma-Strahlung

Answer

Alpha-Strahlung

Answer

Beta-Strahlung

Answer

Neutronenstrahlung

Question 9

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Kernfusion?

Accepted Answer

Deuterium + Tritium -> Helium-4 + Neutron

Answer

Uran-235 + Neutron -> Barium-141 + Krypton-92 + 3 Neutronen

Answer

Kohlenstoff-12 + Kohlenstoff-12 -> Natrium-23 + Proton

Answer

Sauerstoff-16 + Helium-4 -> Neon-20 + Gammastrahlen

Question 10

Welches der folgenden Geräte wird zur Detektion von radioaktiver Strahlung verwendet?

Accepted Answer

Geigerzähler

Answer

Oszilloskop

Answer

Voltmeter

Answer

Amperemeter

Question 11

Was geschieht bei der Kernspaltung?

Accepted Answer

Ein schwerer Atomkern wird in zwei oder mehr leichtere Kerne geteilt

Answer

Zwei oder mehr leichte Atomkerne werden zu einem schwereren Kern verschmolzen

Answer

Ein Atomkern wird in Protonen und Neutronen zerlegt

Answer

Ein Atomkern wird in Elektronen und Positronen zerlegt

Question 12

In welcher Einheit wird die Energie von Teilchenbeschleunigern gemessen?

Accepted Answer

Elektronenvolt (eV)

Answer

Joule (J)

Answer

Watt (W)

Answer

Ampere (A)

Question 13

Welches der folgenden Isotope ist radioaktiv?

Accepted Answer

Uran-238

Answer

Kohlenstoff-12

Answer

Helium-4

Answer

Sauerstoff-16

Question 14

Welche der folgenden Anwendungen der Kernphysik basiert auf der Kernspaltung?

Accepted Answer

Kernkraftwerke

Answer

Medizinische Bildgebung

Answer

Teilchenforschung

Answer

Weltraumforschung

Question 15

Welcher der folgenden Teilchenbeschleuniger wird für die Erforschung der Elementarteilchenphysik hauptsächlich verwendet?

Accepted Answer

Teilchenbeschleuniger mit Speicherring

Answer

Linearbeschleuniger

Answer

Zyklotron

Answer

Van de Graaff-Generator

Question 16

Welches Teilchen ist das Hauptprodukt der Kernfusion?

Accepted Answer

Helium

Answer

Lithium

Answer

Wasserstoff

Answer

Sauerstoff

Question 17

Welche Eigenschaft trifft auf ein Element zu, das radioaktiv ist?

Accepted Answer

Es besitzt einen instabilen Atomkern.

Answer

Es weist eine hohe Elektronendichte auf.

Answer

Es ist ein Metall.

Answer

Es ist ein Edelgas.

Question 18

Welche der folgenden Größen drückt die Einheit der radioaktiven Aktivität aus?

Accepted Answer

Becquerel

Answer

Gray

Answer

Sievert

Answer

Coulomb

Question 19

Welches Gesetz beschreibt den zeitlichen Zerfall radioaktiver Atome?

Accepted Answer

Exponentielles Zerfallsgesetz

Answer

Newtonsches Gravitationsgesetz

Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Ideales Gasgesetz

Question 20

Was bezeichnet man als Halbwertszeit eines radioaktiven Elements?

Accepted Answer

Die Zeitspanne, in der die Hälfte der Atomkerne zerfallen ist

Answer

Die Zeitspanne, in der sich die Anzahl der Atomkerne verdoppelt

Answer

Die Zeitspanne, in der die Aktivität eines Elements auf die Hälfte absinkt

Answer

Die Zeitspanne, in der das Element vollständig zerfallen ist

Question 21

Welche Aussage zur Kernfusion ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Kernfusion ist in Kernreaktoren möglich.

Answer

Es handelt sich um eine exotherme Reaktion.

Answer

Kernfusion findet in der Sonne statt.

Answer

Kernfusion erfordert sehr hohe Temperaturen und Drücke.

Question 22

Was ist die Aufgabe eines Teilchenbeschleunigers?

Accepted Answer

Teilchen auf hohe Geschwindigkeiten bringen, um sie zu untersuchen

Answer

Teilcheneigenschaften messen, ohne sie zu beschleunigen

Answer

Kernenergie durch Kernspaltung erzeugen

Question 23

Was ist die Massenzahl eines Atomkerns?

Accepted Answer

Die Summe der Protonen- und Neutronenzahl im Kern

Answer

Die Anzahl der Elektronen im Atom

Answer

Die Masse des Kerns in Gramm

Answer

Die Ladung des Kerns

Question 24

Welche der folgenden Größen ist eine Maßeinheit für Radioaktivität?

Accepted Answer

Becquerel

Answer

Joule

Answer

Newton

Answer

Farad

Question 25

Welche Wechselwirkung ist für die Bindungskräfte im Atomkern verantwortlich?

Accepted Answer

Starke Kernkraft

Answer

Gravitationskraft

Answer

Elektromagnetische Kraft

Answer

Schwache Kernkraft

Question 26

Was passiert, wenn ein Neutron in einen Uran-235-Kern eindringt?

Accepted Answer

Der Kern spaltet sich in zwei kleinere Kerne.

Answer

Der Kern wird angeregt und emittiert ein Gamma-Strahl.

Answer

Nichts passiert.

Answer

Der Kern verschmilzt mit dem Neutron.

Question 27

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Kernspaltung zutreffend?

Accepted Answer

Die Spaltung eines schweren Kerns in zwei oder mehrere leichtere Kerne, wobei Energie freigesetzt wird.

Answer

Zwei leichte Kerne verschmelzen zu einem schwereren Kern, wobei Energie freigesetzt wird.

Question 28

Welcher Teilchenbeschleunigertyp wird in der Hochenergiephysik eingesetzt?

Accepted Answer

Synchrotron

Answer

Zyklotron

Question 29

Welche der folgenden Eigenschaften ist für ein Teilchen, das sich in einem Teilchenbeschleuniger befindet, irrelevant?

Accepted Answer

Farbe

Answer

Ladung

Question 30

Welche der folgenden Gleichungen gibt die bei der Kernspaltung freigesetzte Energie an?

Accepted Answer

E = Δm * c^2

Answer

E = hf

Question 31

Welche der folgenden technologischen Entwicklungen hat wesentlich zur Weiterentwicklung von Teilchenbeschleunigern beigetragen?

Accepted Answer

Supraleitung

Answer

Quantencomputer

Question 32

Was ist eine Kernspaltung?

Accepted Answer

Ein Atomkern teilt sich in zwei oder mehr kleinere Kerne auf.

Answer

Zwei Atomkerne verschmelzen zu einem schwereren Kern.

Question 33

Der Prozess der Kernspaltung zeichnet sich dadurch aus, dass ein schwerer Atomkern in:

Accepted Answer

kleinere Kerne zerfällt und dabei eine große Energiemenge freisetzt.

Answer

zu einem schwereren Kern verschmilzt.

Answer

seine Masse verliert.

Answer

sich in Teilchen verwandelt.

Question 34

Welche Aussage zur Kernfusion ist korrekt?

Accepted Answer

Sie findet bei hohen Temperaturen und Drücken statt.

Answer

Sie setzt weniger Energie frei als die Kernspaltung.

Answer

Sie ist ein Prozess, der auf der Erde nicht künstlich erzeugt werden kann.

Answer

Sie ist für die Energiegewinnung in Atomkraftwerken verantwortlich.

Question 35

Die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops gibt an:

Accepted Answer

die Zeit, bis die Hälfte der ursprünglichen Kerne zerfallen ist

Answer

die Zeit, bis alle Kerne zerfallen sind

Answer

die Zeit, bis die Aktivität des Isotops auf die Hälfte abfällt

Answer

die Zeit, bis die Masse des Isotops auf die Hälfte abfällt

Question 36

Der Begriff 'kritische Masse' bezieht sich auf:

Accepted Answer

die Mindestmasse an spaltbarem Material, die eine Kettenreaktion aufrechterhalten kann

Answer

die maximale Masse an spaltbarem Material, die in einem Reaktor verwendet werden kann

Answer

die Masse an spaltbarem Material, die benötigt wird, um eine Bombe zu bauen

Answer

die Masse an spaltbarem Material, die zur Energiegewinnung verwendet werden kann

Question 37

Welcher Prozess ist für die Freisetzung immenser Energiemengen in Kernkraftwerken verantwortlich?

Accepted Answer

Kernspaltung

Answer

Radioaktiver Zerfall

Answer

Kernfusion

Answer

Nukleare Kettenreaktion (als Prozess)

Question 38

Welche Größe ist für den Massendefekt eines Atomkerns verantwortlich?

Accepted Answer

Bindungsenergie

Answer

Anzahl der Neutronen

Answer

Kernradius

Answer

Anzahl der Protonen

Question 39

Welcher Teilchenbeschleuniger ist der größte und leistungsstärkste weltweit?

Accepted Answer

Großer Hadronen-Speicherring (LHC)

Answer

Tevatron

Answer

Europäisches Synchrotron-Strahlungslabor (ESRF)

Answer

Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)

Question 40

Welche Anwendung nutzt das Prinzip der Kernfusion?

Accepted Answer

Wasserstoffbombe

Answer

Röntgenröhre

Answer

Kernspintomographie (eine medizinische Bildgebungstechnik)

Answer

Laser (basierend auf stimulierter Emission von Strahlung)

Question 41

Welche Größe ist ein Maß für die Radioaktivität einer Substanz?

Accepted Answer

Becquerel

Answer

Ampere (Einheit der elektrischen Stromstärke)

Answer

Sievert (Einheit der Äquivalentdosis)

Answer

Gray (Einheit der Energiedosis)

Question 42

Welcher Zerfallsart unterliegt das radioaktive Isotop Kohlenstoff-14?

Accepted Answer

Beta-Minus-Zerfall

Answer

Positronenemission

Answer

Alpha-Zerfall

Answer

Gamma-Zerfall

Question 43

Was beschreibt den Kernspin eines Atoms?

Accepted Answer

Gesamtdrehimpuls der Nukleonen

Answer

Magnetisches Moment des Kerns

Answer

Drehimpuls der Elektronen

Answer

Elektrische Ladung des Kerns

Question 44

Welcher Prozess findet in einem Reaktor statt, der nach dem Prinzip der Kernfusion arbeitet?

Accepted Answer

Verschmelzung leichter Atomkerne

Answer

Radioaktiver Zerfall

Answer

Nukleare Kettenreaktion (als Prozess)

Answer

Spaltung schwerer Atomkerne

Question 45

Welche Einheit wird verwendet, um die bei Kernreaktionen freigesetzte Energie zu messen?

Accepted Answer

Elektronenvolt (eV)

Answer

Joule (Einheit der Energie)

Answer

Amperestunde (Einheit der elektrischen Ladung)

Answer

Watt (Einheit der Leistung)

Question 46

Welcher Prozess führt zur Aufspaltung eines schweren Atomkerns in zwei leichtere Atomkerne?

Accepted Answer

Kernspaltung

Answer

Kernfusion

Answer

Positronenemission

Answer

Radioaktiver Zerfall

Question 47

Bei welcher Reaktion werden zwei leichtere Atomkerne zu einem schwereren Atomkern verschmolzen?

Accepted Answer

Kernfusion

Answer

Kernspaltung

Answer

Gamma-Emission

Answer

Beta-Zerfall

Question 48

Welches Teilchen wird bei der Kernspaltung freigesetzt und kann weitere Kernspaltungen auslösen?

Accepted Answer

Neutron

Answer

Elektron

Answer

Alpha-Teilchen

Answer

Proton

Question 49

Was ist ein Teilchenbeschleuniger?

Accepted Answer

Eine Maschine, die geladene Teilchen auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt, um beispielsweise die Struktur von Atomen und Atomkernen zu untersuchen.

Answer

Ein Gerät, das Strom erzeugt.

Question 50

Welche der folgenden Aussagen über radioaktiven Zerfall ist richtig?

Accepted Answer

Er ist ein zufälliger Prozess.

Answer

Er kann durch äußere Einflüsse gesteuert werden.

Answer

Er führt immer zur Bildung stabilerer Atomkerne.

Answer

Er ist nur bei schweren Atomkernen möglich.

Question 51

Was ist die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops?

Accepted Answer

Die Zeit, in der die Hälfte der radioaktiven Atome zerfallen.

Answer

Die Zeit, in der alle radioaktiven Atome zerfallen.

Answer

Die Zeit, in der sich die Hälfte der radioaktiven Atome in stabile Atome umwandelt.

Question 52

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der Radioaktivität verwendet?

Accepted Answer

Becquerel

Answer

Coulomb

Answer

Ampere

Answer

Newton

Question 53

Welche der folgenden Anwendungen ist mit Radioisotopen verbunden?

Accepted Answer

Medizinische Bildgebung

Answer

Herstellung von Lebensmitteln

Answer

Automobilbau

Answer

Färben von Textilien

Question 54

Welche der folgenden Aussagen zur Kernspaltung beschreibt den Prozess korrekt?

Accepted Answer

Bei der Kernspaltung zerfällt ein schwerer Atomkern in zwei oder mehr leichtere Atomkerne.

Answer

Kernspaltung läuft spontan ab.

Answer

Bei der Kernspaltung verschmelzen zwei leichtere Atomkerne zu einem schwereren.

Question 55

Welche Einheit wird für die Messung der Radioaktivität verwendet?

Accepted Answer

Becquerel

Answer

Joule

Answer

Coulomb

Answer

Hertz

Question 56

Definiere den Begriff Isotop.

Accepted Answer

Atome mit derselben Protonen-, aber unterschiedlicher Neutronenzahl

Answer

Atome mit unterschiedlicher Protonen- und Neutronenzahl

Answer

Atome mit derselben Neutronen-, aber unterschiedlicher Protonenzahl

Question 57

Was beschreibt die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops?

Accepted Answer

Die Zeitspanne, in der die Hälfte der Atome zerfallen ist

Answer

Die Zeitspanne, bis alle Atome zerfallen sind

Answer

Die Zeitspanne, bis sich die doppelte Anzahl an Atomen gebildet hat

Question 58

Welche Aussage zur Kernkraft ist korrekt?

Accepted Answer

Sie zählt zu den stärksten Kräften in der Natur.

Answer

Sie ist eine elektromagnetische Kraft.

Answer

Sie wirkt nur über sehr geringe Entfernungen.

Answer

Sie ist eine schwache Kraft.

Question 59

Welches Verfahren wird zur Trennung von Isotopen eingesetzt?

Accepted Answer

Massenspektrometrie

Answer

Destillation

Answer

Elektrolyse

Question 60

Welche Einheit wird zur Messung der Aktivität radioaktiver Quellen verwendet?

Accepted Answer

Becquerel (Bq)

Answer

Hertz (Hz)

Answer

Ampere (A)

Answer

Coulomb (C)

Question 61

Was versteht man unter der Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops?

Accepted Answer

Die Zeit, nach der die Hälfte der Atomkerne des Isotops zerfallen ist.

Answer

Die Zeit, nach der alle Atomkerne des Isotops zerfallen sind.

Answer

Die Zeit, nach der sich die Masse des Isotops halbiert hat.

Question 62

Wie wird Energie bei der Kernspaltung freigesetzt?

Accepted Answer

Durch die Umwandlung eines Teils der Masse der Atomkerne in Energie gemäß Einsteins Masse-Energie-Äquivalenz (E=mc²).

Answer

Durch mechanische Prozesse

Answer

Durch chemische Reaktionen

Answer

Durch die Umwandlung von Energie in Masse

Question 63

Welche Aussage über Ernest Rutherford ist richtig?

Accepted Answer

Er wurde als "Vater der Kernphysik" bezeichnet, weil er das Atommodell mit einem kleinen, positiv geladenen Kern und einer ihn umgebenden Hülle aus Elektronen entwickelte.

Answer

Er entwickelte die Relativitätstheorie.

Answer

Er erfand das Elektronenmikroskop.

Answer

Er entdeckte die Radioaktivität.

Question 64

Was ist ein Isotop?

Accepted Answer

Atome desselben Elements mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Neutronenzahl.

Answer

Atome desselben Elements mit gleicher Neutronenzahl, aber unterschiedlicher Protonenzahl.

Answer

Atome desselben Elements mit gleicher Elektronenzahl, aber unterschiedlicher Neutronenzahl.