Er­zeu­gung von Ionen

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Quel­le: Rolf Pif­fer (CC BY-SA 4.0 DE)

Die The­ra­pie  mit Io­nen­strah­len setzt vor­aus, dass auch ge­nü­gend freie Ionen im Vor­we­ge er­zeugt wur­den. Mit „frei“ ist hier ge­meint, dass diese
Ionen nicht an ein um­ge­ben­des Me­di­um wie z.B. Was­ser ge­bun­den sind, son­dern sich frei be­we­gen kön­nen. Um dies zu er­rei­chen, wer­den die Ionen meist im Va­ku­um er­zeugt.

Be­nö­tigt man Elek­tro­nen, soll­te die Her­stel­lung unter dem Namen „Glü­h­elek­tri­scher Ef­fekt“ be­reits be­kannt sein. Aber nicht bei jedem Glü­hen eines Heiz­drah­tes ent­wei­chen ge­nü­gend Elek­tro­nen.
Für die Strah­len­the­ra­pie wer­den in der Regel aber keine Elek­tro­nen, son­dern Pro­to­nen oder gar Koh­len­stof­fio­nen ver­wen­det. Die Er­zeu­gung die­ser Ionen ist zwar heute schon eine Stan­dard­me­tho­de, be­nö­tigt aber meh­re­re Ver­fah­rens­schrit­te.

Auf­ga­ben:

• Be­schrei­ben Sie die Er­zeu­gung von frei­en Elek­tro­nen mit Hilfe des Glü­h­elek­tri­schen Ef­fekts.
• Er­läu­tern Sie, wovon es beim Glü­h­elek­tri­schen Ef­fekt ab­hängt, wie viele Elek­tro­nen frei ge­setzt wer­den.
• Geben Sie an, wel­che Ge­schwin­dig­keit die durch die­sen Ef­fekt frei ge­setz­ten Elek­tro­nen in etwa haben.
• Be­schrei­ben Sie, wie freie Pro­to­nen er­zeugt wer­den.

Hil­fen:

• Zur 1. Auf­ga­be: Die Seite 
  https://​www.​cfg-​ho­cken­heim.​de/​sta­tic/​zpg6-​phy­sik-​V2/​anf​angs​gesc​hwin​digk​eit.​html

• Zur 2. Auf­ga­be: Die Seite
  https://​www.​cfg-​ho­cken­heim.​de/​sta­tic/​zpg6-​phy­sik-​V2/​tem­pe­ra­tur.​html

• Zur 3.  Auf­ga­be: Die Seite der Hilfe zur Auf­ga­be 1.  

• Zur 4. Auf­ga­be:  Die Seite
  https://​www.​cfg-​ho­cken­heim.​de/​sta­tic/​zpg6-​phy­sik-​V2/​ion​ener​zeug​ung_​neu.​html

Pli­ckers-Fra­gen als check-in-Auf­ga­ben am An­fang der Fol­ge­stun­de:

1. Der Glü­h­elek­tri­sche Ef­fekt be­schreibt,
   1. unter wel­chen Um­stän­den Elek­tro­nen ein Me­tall ver­las­sen kön­nen.
   2. wie hoch die ma­xi­ma­le Tem­pe­ra­tur des Glüh­drahts sein darf.
   3. unter wel­chen Be­din­gun­gen po­si­ti­ve Ionen aus einem Me­tall aus­tre­ten kön­nen.
   4. gibt an, dass vor­her freie Elek­tro­nen er­neut am hei­ßen Me­tall ge­bun­den wer­den.
2. Die Menge der beim Glü­h­elek­tri­schen Ef­fekt er­zeug­ten Elek­tro­nen hängt ab von ...
   1. dem Vo­lu­men des Heiz­drahts.
   2. der Quer­schnitts­flä­che des Heiz­drahts.
   3. der Ober­flä­che des Heiz­drahts.
   4. der Form des Heiz­drahts.
3. Freie Pro­to­nen wer­den da­durch er­zeugt, dass
   1. Säu­ren in Was­ser ge­ge­ben wer­den.
   2. Me­tal­le sehr stark er­hitzt wer­den.
   3. Me­tal­le ver­dampft wer­den.
   4. Was­ser­stoff­ato­me durch schnel­le Elek­tro­nen io­ni­siert wer­den.

Er­zeu­gung von Ionen: Her­un­ter­la­den [docx][100 KB]

Er­zeu­gung von Ionen: Her­un­ter­la­den [pdf][150 KB]

Wei­ter zu Prä­pa­ra­ti­on des Io­nen­strahls Teil 1