Summary
Natuurwetenschappen samenvatting 5e middelbaar
- Course
- Institution
volledige samenvatting
[Show more]
Seller
Follow
ladossofie
Content preview
NATUURWETENSCHAPPENRadioactiviteit
BOUW VAN EEN ATOOM
Een atoom is opgebouwd uit een kern, omgeven door een elektronenwolk. De elektronenwolk,
bestaat uit elektronen, die bewegen rond de kern op zogenaamde schillen. Elektronen zijn negatief
geladen deeltjes. De kern (nucleus) is opgebouwd uit protonen (positief geladen deeltjes) en
neutronen (neutrale deeltjes). De protonen en neutronen noemt men ook de nucleonen.
Atomen verschillen onderling in:
-massa omdat de som van hun aantal protonen en neutronen in de kern verschilt
-ladingshoeveelheid omdat hun aantal protonen verschilt. Toch is elk afzonderlijk atoom elektrisch
neutraal, omdat in een atoom het aantal protonen gelijk is aan het aantal elektronen.
Algemene symbolische voorstelling van een atoom:
A= massagetal
= som va het aantal protonen en neutronen in de kern
Z= atoomnummer/ladingsgetal
= aantal protonen in de kern (bepaald plaats in PSE)
Aantal neutronen in de kern= A-Z
P=e p is links onder= z a-z= neutronen
ISOTOPEN
Isotopen van een element zijn atomen met een verschillend aantal neutronen maar met evenveel
protonen. Ze hebben dus hetzelfde atoomnummer Z en staan op dezelfde plaats (iso = gelijk en topos
= plaats) in het PSE maar hun massagetal A verschilt.
P/Z is zelfde links onder A is anders rechts boven a-z=n
Isotopen protonen = elektronen, dus hetzelfde aantal bindingsmogelijkheden en dezelfde chemische
eigenschappen. Isotopen hebben een verschillende atoommassa want ze hebben een verschillend
aantal neutronen. Hierdoor verschillen hun fysische eigenschappen.
Een nuclide is een atoomkern met een vaststaand aantal protonen en neutronen. (azx)
We merken dat hoe hoger het atoomnummer is, hoe meer neutronen er zijn (verhouding neutronen
protonen stijgt)
Naarmate de nucliden groter worden, zijn er meer neutronen dan protonen in de kern. Het groter
aantal neutronen bij grotere kernen is noodzakelijk voor de stabiliteit van de atoomkern. Protonen
zijn immers positief geladen, hoe meer protonen, hoe groter de afstoting ertussen. De neutronen
zorgen ervoor dat de protonen samen blijven en het nuclide stabiel is.
,Onstabiele nucliden bevatten enerzijds teveel neutronen en dus te weinig protonen of anderzijds
teveel protonen en dus te weinig neutronen.
Als een nuclide onstabiel is, zal de atoomkern wijzigen. Dit kan door het uitzenden van deeltjes
vanuit de kern. Deze uitgezonden deeltjes noemt men radioactieve straling. Onstabiele nucliden
zullen door radioactieve straling zichzelf omzetten in een stabiel nuclide.
Het uitzenden van straling door atomen om het evenwicht in de kern te herstellen, heet
radioactiviteit.
De atomen die straling uitzenden, worden radio-isotopen genoemd.
Natuurlijke radio-isotopen zijn radioactieve atomen die zonder toedoen van de mens in de natuur
voorkomen.
Kunstmatige radio-isotopen zijn radioactieve kernen die zijn ontstaan door kernreacties opgewekt
door toedoen van de mens.
nuclide meer dan 209 nucleonen bevat is hij bij geen enkele waarde van N/Z stabiel. Bismut-209 is
dus het stabiele nuclide met het hoogste atoomnummer ( Z= 83 ) dat in de natuur voorkomt.
Nucliden met hogere atoomnummers zijn allemaal onstabiel.
SOORTEN RADIOACTIEVE STRALING
ONTDEKKING VAN DE NATUURLIJKE RADIOACTIVITEIT
Antoine Henri Becquerel: uraniumstralen, uraanerts afdruk op fotografische plaat in lade door
fluoriserend karakter= uraniumzout spontaan en onzichtbare straling uitzonend (conclusie)
Pierre & Marie Curie: gebruikte als eerst term natuurlijke radioactiviteit, slaagde erin twee nieuwe
elementen te isoleren uit uraanerts (radium en polonium) kreeg nobelprijs voor natuurkunde en
scheikunde (m) marie stierf aan leukemie bijna zeker gevolg van hoge stralingsdosissen tijdens
onderzoek.
Ernest Rutherford: ontdekte het ontstaan van verschillende soorten stralingen nl. -straling, -
straling, en -straling introduceerde ook begrip halveringstijd. Nobelprijs scheikunde
SOORTEN RADIOACTIEVE STRALING
de radioactieve straling, uitgezonden door een radioactieve bron, doorheen een elektrische veld.
,De -straling wordt afgebogen naar de negatieve plaat, wat betekent dat de deeltjes zelf positief geladen zijn,
deeltjes relatief zwaar. Op basis van de vastgestelde massa besloot hij dat -deeltjes hetzelfde zijn opgebouwd
als een He-kern. Ze bestaan dus uit 2 protonen en 2 neutronen. He-kernen worden uitgestoten uit de
atoomkern van α-stralers met een hoge snelheid, tot 30 000km/s.
Het ioniserend vermogen van deze -deeltjes is zeer groot, dit betekent dat zij voldoende energie hebben om
andere atomen te ioniseren. Ioniseren betekent dat zij, als ze een atoom raken, een elektron uit de buitenste
schil wegslaan, waardoor er zich een geladen ion vormt. De α-deeltjes maken op deze manier atomen ‘kapot’.
Het groot ioniserend vermogen van -straling, maakt deze straling het meest schadelijk voor het menselijk
lichaam. -straling kan (dna beschadiging & tumor)
Het doordringend vermogen is relatief klein, het dringt maar enkele centimeters door in de lucht. -straling kan
men afschermen door een stuk karton.
De -straling wordt afgebogen naar de positieve plaat, wat betekent dat de deeltjes zelf negatief geladen zijn.
Deze deeltjes hebben een veel kleinere massa dan -deeltjes. Het ioniserend vermogen is kleiner, maar hun
doordringend vermogen is groter. -straling kan zich doorheen enkele meters lucht verplaatsen. Je kan het
afschermen door gebruik te maken van enkele centimeters aluminiumplaat. Uit de lading en de massa van de
-deeltjes leidde Rutherford af dat dit elektronen zijn die door de kern worden uitgestoten met een enorm
grote snelheid (tot ongeveer de lichtsnelheid 300 000 km/s). Door het uitstoten van een -deeltje verandert
een neutron uit de kern in een proton. Hiermee werd bewezen wat hij al lang vermoedde: een neutron is een
samenvoeging van een proton en een elektron.
De -straling wordt niet beïnvloed door de aanwezigheid van een elektrisch veld. -deeltjes hebben ook geen
massa, Rutherford besloot hieruit dat -straling een energie-straling is. Ze zijn van dezelfde aard als lichtgolven,
maar hun golflengte is erg klein en hun frequentie zeer groot. Het ioniserend vermogen van deze straling is
zeer klein. Het doordringend vermogen is echter zeer groot, het kan enkele honderden meters in de lucht
doordringen. Bij vrijwel elke kernreactie komt energie vrij onder vorm van γ-straling. γ-straling wordt door de
kern uitgestoten met een snelheid zo groot als de lichtsnelheid. Het kan pas afgeschermd worden met behulp
van bescherming vervaardigd uit enkele centimeters lood of beton.
-straling -straling -straling
Invloed elektrisch veld Afgebogen nr negatieve pool Afgebogen nr positieve pool Niet afgebogen
Lading Positief Negatief Geen lading
Massa Relatief groot Relatief klein Geen massa
Ioniserend vermogen groot klein Heel klein
Doordringend
klein groot Heel groot
vermogen
Enkele cm
Afscherming door ... Stuk karton Enkele cm aluminiumplaat
lood/beton
DE TRANSMUTATIEREGELS
Wanneer een onstabiel nuclide straling uitzendt, verandert het nuclide in een ander, stabiel(er)
nuclide. Om te weten welke nieuwe atoomkern ontstaat, zijn er deze ‘transmutatieregels’. Ze laten
toe de transmutatiereactie, of kernreactie, of vervalreactie, te schrijven.
Bij het uitzenden van een α-deeltje door een kern, vermindert het atoomnummer met twee
eenheden, het massagetal met vier eenheden.
Bij het uitzenden van een β-deeltje door een kern, vermeerdert het atoomnummer met
ééneenheid, het massagetal blijft onveranderd.
, Straling is voor ons onzichtbaar dus:
DOSIMETER
De dosimeter is een klein meetinstrument, een soort badge, dat mensen opgespeld krijgen die op
plekken werken waar met radioactief materiaal wordt omgegaan. De dosimeter maakt gebruik van
het feit dat elk type straling een ander doordringend vermogen heeft. De meter bevat een aantal
plaatjes van verschillende materialen en verschillende dikte met daarachter een fotografische plaat
die zwart wordt als er straling op invalt. De zwarting van de plaat is een maat voor de straling
waaraan de dosimeter (en dus ook de persoon) heeft blootgestaan.
GEIGER-MULLERTELLER OF GM-TELLER
De GM-teller bestaat uit een metalen buis met in het midden een metalen draad. De buis is gevuld
met een gas dat door bestraling geïoniseerd kan worden. De metalen wand is verbonden met de
negatieve pool en de draad met de positieve pool van een gelijkspanningsbron. Als ioniserende
straling via het venster het gas binnenkomt, dan worden een aantal atomen van het gas geïoniseerd.
De vrijgemaakte elektronen zorgen dan voor een kleine stroom en deze stroom wordt omgezet in
een geluidssignaal, een hoorbaar piepje. Hoe meer piepjes je hoort, hoe meer straling er in de buurt
is.
VERVAL EN HALVERINGSTIJD
Indien de verhouding neutronen/protonen onstabiel is, gaat de kern straling uitzenden. Deze kernen
zijn radioactief. Na het uitzenden van - of -straling ontstaat een ander, meer stabiel atoom. Men
zegt dat de radio-isotopen ‘vervallen’. Met radioactief verval bedoelt men het overgaan van een
radioactief moederelement naar een al dan niet radioactief dochterelement door het uitzenden van
straling. De ene isotoop vervalt al sneller dan de andere. Een maat om weer te geven hoe snel een
hoeveelheid radio-isotopen vervalt, is de halveringstijd of halfwaardetijd T1/2. De halveringstijd is de
tijd waarin telkens de helft van de radioactieve atomen vervallen en straling uitsturen. Die tijd kan
sterk verschillen van radio-isotoop tot radio- isotoop. Zie oranje postits (1&2)
Zijn er aanvankelijk 1000 U-atomen aanwezig, dan blijven er na 4,5 miljard jaar nog 500 atomen over.
Nog eens 4,5 miljard jaar later zijn er nog 250 atomen. Het duurt dus 3,5 miljard jaar om van 1000
naar 125 atomen te gaan. (3 maal 4,5), grafiek x= tijd, y=aantal radioactieve kernen(N)
INVLOED VAN DE RADIOACTIVITEIT OP LEVENDE WEZENS
Om de invloed van de radioactiviteit op de omgeving te meten, zijn verschillende grootheden
ingevoerd. We bespreken hieronder drie grootheden: activiteit, geabsorbeerde dosis en
dosisequivalent. De activiteit geeft weer hoeveel straling vertrekt bij het radioactief element. De
geabsorbeerde dosis en dosisequivalent, geven de invloed weer van de straling op levend weefsel.
Activiteit
Activiteit A = aantal vervallen kernen per tijdseenheid
eenheid = Becquerel of Bq.
1 Bq = 1 desintegratie/1s
curie: 1Ci = 37 GBq
De activiteit van een stof daalt in functie van de tijd. We meten de activiteit met een Geiger-Muller
teller. We drukken de activiteit van een stof uit in Becquerel per kilo, per liter enz
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller ladossofie. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $7.00. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
66579 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now