Samenvatting van het vak fysica voor biomedisch onderzoek
(fysica uit tweede semester 1BaBMW)
samenvatting op basis van de cursus, powerpoints en lesnota's (elke les aanwezig ook livelessen in coronatijden)
Radioactiviteit
Atoomkernen
Atoomkern = nuclide
o Opgebouwd uit twee grote structuren
Protonen (lading Ze)
Neutronen (lading 0) Nucleonen
1
o Straal R ≅ 1,2∗10−15 A 3 (m)
Slechts kleine fractie van totale straal van het atoom
Volume is evenredig met A → kern is bol dus straal is 1/3de van A
4
o Volume V = πRR ³ A
3
m 17 3
o Dichtheid ρ= ≅ 2,3∗10 kg /m
v
Zeer hoge dichtheid
Z = atoomnummer = aantal protonen
o Bepaald de naam van element A
ZX
A = massagetal = aantal nucleonen
o Is som van Z met aantal neutronen
o Massa van nucleon m≅ 1; 67∗10−27 kg
Indien 1mm³ nucleonen = gewicht van een volle olietanker (230.000 ton)
Speldenkop grote verzameling van nucleonen
Restmassa naast kern is zeer klein
Isotopen = kernen met hetzelfde atoomnummer Z, maar een verschillend massagetal A
o Identiek dezelfde chemische eigenschappen (zelfde aantal elektronen)
o Verschillende massa (scheiding met massaspectrometer)
2
1
,Kernkrachten
Afstotende coulombkracht Fc tussen de protonen → Kern zou uit elkaar moeten spatten
o Sterkere kernkrachten aanwezig Fk (houden nucleonen samen)
Sterker dan coulombkracht, maar op heel kleine afstand (r > 10 -14m)
r <3∗10−15 m→ Fk >> Fc
o Fc = Product ladingen/r²
Afstand is nooit oneindig → Fc is nooit 0, want dracht is zeer groot
Bij lichte kernen: #neutronen = #protonen → A−Z=Z
Bij zwaardere kernen (vanaf Z > 20) is helft massagetal groter dan Z → A - Z > Z
Protonen die te dicht bij elkaar liggen stoten elkaar af
Atoommassa-bindingsenergie
1
De eenheid van de atoommassa mu = m(¿12 C )=1,66∗10−27 ¿
12
Nucleon rustmassa
o Proton: m0,p
o Neutron: m0,n
Er moet moeite gedaan worden om protonen en neutronen uit elkaar te trekken
o Energie instoppen op proton eruit te halen
o Energie is volgens Einstein ook een massa
Verklaard verschil in gegeven atoommassa mu en zelfberekende som door
optellen aantal protonen en neutronen
m0
E=mc 2= c²
√ 1−v 2 /c ²
2
m
Energie van mu in rust: E=( 1,66∗10
−27
(
kg ) 3,0∗10 8
s2 )
o E=1,49∗10−10 J
Wegens 1eV = 1,6∗10−19 J → E=931 MeV
Massa van de kern < massa van de nucleonen
Massa van atoom < massa van de nucleonen + elektronen Door bindingsenergie van de
nucleonen
, Bindingsenergie = energie die men moet toevoegen om nucleonen te scheiden
o Voor elektronen zeer klein (10-100 eV) in vergelijking met nucleonen (orde MeV)
o Per nucleon vele verschillen
Neemt sterk toe met A, met maximum bij 56Fe
Neemt nadien weer langzaam af bij stijgende A
o Buitenste protonen zitten relatief ver van elkaar en worden
afgestoten door Coulombkracht (makkelijker uit elkaar te
halen
Straling
Sommige kernen zijn niet stabiel → verval met uitzending van radioactieve straling
o Radioactieve straling is ioniserend = gevaarlijk
Verschillende soorten straling
o De α-straling (He kernen)straling (He kernen)
Relatief zware deeltjes = helium kernen (2 protonen en 2 neutronen)
4
Positief geladen 2He
A
X → A− 4
Z−2Y +α
o Z
Na uitzenden van straling krijgen we een andere
hoeveelheid neutronen, protonen en neutronen,
waardoor we een nieuw element krijgen
Bv:
Snelheid van α-deeltje is relatief klein = 10−2 −10−1∗c
o De β-straling (He kernen)straling (elektronen of positronen)
Elektron (β-) of positron (β+)
Komen van de kern en niet uit de schillen, want neutron kan zowel
naar proton als elektron omgezet worden
Voor een β—deeltje geldt:n → p+ ¿e-
o Vervalproces: AZ X → Y + Z +1A ¿ ¿e-
Voor een β+-deeltje geldt: p →n+ ¿e+
o Vervalproces: X → AZ Y + Z−1A¿ ¿e+
o De γ-straling (He kernen)straling (fotonen)
Elektromagnetische straling met zeer hoge energie en snelheid c
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 lauraheyndrickx. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $8.04. You're not tied to anything after your purchase.
