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
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper lauraheyndrickx. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €7,49. Je zit daarna nergens aan vast.
