Samenvatting Stralingsdeskundigheid 1.1
Atoombouw
Een atoom bestaat uit een kern met diverse schillen, van binnenuit worden deze benoemd. Er is
gestart bij de K-schil, omdat er mogelijk nog onzichtbare schillen tussen de K-schil en de kern in
zaten. Deze zijn tot op heden niet gevonden.
Een kern bestaat uit protonen en neutronen, neutronen stabiliseren de kern. Tot 20 protonen is het
aantal ongeveer gelijk (1:1), daarna zijn er steeds meer neutronen nodig om een kern te stabiliseren.
Een proton heeft een positieve lading
Een neutron heeft geen lading = neutraal
Een elektron heeft een negatieve lading
Een koolstofatoom ter vergelijking. Als je een balpenkogel als kern op de locatie van de camera
neemt zweven de schillen buitenom de collegezaal. Een atoom is dus voor 90% lucht.
De elektronenschillen bieden elk ruimte aan 2*n 2 elektronen, waar ‘n’ het nummer van de schil is
(K=1, L=2, M=3, etc). NB: in de buitenste schil kunnen maar 8 elektronen zitten, ongeacht welke schil
dit is. Wanneer je een elektron van de K naar de L schil wil verplaatsen moet je hier een bepaalde
hoeveelheid energie in stoppen, wanneer je dit andersom doet (L naar K) dan komt diezelfde
hoeveelheid energie weer vrij. Hoe meer protonen in een kern, hoe harder er aan de elektronen
wordt getrokken, dus kost het meer energie om bij een atoom met een hoge Z een elektron te
verplaatsen.
Massadecriment
Massa = energie E=mc2
E = Joule (J) m = kilogram (kg) c = lichtsnelheid (m/s)
Een stabiel systeem bevat minder energie dan een instabiel systeem.
E stabiele kern < E protonen + E neutronen
Omdat massa ook energie is (E=mc2) geldt dus:
M stabiele kern < M protonen + M neutronen
Massadecriment is dus gewichtsverlies, de massa van alle losse onderdelen (protonen, neutronen en
elektronen) is meer dan de massa van een samengevoegde kern. Het gewicht wat verloren gaat bij
het samenvoegen wordt omgezet in bindingsenergie, welke de losse kerndeeltjes bij elkaar houdt
Nuclidennotatie
Massagetal A = aantal protonen + aantal neutronen
Atoomnummer Z = aantal protonen
Naam element N = type element, wordt bepaald door Z
Nuclidenkaart
Isotoon = Gelijk aantal neutronen, verschillend aantal
protonen en massa
Isotoop = Gelijk aantal protonen, verschillend aantal
neutronen en massa
Isobaar = Gelijke massa, verschillend aantal protonen en neutronen
Isomeer = Alles is gelijk, maar er is een verschil in het energieniveau. Worden metastabiel of ADHD-
kern genoemd
, Bij een nuclidenkaart wordt het aantal neutronen
afgezet ten opzichte van het aantal protonen. In
de kaart wordt met kleuren de toestand van een
atoom weergegeven. Zwart is stabiel,
blauw/rood/geel zijn instabiel of afwijkend. Het
aantal protonen wordt op de y-as weergegeven en
het aantal neutronen wordt op de x-as
weergegeven (Z↑ en N). NB: online is dit vaak
andersom!
Elektronvolt (eV) = Eenheid van energie.
Elektronen gaan van – naar +, omdat ze elektrisch
geladen zijn. 1 elektron steekt over, 1 elektronvolt
aan energie komt dan vrij. 1,6 * 10-19 J
Joule (J) = Eenheid van energie. 6,25 * 10 18 eV
Bindingsenergie = Wat gebonden is aan de kern. Verschilt door de afstand van de kern. Hoger
atoomnummer is meer bindingsenergie.
Valentieband = De rustpositie, worden opgeladen door energie.
Geleidingsband = Houdt de energie vast en geeft het af.
Omgekeerde kwadratenwet = Afstand wordt groter, dosis wordt kleiner.
Elektrische stroom: Als een elektrische lading zich van een hoger naar een lager potentiaal
verplaatst. Een elektrische stroom is gedefinieerd als een ladingsverplaatsing (Q) per seconde (t). De
stroomsterkte van één ampère komt dus overeen met een ladingsverplaatsing van één coulomb per
seconde.
DPS = Desintegraties per seconde
naam symbool waarde naam symbool waarde
pico p 10-12 Tera T 1012
nano n 10-9 Giga G 109
micro µ 10-6 Mega M 106
millie m 10-3 kilo k 103
centi c 10-2
Alle materie is opgebouwd uit atomen. Elk atoom is opgebouwd uit een kern met protonen en
neutronen waar elektronen omheen zweven. Neutronen hebben geen lading. Protonen hebben een
positieve elektrische lading. Elektronen hebben een even grote lading, maar negatieve elektrische
lading. In een atoom zijn evenveel protonen als elektronen. Hierdoor is de netto elektrische lading 0.
De elektronen aan de buitenkant van het atoom zijn van belang bij chemische reacties tussen de
atomen. Bij bepaalde stoffen is de binding tussen de buitenste elektronen en de kern zwak. Deze
elektronen kunnen het atoom verlaten. Het achtergebleven atoom is nu positief geladen. Het vrij
zwevende elektron vertegenwoordigt een negatieve lading. Een elektrisch geladen atoom noemt
men ook wel ‘ion’. Een ion kan zowel positief geladen zijn, dat wil zeggen een tekort aan elektronen,
of negatief geladen, dat wil zeggen een overschot aan elektronen.
De grootheid van elektrische lading wordt uitgedrukt in de eenheid coulomb, afgekort met de letter
C. De lading van één coulomb komt overeen met de lading van 1,6 * 10 -19 C elektronen. Een
elektrische lading vertegenwoordigt een hoeveelheid potentiële energie.
