H8 Straling 8.1 + 8.2

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo k, g
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 8, Straling

Leerdoelen

Eind van de les weet/ken je:

- 6 soorten straling en de kenmerken

- waar straling vandaan komt

- 2 effecten van straling

- wat radioactiviteit/ioniserende straling is

- het verschil tussen stabiele en instabiele kernen

- radioactief verval en halveringstijd

Lesopdracht:

1. Maak van de gehele les 1 grote woord-web.
2. Zorg dat je van alle begrippen  aantekeningen maakt in de les.
3. Zorg ervoor dat je alle begrippen en korte omschrijving noteerd
   
   

ps: Deze wordt aardig groot.

8.1 eigenschappen van straling

• soorten straling
• Bron
• Waarnemen
• Doorlaten en absorberen
• effecten van straling

Straling en licht

In het hoofdstuk licht hebben we het gehad over de zichtbare straling. Deze zichtbare straling bestaat uit het spectrum, alle kleuren van de regenboog. 

De niet-zichtbare straling kunnen we dus niet zien, maar wel bewijzen. Daar gaat dit hoofdstuk over. 

Straling

Als er straling op een voorwerp valt kan het worden weerkaatst, doorgelaten, of geabsorbeerd. 

Effect:

Als de straling wordt weerkaatst kan het warmte afgeven of stoffen kapot maken. Dat kapot maken noemen we het ioniserend effect. 

vb UV straling van zon op kleuren

Straling waarnemen

Alleen licht straling kun je waarnemen. van rood tot violet.

Alle andere stralingen zijn voor mensen onzichtbaar.

Er zijn wel apparaten ontwikkeld om straling te zien / meten.

vb. infrarood camera

Verschillende dieren kunnen wel meerdere stralingen zien.

Soorten straling

• zichtbaar licht
• Uv straling
• IR straling
• Microgolven
• Röntgenstraling
• gammastraling

Uv straling

UV straling 

Deze straling zorgt er voor dat je bruin wordt. Ook is dit de bron van vitamine D voor je lichaam. 

Zonlicht bestaat uit:

95% UV-A straling: huidveroudering

5% UV-B straling: bruin worden (en ook verbranden en daaropvolgend huidkanker) en vitamine D productie

IR straling

IR straling

Infrarood straling wordt ook wel warmtestraling genoemd. Deze straling wordt gebruikt in sauna's en in hitte zoekende camera's voor nightvision (denk maar aan Battlefield of andere oorlogsspelletjes). 

Microgolven

Microgolven

Een microgolf is elektromagnetische straling; het zijn radiogolven in het hogere frequentiegebied. De golflengte is groter dan die van infrarood.

Rontgenstraling

Rontgen

In 1894 nam Wilhelm Rontgen de eerste rontgenfoto van de hand van zijn vrouw. Tegenwoordig maken we nog steeds gebruik van deze techniek om naar beenderen te kijken. 

Rontgenfoto maken

Een rontgenfoto wordt gemaakt door rontgenstraling door een lichaamsdeel van een patient te stralen. De beenderen absorberen deze straling, de rest van de straling wordt doorgelaten en zorgen voor een schaduw. Hierna wordt de foto in negatief gezet (zwart wordt wit en wit wordt zwart), waardoor je de beenderen als wit ziet. En de achtergrond zwart. 

Straling meten

Straling breidt zich vanuit het middelpunt uit. 

Het komt  altijd uit een bron vandaan.

Vlak bij de bron is de straling het sterkst. Hoe verder je van het middelpunt weggaat, hoe minder sterk de straling wordt.

Atoombouw

• De 1+ geladen protonen (p+) en de ongeladen neutronen (no) bevinden zich in de atoomkern.
• De 1− geladen elektronen (e^-) draaien in een wolk rond de atoomkern.

8.2 Radioactiviteit

• wat is radioactief
• waarnemen radioactiviteit
• stabiele en instabiele kernen
• halveringstijd / halfwaardetijd

Radioactiviteit

Radioactieve stoffen zenden ook sterk een ioniserende straling uit.

Ioniserende straling

Straling die de moleculen kapot kan maken, wordt ioniserende straling genoemd.

UV straling is zwak ioniserend. Er is veel ultraviolette straling nodig om een behaalde hoeveelheid stof af te breken. Röntgenstraling is veel sterker ioniserend. Daardoor kan deze straling je gemakkelijk ziek maken.

Radioactief?

Wat betekent het woord radioactief dan eigenlijk?

Radio betekent zenden, actief weet je wel.

Het woord radioactief betekent dus actief zenden. Iets wat radioactief is zendt zelf straling uit. Zonder hulp.

Natuurlijk/kunstmatig

Er zijn natuurlijke radioactieve stoffen, deze geven zelf radioactieve straling af.

Er zijn ook stoffen die gemaakt zijn en radioactieve straling afgeven. Deze zijn kunstmatig radioactief.

In- en stabiele kernen

Een element heeft een kern. Deze kan stabiel zijn en instabiel.

Stabiele kern is niet radioactief

Instabiele kern is wel radioactief.

Een element heeft radioactieve en niet radioactieve isotopen.

vb element koolstof C

C-12 en C-13 (veel voorkomend) niet radioactief

C-14 (weinig voorkomend) wel radioactief

Instabiele kernen

Een radioactieve isotoop heeft atoomkernen die instabiel zijn. Daarmee wordt bedoeld dat die kernen spontaan (dus zonder invloed van buitenaf) veranderen.

Op het moment dat zo'n atoomkern verandert, zendt deze een kleine hoeveelheid straling uit. Dit wordt radioactief verval genoemd.

Radioactief verval

Als een kern van een radioactieve stof straling geeft, is hij net in verval geraakt. Dan is de kern van het atoom verandert in een andere (niet radioactieve) stof. Dit kunnen alleen radioactieve stoffen en dat kunnen ze maar 1x.

Als ze in verval raken, zenden ze dus straling uit.

radioactief verval

Bij radioactief verval ontstaat een nieuwe atoomkern met nieuwe eigenschappen.

C-14(Koolstof) vervalt bijvoorbeeld in N-14 (Stikstof).

Er ontstaat een nieuwe stof dit noem je een kernreactie.

Stralingen spectrum

Meten van radioactiviteit

Je meet radioactiviteit dus met een geigerteller.

Maar je meet dit in Bequerel (Bq)=1 Bq is 1 veranderde kern per seconde.

Geigerteller

Ioniserende straling kun je met een geigerteller meten.

Hij geeft klikjes als er straling aanwezig is, hij verklikt dus eigenlijk de straling.

Halveringstijd

De kernen van een isotoop veranderen steeds door de helft.

Dus een halveringstijd van 300 Bq per dag houdt in:

0 dagen - 300 Bq - 100%

1 dag - 150 Bq - 50% 

2 dagen - 75 Bq - 25%

 etc etc etc

Halveringstijd

De tijd die de helft van de kernen nodig heeft om te vervallen.

LET  OP: 

Na de tweede halveringstijd de helft van de helft.

Na de derde halveringstijd de helft van de helft van de helft. etc

Radioactieve stoffen zijn

1. Stabiel
2. Instabiel

Een instabiel atoom dat vervalt, zendt straling uit. Waar komt die straling vandaan?

1. uit de ruimte tussen de atomen
2. uit de ruimte tussen de elektronen en de kern
3. uit de kern van het atoom

welke straling is zwak ioniserend

1. infrarood
2. ultraviolet
3. zichtbaar licht
4. röntgen

Welke ioniserende straling wordt in ziekenhuizen gebruikt om botbreuken te zien?

1. Kernstraling
2. Rontgenstraling
3. Infrarood
4. Ultraviolet

waarmee meet je ioniserende straling?

1. een dosismeter
2. stralingsmeter
3. geigerteller
4. röntgenmeter

Wat is de activiteit van een kern?

1. Hoe druk wij zijn in deze les
2. Hoeveel radioactiviteit het atoom per seconde uitstraalt
3. Hoeveel er gebeurd vandaag.
4. Hoeveel instabiele kernen die per seconde vervallen

Een onstabiele stof heeft een halveringstijd van 3,0 uur.
Je hebt aan het begin 20 onstabiele kernen van die stof. Hoeveel kernen kunnen er na 6,0 uur nog onstabiel zijn?

1. 20
2. 10
3. 5
4. 1

De halveringstijd van instabiel Jodium is 8 dagen. Hoeveel procent is er na 16 dagen nog over?

1. 50%
2. 30%
3. 25%
4. 0%

Wat is halveringstijd?

1. de helft van de onstabiele atoomkernen verdwenen
2. tijd om je brood te laten rijzen
3. helft van de tijd
4. de hoeveelheid straling er met de helft wordt verminderd

Samenvattend 8.2

• Radio actief: uitzenden ioniserende straling
• Kunstmatig of natuurlijk
• Instabiele (radioactief) Kern, Atoomkern kan spontaan veranderen waardoor radioactief straling vrijkomt dit heet radioactief verval
• Stabiele kernen (niet radioactief). Atoomkern veranderd niet spontaan
• Iedere stof heeft een halveringstijd. De tijd waarop de helft van de stof verdwijnt.
• Grafiek daarvan moet je af kunnen lezen.