5havo_radioactiviteit

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Radioactiviteit

H8 Radioactiviteit

5havo

Radioactiviteit

Structuur van de materie

Ioniserende straling

Radioactiviteit en vervalswetten

Straling en materie

Wilhelm Conrad Röntgen

1845 - 1923

Ontdekt 1895 de zogenaamde x-straling
(later naar hem vernoemd)

Nobelprijs 1901 (eerste voor natuurkunde!) voor ontdekking van
deze straling

Henri Becquerel

1852 - 1908

Ontdekt 1896 straling van uranium

Nobelprijs 1903 (voor natuurkunde)

samen met Pierre en Marie Curie

voor ontdekking van de radioactiviteit

Marie en Pierre Curie

1867 - 1934 (Marie) en 1859 - 1906 (Pierre)

Ontdekken in 1898 samen de straling van polonium en radium

Nobelprijs 1903 voor natuurkunde samen met Becquerel
en

Nobelprijs 1911 (alleen Marie) voor scheikunde voor ontdekking van radium en polonium

Albert Einstein

1879 - 1955

Postuleert de gelijkwaardigheid (equivalentie) van massa en energie: E = mc2

Nobelprijs 1905 voor zijn uitleg voor het fotoelektrisch effect

Structuur van de materie

vgl Binas tabel 26

Atoom bouwen

Schrijfwijze van atomen

Z: atoomnummer = aantal protonen in de kern

N: aantal neutronen in de kern

A = Z + N: massagetaal = aantal kerndeeltjes

Isotopen = dezelfde plek (in het periodiek systeem)

- hetzelfde aantal protonen

- verschillend aantal neutronen

Beschouw de volgende kernen.
Deze kernen hebben hetzelfde...

1. aantal protonen
2. aantal neutronen
3. aantal kerndeeltjes
4. massagetal

Beschouw de volgende kernen.
Deze kernen hebben hetzelfde...

1. aantal protonen
2. aantal neutronen
3. aantal kerndeeltjes
4. massagetal

Beschouw de volgende kernen.
Deze kernen hebben hetzelfde...

1. aantal protonen
2. aantal neutronen
3. aantal kerndeeltjes
4. massagetal

Waarvoor zijn neutronen nodig?

Elektr(omagnet)ische kracht:
tussen protonen
Werkt op grote afstand

Sterke kernkracht:

tussen protonen en neutronen

Neutronen zorgen voor stabiliteit door extra aantrekkingskracht
Werkt op korte afstand

Waarvoor zijn neutronen nodig?

Deeltjes in kleine kernen ervaren grote

aantrekking door sterke kernkracht

Deeltjes aan uiteinden van grote kernen zitten te ver

uit elkaar om aantrekking te ervaren

Extra neutronen nodig voor extra aantrekking

Grotere kernen hebben meer neutronen

nodig

Welke isotopen zijn mogelijk?

Binas tabel 25A

Hoeveel

  Cu = koper-63

Hoeveel protonen heeft koper-63?

En hoeveel neutronen heeft koper-63?

​29​63​​

Binas tabel 25A

Hoeveel

  Cu = koper-63

Hoeveel protonen heeft koper-63?

29

En hoeveel neutronen heeft koper-63?

63 - 29 = 34

​29​63​​

Huiswerk

Speel het spel van de atoombouwsimulatie

(link in studiewijzer)

Probeer mijn tijden te verslaan!

Maak een screenshot van jouw resultaten en stuur hem voor de volgende les op.

Instabiele kernen vervallen

• Grotere kernen hebben meer neutronen als "lijm"

• Bij Z > 83 lukt zelfs dit niet meer

• Kernen worden instabiel en vervallen ->radioactief verval

Soorten radioactief verval

alfaverval

bètaverval

gammaverval

spontane splijting (spontaneous fission)

α-verval

Alfaverval

Bij te grote kernen Z > 83

Uitzending van He-4 kern (!): geen elektronen!

Bijv. uraan-238

Wat is juiste dochterkern van
157_72Hf na alfaverval?

1. 153 72Hf
2. 153 70Yb
3. 157 70Yb
4. 157 68XX

β-verval

Bèta-min-verval

Neutron vervalt naar proton en elektron

(en elektron-antineutrino)

Bijv. thorium-234

Wat is juiste dochterkern van
184_72 Hf na bèta-min-verval?

1. 183 72Hf
2. 183 73Ta
3. 184 73Ta
4. 184 71XX

γ-verval

Gammaverval

Kern in "aangeslagen toestand" valt terug naar een lager energieniveau en zendt een gamma-foton uit

Bijv. technetium

De cobaltisotoop 60_27 Co vervalt naar de nikkelisotoop 60_28 Ni.
Hier is sprake van

1. alfaverval
2. bètaverval
3. gammaverval
4. magie

Welk soort verval veroorzaakt de grootste verandering in het atoomnummer?

1. alfaverval
2. bètaverval
3. gammaverval
4. De drie vervalsoorten hebben hierop geen invloed.

Welk soort verval veroorzaakt
geen verandering
in het massagetal?

1. alfaverval
2. bètaverval
3. gammaverval
4. De drie vervalsoorten hebben hierop geen invloed.

Practicum: radioactieve M&Ms

3 groepen

Volg de instructies van het opgavenblaadje.

Aantal radioactieve kernen

Een bepaalde hoeveelheid

instabiele kernen vervalt

met karakteristieke

halveringstijd t1/2