Instromers les 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 3

radioactiviteit

paragraaf 2

activiteit en halfwaardetijd

Het aantal atoomkernen dat per seconde vervalt noemt men de activiteit van een radio-actieve stof. 

Hoe groter de activiteit, des te meer straling er per seconde vrijkomt. 

De activiteit van een radio-actieve stof meet men in bequerel (Bq), waarbij 1 Bq gelijk is aan 1 kern die per seconde vervalt. 

De activiteit van een radio-actieve stof wordt steeds kleiner, omdat er steeds meer atoomkernen zijn vervallen (er blijft dus steeds minder van deze stof over). De tijd waarin nog maar de helft van de originele hoeveelheid van de radio-actieve stof over is noemt men de halfwaardetijd of halveringstijd. 

Van een bron techneticum wordt de activiteit gemeten, deze blijkt 4912000 Bq te zijn. Hoeveel atoomkernen van Techneticum vervallen er per seconde?

Van een bron cobalt wordt de activiteit gemeten, deze blijkt 30.148.760 Bq te zijn. Ter gelijker tijd wordt van een bron
Jodium-131 ook de activiteit gemeten, deze blijkt 54.602 Bq te zijn. Welke stof zend een grotere hoeveelheid straling uit?

1. De bron Cobalt
2. De bron jodium-131

Hoe groot is de halfwaardetijd voor ijzer-59? (Geef je antwoord in dagen). Noteer alleen het getal.

halfwaarde tijd aflezen

Op het begintijdstip (T=0 dagen) wordt 

de hoeveelheid Jood-131 bepaald.

Deze hoeveelheid noemt men 100%.

In de grafiek is te zien dat slechts 50% 

van de hoeveelheid stof over is na 

8 dagen. De halfwaardetijd van Jood-131

is dus 8 dagen! De halfwaardetijd geeft 

Aan na hoeveel tijd nog slechts de helft

Van de hoeveelheid / activiteit over is.

Bekijk de grafiek hiernaast. In de grafiek is te zien hoe de activiteit van C-14 afneemt. Hoe groot is de halfwaarde tijd van C-14 volgens deze grafiek? Alleen getal noteren

Hoe groot is de halfwaardetijd voor de stof uit de afbeelding?(Geef je antwoord in dagen). Noteer alleen het getal.

voorbeeldsom halfwaardetijd

De halfwaardetijd van jodium-131 is 8 dagen. 

Hoe groot (percentage) is de activiteit na 32 dagen?

De halfwaardetijd van bismut is 5 dagen. Hoeveel procent van het bismut is er nog over na 30 dagen?

1. 12,5%
2. 6,25%
3. 3,125%
4. 1,5625%

voorbeeldsom halfwaardetijd

De halfwaardetijd van zilver-110 is 24s. De activiteit wordt gemeten op tijdstip T=0s en blijkt 56198 Bq. Hoe groot is de activiteit na 2,8min?

Wat is de halfwaardetijd van Al-28.
(Zoek op in binas)

Halfwaardetijd Al-28 = ………….minuten

Van een radio-actieve isotoop is de halfwaardetijd 12 jaar. De activiteit op tijdstip T=0jaar is 47812 Bq. Wat is de activiteit na 48 jaar? Rond af op hele getallen!

Stabiel of instabiel

Wanneer de kernen van een stof uit elkaar spatten komt er radioactieve straling vrij. Kernen die spontaan uit elkaar kunnen vallen noemt men instabiele isotopen. Je kunt in BINAS zien of een stof instabiel is door te kijken in tabel 32. Wanneer er in BINAS tabel 32 een getal staat in de kolom halfwaardetijd of een letter bij straling dan weet je dat deze stof vervalt (kernen spatten uit een waarbij radioactieve straling vrijkomt), deze stoffen noemt men dus instabiel.

Bekijk de afbeelding hiernaast. Is ijzer-56 stabiel of instabiel?

Welke stof is instabiel (radioactief)?

1. Al-27
2. Cl-37
3. I-127
4. Sn-121

tracer

Een tracer is een stof die radio-actief vervalt. Een tracer stof een stof die gammastraling uitzend, omdat deze straling het lichaam weer kan verlaten via organen en huid en vervolgens kan worden gedetecteerd met stralingsgevoelige chips die zich buiten het lichaam bevinden. Deze tracer stof kan in een ziekenhuis worden geinjecteerd via een injectie of infuus of kan worden ingeademd als gas.  De tracer wordt vervolgens door organen opgenomen die in de buurt zitten van het punt waar de vloeistof geinjecteerd of ingeademd is. Wanneer gedeelten van het orgaan of bloedbaan niet zichtbaar worden op de afbeelding die gemaakt wordt met de gammacamera, dan zit daar hoogstwaarschijnlijk een verstopping of ander probleem.

De halfwaarde tijd van technetium is slechts 6 uur. Leg uit waarom dit technetium uitermate geschikt maakt als tracer.

koolstofdatering

koolstof-14 wordt in de atmosfeer gevormd onder invloed van zonnestraling. De hoeveelheid C-14 in de atmosfeer is redelijk stabiel. Planten nemen de C-14 op tijdens de fotosynthese. Dieren die de planten eten krijgen deze C-14 dus ook binnen. alle levende organismen bestaan dan ook voor een redelijk vast percentage uit C-14 tijdens hun leven. na de dood krijgt een organisme de C-14 echter niet meer binnen (want de plant doet niet meer aan fotosynthese na de dood en een dier eet niet meer na de dood). Omdat C-14 radio-actief (de kernen vallen uit elkaar) wordt de hoeveelheid C-14 na de dood steeds kleiner., dit gebeurd altijd met dezelfde snelheid, omdat koolstof 

-14 een vast halfwaard tijd heeft. Wanneer men de hoeveelheid C-14 bepaald die nog over is in een organisme, dan kan men nagaan hoe lang geleden dit organisme gestorven is.

Koolstofdatering van objecten met C-14 werkt redelijk nauwkeurig voor objecten tot ca. 60.000 Jaar oud. Leg uit waarom er een limiet aan deze methode zit. Gebruik de woorden activiteit en halfwaarde tijd in je antwoord.

In het poolijs wordt het lichaam van een man gevonden. Het gehalte radio-actiefkoolstof in het lichaam blijkt 32x zo laag te zijn als het gehalte in de atmosfeer. De halveringstijd voor radio-actiefkoolstof kun je opzoeken in Binas gegevens van isotopen. Hoe lang geleden is de man gestorven? (tip: 32x zo laag is dus 1/32 deel van het oorspronkelijke gehalte 100%. Bereken hoeveel procent dit is. Kijk hoeveel keer je 100% moet halveren voordat je op het percentage koolstof komt dat nog in de oude man aanwezig is.

In het poolijs wordt het lichaam van een mens gevonden. Het gehalte radio-actiefkoolstof in het lichaam blijkt 8x zo laag (100% x 1/8=12,5%) te zijn als het gehalte in de atmosfeer (100%). De halveringstijd voor radio-actiefkoolstof kun je opzoeken in BINAS tabel 32 “enkele isotopen”. Hoe lang geleden is deze persoon overleden?

C-14 is de radioactieve isotoop van C-12. C-12 komt in de natuur veel meer voor dan C-14 leg uit hoe dit komt.