Atomen - Radioactief verval

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

Herhaling

Belangrijk:

- Wat zijn moleculen en atomen

- De bouwstenen van een atoom

- Hoe kan je zien welk element iets is

- Wat is een isotoop

- Wat gebeurt er bij een instabiele atoomkern

Water bestaat uit waterstof en zuurstof. Een watermolecuul is dus een...

1. Verbinding
2. Element

Een molecuul dat uit meerdere soorten atomen bestaat, is een verbinding >>

Als er maar 1 soort atoom is, heet het een element.

Welke bouwsteen vind je niet in de kern van een atoom?

1. Proton
2. Neutron
3. Elektron

De atoomkern bestaat uit protonen en neutronen.

Daaromheen is een wolk met elektronen.

Welk element zie je hier?

1. Waterstof
2. Koolstof
3. Zuurstof
4. Stikstof

Het atoom heeft 6 protonen.

Dat betekent dat het koolstof is.

Het aantal protonen bepaalt het atoomnummer. Bij elk atoomnummer hoort 1 element.

De stof uranium heeft atoomnummer 92. De isotoop U-235 is radioactief.
Wat is het massagetal van U-235?

1. 0
2. 92
3. 143
4. 235

Het massagetal is het totale aantal deeltjes in de kern. Bij U-235 is dat 235.

Uranium heeft altijd 92 protonen.

Dan zijn er bij U-235 dus

235-92= 143 neutronen in de kern.

U-235 is radioactief en zendt ioniserende straling uit.

Dat is straling die zoveel stralingsenergie heeft, dat het een molecuul kapot kan maken.

Een oefenvraag

Plutonium-239 wordt gebruikt in kerncentrales en in kernwapens. De kern van de atomen zendt ioniserende straling uit. Het atoomnummer is 94.

1. Wat is het massagetal van Plutonium-239?

2. Hoeveel neutronen heeft Plutonium-239?

3. Is Plutonium-239 stabiel of instabiel?

4. Is Plutonium-239 gevaarlijk voor de mens?

Radioactief verval

Paragraaf 8.2

Wat voor straling zendt een radioactief atoom uit?

1. Infrarode straling
2. UV-straling
3. Ioniserende straling
4. Licht

Welk soort atoom is radioactief?

1. Een stabiel atoom
2. Een instabiel atoom

Deze les leren we:

1. Wat er gebeurt als een atoom radioactieve straling uitzendt

2. Hoe die straling wordt gemeten

3. Wat de activiteit is van zo'n radioactieve stof en waarom die uiteindelijk afneemt

Instabiel atoom dat straling uitzendt, vervalt.

Vervallen betekent: de kern van het atoom verandert.

Het wordt dus een nieuw soort atoom.

Voorbeeld:

Als C-14 vervalt, dan raakt het 1 elektron kwijt.

Als reactie daarop verandert in de kern 1 neutron naar een proton.

Er zijn nu 7 protonen en 7 neutronen.

Dit is dus een kernreactie.

Nadat een C-14 atoom is vervallen, wordt het dus...

1. Een C-13 atoom
2. Een N-13 atoom
3. Een N-14 atoom
4. Een C-12 atoom

N-14 is stabiel, dus die vervalt niet meer.

Hoeveel atomen van een stof in 1 seconde vervallen, noemen we de activiteit  van die stof.

Eenheid: Becquerel (Bq)

Meet je met een geigerteller.

De activiteit van een stuk C-14 is 200 Bq. Hoeveel kernen vervallen er in één minuut?

1. 200
2. 2000
3. 1200
4. 12000

Niet alle kernen vervallen even snel.

Hoe meer kernen zijn vervallen, hoe lager de activiteit uiteindelijk wordt.

Elke radioactieve stof heeft z'n eigen halveringstijd: de tijd die het kost om het aantal radioactieve kernen te halveren.

De halveringstijd van C-14 is 5730 jaar.
Na hoeveel tijd is er 25% van de originele hoeveelheid C-14 over?

1. 230 jaar
2. 5730 jaar
3. 11460 jaar
4. 17190 jaar

In Tsjernobyl kwam in het jaar 1986 de stof Cesium-137 vrij. Die stof heeft een halfwaardetijd van 30 jaar.

Hoeveel procent van de originele hoeveelheid Cesium-137 is nu dus nog aanwezig in Tsjernobyl?

De halveringstijd kan je weergeven in een grafiek.

Omdat de lijn in de grafiek steeds iets minder steil afloopt, noem je het een kromme - we noemen het in dit geval een vervalkromme.

Zelf mee aan de slag

Maak: paragraaf 8.2, opdracht 1 t/m 7.

Hoe? In je boek. Gebruik een BiNaS voor de opdrachten die daar om vragen.

Met wie? Je mag rustig overleggen met je buur.

Hoe lang? Tot 5 minuten voor einde les.

Doel: je leert het begrip 'halveringstijd' beter kennen en je oefent hiermee te rekenen.

Practicumtijd!

Je gaat zelf de halveringstijd bepalen van een bekertje vol 'atomen' (M&M's).

Maak hiervoor groepjes van twee of drie.

Je krijgt de opdracht op papier - we nemen hem samen kort door.

Deze praktische opdracht telt mee in je cijfer voor dit hoofdstuk.

Tijd voor de uitvoering: tot het eind van dit uur.

Tijd voor de uitwerking: vandaag en morgen in de les.

Let hierop:

- Je M&M's zijn radioactieve atomen. Je meet dus hun 'activiteit'.

- Op moment 0 zijn al je atomen radioactief, dus is het aantal 50.

- Na elke worp tel je het aantal M&M's dat nog steeds radioactief is.

- Geef de resultaten aan mij door zodra je de tabel af hebt!

IJzer-59 heeft een halveringstijd van 45 dagen. Hoeveel procent blijft over na 135 dagen?

1. 50%
2. 25%
3. 12,5%
4. 6,25%

Maakt het aantal atomen waarmee je begint uit voor de halveringstijd?

1. Ja
2. Nee

IJzer heeft atoomnummer 26. Hoeveel neutronen zitten er in een kern van ijzer-59?

1. 26
2. 30
3. 33
4. 59

Zuurstof heeft 8 protonen. Hoeveel elektronen heeft een neutraal zuurstof-18 atoom?

1. 0
2. 8
3. 10
4. 16

Plan voor vandaag:

Check of je hebt gemaakt: paragraaf 8.2, opdracht 1 t/m 7.

Maken: opdrachten 'Test jezelf' paragraaf 8.2 (in je online boek)

Snel klaar: