Natuurkunde 12.6

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Natuurkunde V6

Herhaling hoofdstuk 12

Halveringstijd en activiteit

Halveringstijd: De tijdsduur waarin de helft van de radioactieve isotopen vervallen. 

• N: het aantal nog niet vervallen isotopen op een bepaald tijdstip. 
• N0: het aantal isotopen in de beginsituatie
• t: tijd die verstreken is in seconde
• t1/2: de halveringstijd in seconde (B:25A) 

Activiteit: aantal deeltje da vrijkomt per seconde

• A: activiteit op bepaald tijdstip in Bq
• A0:  activiteit in de beginsituatie in Bq

Vervalkromme (raaklijnmethode)

LET OP: eenheden van tijd!! 

Risico's ioniserende straling

Stralingsdosis: is de schade die kan ontstaan als gevolg van ioniserende straling.

• D: Stralingsdosis in Gy (LET OP: Gy = J Kg⁻¹)
• E: geabsorbeerde energie in J
• m: de bestraalde massa in Kg

Equivalente dosis: houdt rekening met de weegfactor

--> weegfactor: hoeveel schadelijker een straling is

• H: equivalente dosis in Sv
• Wr: de weegfactor (B:27D3)
• D: stralingsdosis in Gy

Weegfactoren:

alfastraling = 20

beta-, gamma- en röntgenstraling = 1 

OEFENEN!!

Wat is de halveringstijd van Fosfor-33

1. 25,3 seconde
2. 14,3 seconde
3. 14,3 dagen
4. 25,3 dagen

Uitwerking

Binas tabel 25A -> Fosfor-33 = 25,3 dagen 

Je begint met een hoeveelheid van 100mg Fosfor-33. Na hoeveel tijd is 75 mg hiervan vervallen?

1. 75,9 dagen
2. 12,65 dagen
3. 50,6 dagen
4. 10 dagen

Uitwerking

Als 75% vervallen is heb je nog maar 25% over. Dit betekent dat de beginhoeveelheid 2x gehalveerd is (100>50>25). Dit duurt twee halveringstijden dus 50,6 dagen.

Hoe groter de halveringstijd van een stof hoe … de activiteit van een gegeven hoeveelheid kernen van die stof

1. kleiner
2. groter

Uitwerking

Een langere halveringstijd betekent dat het langer duurt voordat een kern vervalt. Er vervallen dan dus ook minder kernen per seconde dus de activiteit is kleiner

In een stuk materiaal zijn 3,0·10²¹ radioactieve kernen met een halveringstijd van 7,5 jaar aanwezig. Wat is de activiteit van het materiaal?

1. 6,3x10¹³ Bq
2. 8,8x10¹² Bq
3. 1,0x10⁹ Bq
4. 1,3x10¹⁷ Bq

Uitwerking

De formule luidt A=(ln(2)/t½) x N. Invullen van N=3,0·10²¹ en t½=7,5·365·24·60·60=23652000 s geeft A= 8,8·10¹² Bq

Examenvraag

Bereken hoeveel procent van de oorspronkelijke activiteit van yttrium-90
nog over is na veertien dagen.

Uitwerking

Door een vergissing bij een experiment met radioactieve stoffen staat je lichaam (50 kg) bloot aan γ-straling. Je absorbeert in totaal 1,5 J aan straling. Bereken de dosisequivalent die je lichaam oploopt.

1. 5,0 mSv
2. 30 mSv
3. 10 mSv
4. 0,03 Sv

Uitwerking

De formule luidt: H=Wr·D (D= E/m). Invullen van Wr=1 (γ-straling), E=1,5 J en m=50 kg volgt H=0,03 Sv. Dit is 30 mSv. 

Examenvraag

Tip: Gebruik Binas voor maximale energie. 

Bereken de dosis D die de lever van de patiënt in veertien dagen ontvangt
ten gevolge van de β-straling.

Uitwerking

Paragraaf 12.4 en 12.5 staan uitgelegd en ik heb hierbij ook nog wat passende vragen toegevoegd plus de uitwerking. 

Examenvraag

Bereken de massa van calcium-47

Uitwerking

Geef de vervalreactie van yttrium-90

Einde