HV3 P5.5 ontstaan van straling

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

P5.5 Het onstaan van straling

hv 3 - natuurkunde overal

Leerdoelen P5.5

1. je kunt uitleggen hoe een atoom is opgebouwd
2. je kunt vertellen hoe je kunt weten over de bouw van een atoom
3. je kunt het aantal atomen in een hoeveelheid stof uitrekenen (vwo)
4. je kunt rekenen met de halveringstijd van een radioactieve stof en een vervaldiagram tekenen

Het atoom (kern en schil)

Kern:

protonen (+ lading)

neutronen (neutraal)

Schil:

elektronen (- lading)

Het atoom (kern en schil)

Het atoomnummer (Z) van een atoom 

geeft het aantal protonen weer. 

Samen met de neutronen (N) geven

ze het massagetal (A), oftewel het aantal

kerndeeltjes.

A = Z + N

De massa van een atoom (vwo)

De eenheid van de massa van een atoom is vaak gegeven in u. 

De massa van koolstof bereken je door het aantal kerndeeltjes te vermenigvuldigen met 1,01 u. 

12 x 1,01 u = 12,12 u

De massa van een elektron is 0,00055 u en daarmee kun je het verwaarlozen. 

Als je de massa van koolstof in kg wilt berekenen moet je het vermenigvuldigen met een heel klein getal:                                               

m​proton​​=m​neutron​​=1,01u

1,661⋅10​−27​​

m​koolstof​​=12,12u=12,12⋅1,661⋅10​−27​​=2,01⋅10​−26​​kg

Het atoomnummer geeft het aantal neutronen in een kern.

1. Waar
2. Niet waar

Het massagetal geeft het aantal protonen en neutronen in een kern.

1. Waar
2. Niet waar

(vwo) maak vraag 76 en 83

Het periodiek systeem geeft het atoomnummer (aantal protonen) weer bij elk element. Koolstof (C) heeft bijvoorbeeld 6 protonen. 

Hoeveel protonen heeft magnesium (Mg)?
(periodiek systeem staat in P5.5)

Koolstof-12 en Koolstof-14

Het aantal protonen bepaald welk element het is. Van sommige elementen, zoals koolstof, bestaan er meerdere soorten, dit noemen we isotopen. 

Om isotopen te onderscheiden noemen we het massagetal achter de naam. 

Het verschil tussen koolstof-12 en koolstof-14 is dat koolstof-14 twee extra neutronen heeft. Ze hebben wel hetzelfde aantal protonen.

Koolstof-12

Hoeveel protonen, neutronen en elektronen bevat koolstof 12?

- het atoomnummer is 6, dus het aantal protonen is 6

- N = A - Z = 12 - 6 = 6 neutronen

- het aantal elektronen is hetzelfde als het aantal protonen; dus 6. 

De atoomkern van koolstof -13 bestaat uit 6 protonen en 7 neutronen.

1. Waar
2. Niet waar

Hoeveel protonen, neutronen en elektronen bevat natrium-23 (Na-23)?

In een radioactieve bron zijn alle atoomkernen instabiel.

1. Waar
2. Niet waar

Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal neutronen en een verschillend aantal protonen.

1. Waar
2. Niet waar.

Huiswerk

havo: 70, 71, 72

vwo: 75, 77, 78

Radioactief verval

Als een atoom een kern heeft die niet stabiel is, dan zal deze vervallen;

Het atoom zendt alpha, beta of gamma straling uit, en het wordt nu een 'nieuw' atoom. 

Halveringstijd

• Activiteit: het aantal kernen dat per seconde vervalt
• Bequerel (Bq): de eenheid van activiteit

De activiteit van een stof neemt af in de tijd. Na een bepaalde vaste tijd is nog maar de helft van de activiteit over, dit noemen we de halveringstijd

Elke radioactieve stof heeft een eigen halveringstijd. Voor plutonium-239 is het meer dan 24 000 jaar. Voor jood-131 is het acht dagen. 

Vervaldiagram

Halveringstijd

Op de verticale as van een vervaldiagram kun je verschillende grootheden vinden:

• massa
• %
• activiteit
• aantal kernen

De vorm van het diagram blijft altijd hetzelfde

De halveringstijd van fosfor-23 is 14,29 dagen.
Na hoeveel tijd is er nog maar 6,25% van de activiteit over?

Bij radioactief verval neemt het aantal instabiele atoomkernen af.

1. Waar
2. Niet waar

Huiswerk

havo: 81, 82, 83

vwo: 80, 82, 87

Atoomnummer en 

massagetal

Atoomnummer en 

massagetal

-20

-40

- 130

10

40

130

20

50

Wanneer U-238 vervalt onder uitzending van een alfa deeltje ontstaat er ...

1. Th-234
2. Pu - 234
3. Th-242
4. Pu -242

Wat is de vervalvergelijking van
Am-241 bij het uitzenden van een alpha deeltje?

Wanneer Xe-137 vervalt onder uitzending van een bèta-deeltje ontstaat er ...

1. Cs- 136
2. I-136
3. Cs-137
4. I-137

De vervalvergelijking van Ni-63 onder het uitzenden van een Betadeeltje.