Na.H7.Straling.Les3_3G

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Hoofdstuk 7, Straling - Les 3

Hoe werkt de les?

Zelf doorklikken.

 Je krijgt theorie en opgaven.

Ook in de filmpjes zitten opgaven.

Iets onduidelijk? Vraag het via chat.

Meer details? HS 7 van het boek.

Wat leren we?

Les 1 (par 7.1)

• Rontgen en gammastraling
• Toepassingen
• Radioactiviteit in de natuur

Les 2 (par 7.2 en 7.3 gedeeltes)

• Alfa- en betastraling
• Atomen en atoomkernen
• Radioactief verval
• Rekenen met halveringstijden

Vandaag Les 3 (par 7.4)

• Bananen, Tsjernobyl en Fukushima
• Kernenergie
• Waarom  is het binnenste van de aarde heet?
• Kernfusie 
• Waarom is de zon heet?

Straling en radioactiviteit

Les 3

Energie uit kernreacties

Even herhalen & dan snelle quiz hierover

Er zijn 4 soorten radioactieve straling (zo meteen een kleine quiz)

Je ontvangt altijd overal straling, dit heet achtergrondstraling (gem. 1 mSv in Nederland)

Atomen zijn opgebouwd uit een kern met daarom heen elektronen

Het aantal protonen bepaalt wat voor stof het is. Voor het aantal neutronen in de kern zijn soms meerdere mogelijkheden.

Radioactiviteit hangt samen met afsplitsen van een stukje van de atoomkern

Atoombouw

Een atoom bestaat uit:

- elektronen

- protonen (kern)

- neutronen (kern)

In de kern van een atoom vind je de kerndeeltjes. Dit zijn ...

1. neutronen en protonen
2. elektronen en protonen
3. muonen en elektronen
4. elektronen en neutronen

Alfa- en betastraling bestaan uit ...

1. elektromagnetische golven
2. kerndeeltjes of elektronen
3. atomen
4. moleculen

Welke natuurkundige ontdekte
de radioactiviteit?

1. Marie Kondo
2. Marie Curie
3. Jim Carrey
4. Mariah Carey

Vrouw wilde taart met Mariah Carey erop, krijgt Marie Curie

Een Britse vrouw wilde graag een taart met het gezicht van Mariah Carey erop. Haar collega's hadden meer verstand van natuurkunde dan van popmuziek. Ze verstonden het verkeerd en bestelden deze taart, aldus haar nicht op twitter.

Mariah Carey zelf kon erom lachen: "Dit had ik kunnen zijn als ik geen onvoldoende voor mijn bijlessen wiskunde had gehad", twitterde ze.

De stralingsdosis (in milliSievert) is een maat voor

1. hoeveel straling je ontvangt
2. hoeveel atoomkernen er vervallen

De radioactiviteit van een stof (Becquerel) is een maat voor

1. hoeveel straling je ontvangt
2. hoeveel atoomkernen er vervallen

Waarom is straling gevaarlijk?
Vul in en lees daarna meer uitleg.

Als je bestraald bent met radioactieve straling - ben je dan zelf radioactief?

1. ja
2. nee

Opgaven par 7.2 en 7.3 (huiswerk)

Vragen, of iets niet gelukt? Laat horen in de chat.

Volgens mij klopt opgave 29a niet. Zien jullie de fout ook? Ik geef een virtuele beloning voor wie het als eerste doorheeft. Laat maar horen op de chat.

Als je het niet weet, kijk later in de les dan het filmpje op YouTube over Tsjernobyl en andere radioactieve plekken. Denk na over wat een Geigerteller eigenlijk meet. Misschien helpt dat.

Filmpje

Er volgt zo een filmpje om te leren welke stralingsdoses voorkomen  op aarde. In plaats van mSv gebruiken ze bananen als eenheid ... zijn bananen radio-actief?  

Na dit filmpje weet je het.

En je weet waar op aarde je de meest radioactiviteit vindt ("The answer will shock you"). 

01:51

Is een banaan een goede maat voor de achtergrondstraling?

1. Ja, allebei ongeveer 0,1 microSievert per uur
2. Nee

02:35

De bom op Hirosjima (1945) zorgt nu nog voor meer straling. Hoeveel hoger dan het normale achtergrondniveau?

1. 10 000 x
2. 100 x
3. 10 x
4. 3 x

03:47

Waarom is de deurknop van Marie Curie radioactief?

1. Door hoge stralingsniveau's vroeger
2. Radioactieve stof kwam van haar handen op de knop
3. Hij is gemaakt van radium

04:05

De deurknop werd rond 1900 besmet met radium. Kies de juiste halveringstijd van radium ...

1. 1600 seconden
2. 1600 dagen
3. 1600 jaar

04:44

Het "voordeel" van atoombommen vergeleken met een ouderwets explosief (dynamiet) is ..

1. veel goedkoper
2. veel meer energie dus vernietigingskracht
3. hernieuwbare grondstof

05:31

Hoelang kun je vliegen (3 microSv/uur) om je jaarlijkse dosislimiet te bereiken (20 milliSv)?

06:58

Waarom wordt de bovenste laag grond weggehaald?

1. Omdat hij radioactief bestraald is geweest
2. Omdat hij besmet is met radioactief materiaal

10:27

Rook jij? Wat vind je ervan dat roken zorgt voor radioactiviteit in je longen?

Hoe werkt kernenergie?

Aan het einde van de les kun je uitleggen:

- hoe kernsplijting werkt

- wat een kettingreactie is

- wat regelstaven regelen

- hoe kernenergie werkt (op hoofdlijnen)

- wat voor- en nadelen zijn van kernenergie

Verdieping:

- wat kernfusie is

- wat er gebeurt in het binnenste van de zon

Kernsplijting 

Naast spontane radioactiviteit (alfa, beta, gamma en Rontgen) is ook een ander proces belangrijk.

Dit is splijting van kernen. Hierbij komt radioactieve straling vrij.

E = m . c²

Massa kan worden omgezet in in energie en omgekeerd 

Gebeurt bij kernsplijting (van grote atomen) en kernfusie (van kleine atomen)

Lees nu para 12 van je boek (opgaven overslaan)

Kernenergie

• In een kerncentrale wordt elektriciteit opgewekt met de energie die ontstaat bij kernsplijting.

• Hierbij wordt kernsplijting toegepast. Spontane radioactiviteit (verval via alfa-, beta- of gammastraling) levert te weinig energie.

• De splijtstof die gebruik wordt is uranium, .

Kernenergie

• Natuurlijk uranium bestaat grotendeels uit de isotoop uranium-238 en voor 0,7% uit uranium-235. 

• U-235 wordt beschoten met een neutron en valt dan uit elkaar, dit levert veel energie

• De energie verhit water tot stoom en de stoom laat een turbine draaien. Daarmee maak je elektriciteit.

Regelstaven

Regelstaven (vaak bestaan deze uit Cadmium en/of Boor) kan je in een reactor laten zakken, deze staven houden neutronen tegen.

Als alle neutronen tegengehouden worden kan er dus geen nieuwe kernsplijting plaatsvinden

Waarom zijn kerncentrales altijd in de buurt van de zee of een rivier.

1. Om genoeg water te hebben voor eventuele brand.
2. Voor koelwater
3. Omdat water gebruikt wordt voor kernsplijting.
4. Wateratomen worden afgevuurd op uranium.

Gevaren kern-energie

Radioactieve straling ontstaat bij kernsplijting

     - Grote hoeveelheid dodelijk (kanker zoals leukemie en schildklierkanker)

Splijten uraniumatomen → kettingreactie:

     - In kerncentrale onder controle gehouden

- Ergste geval: meltdown

Nalezen

Lees para 13, 14, 15 uit je boek.

Sla de opgaven over, maak alleen opgave 46.

Verdieping

Heb je nog tijd in de les? 

Dan wil je ook de rest zien!

Klik verder.

Hoe komt de zon aan energie?

Bij kleine atomen (waterstof helium, ..) levert  de samenvoeging energie op. 

Tot 1938 was het een groot raadsel waarom zon en sterren zo heet zijn. Hans Bethe loste het raadsel op: hij ontdekte dat er kernfusie is in het binnenste van de zon.

Waterstofkernen (1 proton) fuseren onder hoge druk tot helium (2 protonen). Dit geeft veel energie!

Hoe lang gaat dat door?

Na miljarden jaren is alle waterstof omgezet in helium (de zon is ongeveer op de helft nu). Daarna kan de helium zelf ook nog fuseren. 

En bij zware sterren gaat dit nog verder tot aan het element ijzer (26 protonen).

Daarna is de energie op. Fusie van ijzer kan niet, want dat zou energie kosten ipv opleveren. De ster  komt aan zijn einde.

Hoe lang heeft de zon nog? 

http://hemel.waarnemen.com/FAQ/Zon/004.html

Tsjernobyl 1986

Menselijke en technische fouten => kettingreactie in de reactor kon niet gestopt.

Oververhitting en explosie

Groot gebied besmet met radioactieve stof

Brandweer en medewerkers veel straling

Lees op Wikipedia over de kernrampen in Tsjernobyl en Fukushima. Noem enkele overeenkomsten en verschillen.