kernfysica Flashcards
(81 cards)
1
Q
wat is een atoom
A
de kleinste bouwsteen met de chemische eigenschappen van een element
2
Q
hoe is een atoom opgebouwd
A
het bevat een kern met protonen en neutronen waarrond de elektronen rondvliegen
3
Q
wat is een proton
A
een subatomair deeltje met een positieve lading
= 1,6 x 10 tot de -19de C
4
Q
wat is een neutron
A
een subatomair deeltje zonder elektrische lading
5
Q
wat zijn de nucleonen
A
de protonen en de neutronen
6
Q
wat is het atoomnummer Z
A
het aantal protonen in de kern van een atoom
7
Q
wat is het massagetal (atoommassa) A
A
aantal protonen en neutronen in de kern van een atoom
A = nucleonental
8
Q
betekenis N
A
A-Z
het neutronental
9
Q
wat is een nuclide
A
een bepaald element met een massagetal A en het atoomnummer Z
10
Q
wat zijn isotope nucliden
A
kernen met hetzelfde aantal protonen maar een verschillen aantal neutronen
11
Q
isotope nucliden eigenschappen (4)
A
- even grote + elektrische
lading - verschillend kernmassa’s. - zelfde chemische
eigenschappen - dezelfde plaats in PSE
12
Q
wat is een nuclidentable
A
hierin worden de isotope nucliden voorgesteld
=> enorm groot (+2500)
13
Q
hoe werkt een nuclidekaart/tabel
A
- X-as = protonen in kern Z
- Y-as = neutronen N
- N/Z = kernverhouding
- N-Z =neutronenoverschot
14
Q
betekenis punten van stabiele isotopen die boven elkaar staan in een nuclidegrafiek
A
het zijn isotopen van hetzelfde atoom met een verschillende aantal neutronen
15
Q
wat beteken punten die naast elkaar staan in een nuclidegrafiek
A
ze hebben een gelijk aantal neutronen
16
Q
wat betekenen de punten die op de bissectrice van de grafiek liggen
A
ze hebben ene gelijk aantal neutronen en protonen
17
Q
Algemeen besluit nuclidenkaart
A
- Nucliden komen alleen bij bepaalde kernverhoudingen voor
- sommige stabiel: veranderen niet
- sommige instabiel
- lichte kernen => N ong = Z
- zware kernen N>Z
18
Q
Quark proton
A
1 downquark, 2 upquarks
=> totale lading: +1
19
Q
Quark neutronen
A
2 downquarks, 1 upquark
=> totale lading: 0
20
Q
elektrische lading downquark
A
1/3 v. elementaire lading e
21
Q
elektrische lading upquark
A
2/3 v. elementaire lading e
22
Q
wat is de elementaire lading
A
kleinste lading die vrij in de natuur voorkomt
23
Q
krachten in de kern
A
- protonen oefenen afstotingskracht uit: Coulombkracht. ze zitten vlak tegen elkaar in kleine kern.
- aantrekkende kernkracht tussen Quarks nucleonen: trekt alle nucleonen naar elkaar. werkt alleen van dichtbij
24
Q
extra: van wat is kernkracht het gevolg
A
van onderliggende sterke wisselwerkingsreacties tussen de quarks
25
wanneer is een element stabiel
bij bepaalde kernverhoudingen compenseert de sterke kernkracht de coulombkracht
26
waarom zijn er meer neutronen dan protonen bij de zware stabiele kernen
afstotingskracht tss vele protonen groot. Veel neutronen nodig, zodat ze zich verder van elkaar bevinden = minder afstoting
27
hoe is de relatieve massa van een atoom berekend
= de gemiddelde massa van alle isotopen
eenheid: u
28
wat is het massadeficit
het verschil tussen de massa van de atoomkern en de som van de massa's van de nucleonen v/d kern
29
wat zegt einstein + formule
- relativiteitstheorie: massa kan omgezet worden in E
- E = Δm x c²
E= energie
Δm = massadeficit
c = lichtsnelheid
30
hoe groot is de lichtsnelheid
3 x 10 tot de 8ste m/s
300 000 km/s
31
wat is de bindingsenergie per nucleon
de energie die per nucleon moet toegevoegd worden om een nucleon uit de kern vrij te maken
32
wat is de bindingsenergie van de kern
de energie die overeenkomt met het massadeficit
ΔE = Δm x c²
33
conclusie van de bindingsenergie
bij de vorming van een kern is er massaverlies en komt er energie vrij
bij splitsing van een kern is er massawinst en energie moet geleverd worden
34
wat is de rustenergie + formule
de rust energie is de energie van de kern vanwege zijn massa
𝑬_𝟎𝒌𝒆𝒓𝒏 =𝒎_𝒌𝒆𝒓𝒏 x 𝑐2
35
hoe kan je kernen met elkaar vergelijken qua energie-inhoud?
door gemiddelde rustenergie per kerndeeltje in een bepaalde kern te vergelijken met de gemiddelde rustenergie per kerndeeltje in een andere kern
36
formule massa van de nucleonen als ze apart staan
𝑀_𝑎𝑝𝑎𝑟𝑡 =𝑚_𝑝+ 𝑚_𝑛
37
stappenplan bindingsE berekenen
- massa van atoom (tabel)
-mker: Matom - Melektron
- Δm = Mapart - mkern
- ΔE met Δm
38
welk atoom heeft de maximale bindingsenergie + betekenis
Fe
alles links van Fe in grafiek wijst op kernfusie
alles recht van Fe in grafiek wijst op kernsplijting
39
hoe hoger de bindingsenergie
hoe sterker de binding van nucleonen in de kern
40
rustenergie per nucleon informatie
- rust E/A voor alle keren (behalve lichste): 930-934
- lichte kernen grootte E_0/A neemt af met stijgende A
- minimum bij Fe, meest E nodig om kerndeel vrij te maken
- Fe heel stabiel, komt veel voor in heelal
41
wat is kernfusie
het samensmelten van 2 lichtere kernen om een zware kern te vormen. Als 2 kleine kernen fusioneren, wordt een stabielere kern gevormd. Hierbij komt E vrij.
42
wat is kernsplijting
zware kernen splitsen in lichtere kernen om stabielere lichtere kernen te vormen. Hierbij komt E vrij
43
kenmerken radioactiviteit (4)
- zwarting werking op een
goed afschermende
fotografische plaat
- zeer doordringende
werking
- oplichten van
fluorescerende stoffen
- sterk ioniserend
vermogen
44
wanneer zijn materialen radioactief
wanneer de materialen ioniserende straling uitzenden
45
wat is radioactieve straling
de ioniserende straling van radioactief materiaal
46
wat is een radionuclide
bij radioactief verval verandert het atoom en ontstaat er een RADIONUCLIDE
47
synoniem kernreactie
transmutatie
48
welke 3 soorten straling zijn er
- Alfastraling (α-straling)
- Bètastraling (β-straling)
- Gammastraling (γ-
straling)
49
wat is alfastraling
een (_2^4)𝐻𝑒deeltje ((_2^4)𝐻𝑒) wordt uit de kern van een atoom gestoten
50
wat zegt de eerste transmutatieregel van Soddy (α-straling)
moederkern (X) wordt gesplitst in dochterkern (Y) en een He-atoom
51
eigenschappen α-straling
- treedt op bij zwaardere
nucliden
- snelheid deeltjes: 1500-
20000 km/s
- veroorzaken veel
ionisaties per cm
- raken E snel kwijt: kleine
doordringingsvermogen
- blad papier/ huid brengt
deeltjes tot rust
- ontstaan ander element
- exo-energetische reactie
52
wat gebeurt er bij
β-straling
een deeltje wordt uit de kern afgestoten met de massa van een elektron
53
wat gebeurt er bij
βmin-straling + regel
een neutron wordt omgezet in een proton en een elektron
tweede transmutatieregel Soddy:
X --> Y + e-
met Y: Z(x)+1
54
wat gebeurt er bij βplus-straling
een proton wordt omgezet in een neutron en een positief elektron (positron)
X--> X + e+
met X: Z-1
55
wat is een positron
een deeltje met de eigenschappen van een elektron maar met een positieve lading
56
eigenschappen β-straling
- bij lichte en zware nuclide
- snelheid dtjs 250000 km/s
- klein ioniserend vermoge
want kleine massa
- door snelheid groot
doordringingsvermogen
- aluminium kan β-
tegenhouden
- ontstaan ander element
57
wat is γ-straling
een atoomkern in een hoge aangeslagen toestand kan op vele verschillende manieren vervallen naar zijn grondniveau lang tussengelegen niveaus. Elke stap kan γ-straling opleveren
58
reactie moeder/dochter kern
X∗→𝑋+𝛾
=> Z en A ongewijzigd
59
eigenschappen γ-straling
- stralin elektromagnetisch
spectrum
- fotonen = lichtsnelheid
- beperkt ioniserend
vermogen = kleine massa
- grote snelheid = groot
doordringingsvermogen
- dikke beton laag voor
tegen te houden
- geen ander element
ontstaat
60
welk gas + spanning bij Geiger-Mullerteller
Argon
+400 V op centrale draad
61
Wat gebeurt er bij binnenkomend deeltje? bij de Geiger-Mullerteller
- Deeltje ioniseert een argonatoom
- Elektron wordt losgemaakt
- Elektron versnelt naar draad en botst onderweg → elektronenlawine
62
Wat is het resultaat bij de Geiger-Mullerteller
Veel elektronen bereiken draad tegelijk
➝ Puls ontstaat
➝ Puls wordt versterkt en geteld
63
wat is een radioactief verval
- een spontaan en toevallig proces
64
hoe kan je radioactief verval wiskundig beschrijven
- radioactief verval van een aantal nucliden verloopt in tijd altij op dezelfde manier
- aantal radionucliden worden tot de helft herleid in dezelfde tijdsduur
65
wat is de halveringstijd
T(1/2) is de tijd waarin de helft van het aantal kernen vervalt
66
wat zegt de vervalwet
N(t) = N0 x 2 (tot de -t/T1/2)
N(t): aantal actieve kernen op tijdstip t
N(0): aantal actieve kernen op tijdstip 0
t: tijd in s
T1/2: halveringstijd in s
67
hoe ontstaan instabiele
C-14 atomen
stikstof wordt gebombardeerd door kosmische straling.
68
C-14 en C-12 over de jaren
meeste in de lucht C-12 (stabiel), klein percentage C-14 (instabiel)
verhouding van C-14 en C-12 is constant
69
halveringstijd C-14 + organismen?
- 5730 jaar
- alle levende organismen nemen radioactief C-14 op
70
hoe krijgt een organismen C-14 binnen
door de ademen en te eten
71
wat gebeurt er met de C-14 nadat organisme sterft
sommige organismen veranderen in fossielen, waardoor het verval van de radioactieve koolstof doorgaat, en er minder van overblijft.
72
Hoe meten wetenschappers de hoeveelheid C-14 in een fossiel?
ze verbranden een kleine hoeveelheid zodat ze wordt omgezet in CO²,
als vervallende C-14 in N² verandert, worden de elektronen die vrijkomen opgespoord door stralingsmeter
73
Hoe wordt de ouderdom van een fossiel bepaald met C-14?
De gemeten hoeveelheid C-14 wordt dan vergeleken met de hoeveelheid C-12, Op deze manier kan worden vastgesteld hoeveel radioactieve koolstof is vervallen en daarmee hoe oud het fossiel is.
74
voor wat wordt het verval van radioactieve isotopen nog gebruikt
voor de diagnose en de behandeling van ziekten
75
wat is het verband tussen een botscan en het verval van radioactieve isotopen
de radioactieve stof bevat technetium dat zich ophoopt in actieve botgedeelten, de zogenaamde hot spots.
Bij verdenking op kanker in het bot, kan een scan tonen waar men met verder onderzoek preciezer kan kijken.
76
verband tussen een skeletscintigrafie en het verval van radioactieve isotopen
een kleine hoeveelheid radioactieve stof wordt
toegediend in een ader van de arm.
de stof wordt grotendeels opgenomen in het skelet.
plaatsen in het skelet op te sporen met verhoogde botafbraak of botopbouw.
77
hoe meer atomen per seconde vervallen...
hoe meer straling de stof zal uitzenden
78
wat is de gemiddelde activiteit Ag van een hoeveelheid radioactieve stof
de verhouding van het aantal kernen dat verval in dat tijdsinterval Δt, tot dat tijdsinterval
79
formule + betekenis tekens
Ag(t) = (N0 - N(t))/Δt
A(t): activiteit tijdstip t in Bq
ΔN(t): aantal kernen die vervallen
Δt: tijd in seconden
80
wat is de ogenblikkelijke activiteit A
de activiteit van een radioactieve stof op een bepaald tijdstip
81
teken van de desintegratieconstante + 'formule'
λ
A~N, dus A= λ x N
