de ionen in het magnetische veld van het afbuigdeel. Bereken hun snelheidsverhouding bij het binnenkomen van het afbuigdeel.

Transcriptie

1 A B MASSASPECTROMETER In de ionenbron van een massaspectrometer ontstaan 12 C + - en 14 C + -ionen. Deze ionen komen met verwaarloosbare snelheid in het versnellingsgedeelte van het apparaat. Er heerst een veld van 1,010 4 N/C. Na een afstand van 2,0 cm afgelegd te hebben komen de ionen in het magnetische veld van het afbuigdeel. Bereken hun snelheidsverhouding bij het binnenkomen van het afbuigdeel. Uitwerking: v 2qV m v12 v 14 1, qu = ½mv 2 14 MASSASPECTROMETER In de ionenbron van een massaspectrometer ontstaan 235 U + - en 238 U + -ionen. Deze ionen komen met verwaarloosbare snelheid in het versnellingsgedeelte van het apparaat. Er heerst een veld van 1,010 4 N/C. Na een afstand van 2,0 cm afgelegd te hebben komen de ionen in het magnetische veld van het afbuigdeel. Bereken hun snelheidsverhouding bij het binnenkomen van het afbuigdeel. KERNFYSICA De isotoop 209 Tl is niet stabiel. Een preparaat 209 Tl blijkt op t = 0 een activiteit van 1,3 kbq te hebben. Geef de vergelijking van het verval van 209 Tl. Controleer met behulp van het massadefect de energie die BINAS vermeldt van de -straling van 209 Tl. C Bereken de activiteit van de 209 Tl-atomen op t = 600 s. D Bereken de hoeveelheid 209 Tl-atomen op t = 600 s. E A De gemeten activiteit van het preparaat op dat moment blijkt hoger dan je op grond van de in de vorige vraag berekende hoeveelheid 209 Tl-atomen moet verwachten. Wat is daar de oorzaak van? KERNFYSICA Een belangrijk instrument is de massaspectrometer. De massaspectrometer, zoals wij die besproken hebben, bestaat uit een ionisatieruimte, een versneller, een afbuigdeel en een detector. In de ionisatieruimte worden ionen gemaakt van de te onderzoeken atomen. Deze krijgen een lading +1e. In de versneller doorlopen ze een potentiaalverschil van 200 V en komen dan in het afbuigdeel, waar zij door de lorentzkracht afbuigen. Leid af welke meetgegevens je nog nodig hebt om de massa van het ion te kunnen berekenen. De isotoop 209 Tl is niet stabiel. Een preparaat 209 Tl blijkt op t = 0 een activiteit van 1,3 kbq te hebben. B Geef de vergelijking van het verval van 209 Tl. C Controleer met behulp van het massadefect de energie die BINAS vermeldt van de - straling van 209 Tl. D Bereken de activiteit van de 209 Tl-atomen op t = 600 s.

2 A B C A B DE ACTIVITEIT VAN 222 RN In een kruipruimte zitten radonatomen. De genoemde radonisotoop is een -straler. Geef de vervalreacties van dit radon en van de ontstane dochterkern weer in een grafiek, waarin je het aantal neutronen uitzet tegen het aantal protonen van de betreffende isotopen. Gebruik hiervoor figuur 1, waarin je zelf nog een geschikte schaalverdeling moet aanbrengen. Voor dit verval geldt N(t) = N(0) e t = N(0) (½) t/. Hierin stelt N(t) het aantal atomen voor op het tijdstip t en is een voor de isotoop specifieke grootheid die vervalconstante heet; is de halfwaardetijd. Leid uit deze formule af wat de eenheid van moet zijn. Bereken de activiteit van het radon in de kruipruimte als er 3,010 7 atomen 222 Rn in de kruipruimte aanwezig zijn. YTTRIUM 88 Y is een + -straler. Bereken met behulp van het massadefect de energie die bij deze vervalsreactie vrijkomt. Zo n + -deeltjes zal zeer waarschijnlijk een elektron tegenkomen en annihileren, waarbij twee s ontstaan van gelijke golflengte. Bereken, uitgaande van stilstaande deeltjes, de grootte van die golflengte en leg uit of je een grotere of kleinere golflengte verwacht bij meting.

3 A B KERNCENTRALE Om een kerncentrale gecontroleerd te laten werken zijn volgens een patroon zoals in figuur 2 is te zien o.a. splijtstofstaven (de blokjes) aangebracht en regelstaven (de kruisjes). Bovendien is een moderator aanwezig. De moderator is niet in figuur 2 aangegeven. (Bron: Kernenergiecentrale Dodewaard.) Bespreek waarom de regelstaven en de moderator nodig zijn en leg uit hoe zij hun werk doen. Als bezoeker van de kerncentrale kreeg je indertijd een instructieboekje waarin de tekening van figuur 3 voorkwam. Leg aan de hand van de tekening en/of de bijbehorende tekst uit waar men bang voor was.

4 DODEWAARDS EINDE In de NRC van 29 januari 2000 opent de wetenschapsbijlage met die kop. Als inleiding volgt dan nevenstaande tekst. De verwijderde reactorstaven worden opgeslagen in afwachting van verdere verwerking. In de staven zit o.a. een interessant percentage 235 U. Het 235 U vervalt onder uitzending van een -deeltje met een kinetische energie van 4,52 MeV. Maar ook de achterblijvende dochterkern krijgt kinetische energie. A Bereken de kinetische energie van de dochterkern, gebruik makend van impulsbehoud. B Bereken de bindingsenergie per nucleon in 235 U. Wat nog rest is de ontmanteling, te beginnen over 40 jaar. Tenzij minister Pronk anders beslist. De ontmanteling heeft vooral betrekking op het reactorvat; zie het stalen vat bij de bouw in de takels. Het reactorvat is zelf radioactief geworden door het voortdurend neutronen- bombardement van de in bedrijf zijnde reactor. Het merendeel van de gevormde radio-isotopen heeft een halfwaardetijd die kleiner is dan 10 jaar. C D E Je krijgt 2 stellingen, die je met natuurkundige argumenten moet verdedigen of weerleggen. Stelling 1: Je kunt beter nu het nuttige 235 U uit de splijtstofstaven halen, dan heb je meer dan over 40 jaar. Wat is je mening hierover? Stelling 2: Als de halfwaardetijd van die gevormde radio-isotopen inderdaad kleiner is dan 10 jaar, kun je net zo goed meteen gaan ontmantelen, want dat is niet zo gevaarlijk als wanneer het isotopen waren met een halfwaardetijd van bijv. 80 jaar. Wat is je mening hierover? Twee personen, A en B, ontvangen beiden een stralingsbelasting van 4,0 msv. A weegt 80 kg, B weegt 60 kg. A is aan -straling en B aan -straling blootgesteld. De weeg-/kwaliteitsfactor van -straling is 20, van -straling is dat 1. De kwaliteitsfactor speelt een rol in de formule H = D Q. Bereken of leid af wie de meeste stralingsenergie heeft geabsorbeerd.

5 A B C D E Je gaat ervan uit dat de moeder kern in het begin geen snelheid heeft. De impuls is dan nul. Gaat het -deeltje naar rechts dan gaat de dochterkern met dezelfde impuls naar links. De reactie is: 92U2 90Th 4 (mv) = (Mv) Th 4 v = 231 v Th v Th v 231 (½mv 2 ) Th = ½ m ( v ) 2 = (½mv 2 ) = ,52 = 0,078 MeV. Natuurlijk kun je ook de snelheid van het -deeltje uitrekenen, dan de snelheid van het Thdeeltje en dan de kinetische energie. De bindingsenergie is de energie die vrijkomt als het atoom uit de componenten wordt opgebouwd. Een 235 U-atoom bestaat uit 92 protonen, 92 elektronen en 143 neutronen. De massa daarvan is 92 (5, ,007276) , = 236,9589 u De massa van het atoom is 235,0439 u. Het massadefect is 1,915 u = 1, ,49 MeV = 1783,8 MeV. Dat is per nucleon 1783,8 / 235 = 7,59 MeV.= 1, J De halfwaardetijd van 235 U is jaar. Die 40 jaar is daarbij verwaarloosbaar. Over 40 jaar heb je dus dezelfde hoeveelheid als nu. De stelling is dus niet juist. Als de halfwaardetijd minder dan 10 jaar is, dan is de activiteit groter dan van een isotoop met een halfwaardetijd van 40 jaar en dus gevaarlijker; tenzij de eerste groep -stralers en de tweede groep -stralers zijn. In zijn algemeenheid is de stelling dus niet juist. H = 4,0 msv = D Q A: D = 4,0 / 20 = 0,20 mgy = 0,20 mj/kg geabsorbeerde energie = 60 0,20 = 12 mj. B: D = 4,0 mgy = 4,0 mj/kg geabsorbeerde energie = 80 4,0 = 320 mj. B heeft dus de meeste energie geabsorbeerd. Het is goed als je opmerkt dat het verschil in massa niet de doorslag geeft bij de verhouding 60:80 terwijl het verschil in Q 20:1 is. BOTSING, ELASTISCH Geen examenstof? Een neutron botst met een kinetische energie van 0,50 MeV volkomen elastisch tegen een stilstaande en 12 maal zo zware koolstofkern. Bereken de kinetische energie van het neutron na de botsing. MASSASPECTROMETER In de ionenbron van een massaspectrometer ontstaan 12 C + - en 14 C + -ionen; geen Ne deze keer zoals in de tekening. De ionen komen met verwaarloosbare snelheid in het versnellingsgedeelte van het apparaat en doorlopen een spanning van 200V. Dan komen de ionen in het magnetische veld van het afbuigdeel. Bereken hun snelheidsverhouding bij het binnenkomen van het afbuigdeel.

6 A B C D E F RADIOACTIVITEIT De rotsachtige bodem van hooggelegen skigebieden bevat dikwijls een hoger percentage radioactief materiaal, dan de zandgrond in de Drunense duinen, en veroorzaakt daardoor een hogere stralingsbelasting voor de aanwezige mensen. Leg uit of je vanwege de radioactieve stoffen in die rotsachtige bodem moet denken aan stralingsbelasting door -, - of -straling. Ook omdat je hoger zit, zal de achtergrondstraling groter zijn. Volgens een publicatie, geraadpleegd tijdens het samenstellen van dit schoolonderzoek, moet je rekenen op een extra dosisequivalent van 0,02 millisievert voor een veertiendaagse skivakantie op grotere hoogte. Leg uit in welk opzicht dit meer informatie geeft, dan een extra dosis van 0,02 milligray. Ten gevolge van de kosmische stralen worden in de atmosfeer neutronen gevormd. Als deze botsen tegen een N-kern kan de volgende reactie plaatsvinden: 0n 7N 6C1H Bereken of voor deze reactie energie nodig is of dat er juist energie vrijkomt. Bereken ook hoeveel energie, uitgedrukt in MeV. De gevormde koolstofisotoop is radioactief. Levende organismen bevatten per gram koolstof 0,23 Bq koolstof-14. Deze hoeveelheid is tijdens het leven constant, maar neemt daarna af ten gevolge van het verval. Bereken na hoeveel tijd de activiteit nog slechts 0,02 Bq is. Bereken het aantal 14 C-atomen dat nodig is om een activiteit van 0,02 Bq te hebben. Teken de activiteit van het 14 C van 0,23 Bq tot 0,02 Bq als functie van de tijd op het stuk enkellogaritmisch papier hiernaast:

7 Uitwerking: A Uit de inleiding op de vraag volgt dat het gaat om radioactieve materialen in de bodem. De daarbij ontstane - en -straling kan niet door de bovenste lagen rots heen dringen. Hun doordringend vermogen is daarvoor te klein. De stralingsbelasting zal het gevolg zijn van -straling. B Het gaat bij de sievert om de invloed op het weefsel. Een zelfde hoeveelheid stralingsenergie, uitgedrukt in gray = joule per kilogram, heeft een grotere invloed als het stralen betreft dan wanneer het betreft. C Er komt energie vrij, als de totale massa vóór de reactie groter is dan erna. We rekenen de kernmassa s uit in u: vóór de reactie: 1, , m elektron = 15, u 7m e na de reactie: 14, m e + 1, m e = 15, u 7m e m = 6, u = 6, ,49 MeV = 0,62 MeV komt vrij. D De activiteit A is evenredig met het aantal kernen N. N(t) = N(0) (½) t/ A(t) = A(0) (½) t/ 0,02 = 0,23 (½) n n = 3,5 halfwaardetijden t = 3,5 = 3, jaar = 20,210 3 jaar ln2 0, 02, N N , E A = N ln 2 F

8 A B C D E F G KRUIPRUIMTE Een van de bronnen van de achtergrondstraling is het gasvormige radon. Dat komt uit de ondergrond door het daar vervallende vaste 226 Ra. Daarbij wordt -straling uitgezonden. Het ontstane radon, ook een -straler, kan zich ophopen in afgesloten ruimten en zo de stralingsbelasting doen toenemen. Schrijf de vergelijking van het -verval op. Leg uit of het de -straling van dit 226 Ra is of die van het ontstane radon, waarvoor we voorzorgsmaatregelen moeten nemen. Bereken de bindingsenergie per nucleon voor 226 Ra. De gemiddelde achtergrondstraling geeft een stralingsbelasting ten gevolge van radon van 0,90 msv per jaar. Maak een schatting van de stralingsenergie die jij daardoor per jaar ontvangt. Een schatting is geen slag in de lucht, maar een berekening voorzien van veronderstellingen. Een andere radiumisotoop is Ra. Dat vervalt volgens 88Ra β Bereken de energie die vrijkomt bij dit -verval van 228 Ra. Zo n -deeltje kan men waarnemen in een bellenvat. Bij een zekere bellenvatfoto ziet men een -deeltje naar binnenspiraliseren. Dit komt door afnemende snelheid in een magneetveld, loodrecht op het vlak waarin het elektron beweegt. De kinetische energie van het -deeltje is in het begin van de baan 0,59 MeV. Bereken de kinetische energie van het elektron als de cirkelbaan een straal heeft die nog maar de helft is van de straal in het begin. Bij veel kernsplijtingen komt 137 Cs vrij. Bereken hoe lang het duurt voordat een door 137 Cs besmet voorwerp nog slechts 10% van zijn activiteit heeft Ac K-VANGST K-vangst wordt bij 113 In gevolgd door Rö-straling, maar bij 11 C niet. Leg dat uit, maar schrijf eerst de reactievergelijking op. Antw: energieverschillen in schillen bij C te klein

9 DE HALVERINGSTIJD VAN ZEER LANG LEVENDE ISOTOPEN.(naar vwo 1981-I) De kaliumisotoop 40 K komt voor in natuurlijk kaliumchloride (KCl). Dit isotoop is radioactief. Onder andere vindt er K-vangst plaats. Dat proces kun je weergeven in een isotopenkaart. Een gedeelte van een isotopenkaart is weergegeven: A Geef in deze kaart zowel de positie aan van de 40 Kkern als van de kern die ontstaat door die K-vangst. Breng daartoe zelf een geschikte schaalverdeling aan. B 40 Er heeft ook verval plaats volgens: K + 40 Ca Bereken uit het massadefect de energie die hierbij beschikbaar komt. Men doet 1,0 gram kaliumchloride in een cilindervormig schaaltje. De diameter van het schaaltje bedraagt 4,2 cm. Het kaliumchloride ligt gelijkmatig verdeeld over de gehele bodem van het schaaltje. Het laagje is dus overal even dik. Men plaatst het schaaltje met kaliumchloride vlak onder het venster van een Geiger-Muller telbuis. Het venster heeft een diameter van 1,8 cm. Het midden van het schaaltje bevindt zich onder het midden van het venster van de telbuis. Zie de foto. Een aantal malen wordt het aantal pulsen geteld, en wel telkens gedurende 1,0 minuut. Daarna wordt een identiek maar leeg schaaltje op precies dezelfde wijze onder het venster van de telbuis geplaatst. Ook nu wordt een aantal malen het aantal pulsen geteld, telkens 1,0 minuut. De meetresultaten staan in onderstaande tabellen.

10 schaaltje met 1,0 gram KCl leeg schaaltje meting aantal pulsen meting aantal pulsen C D E Aangenomen mag worden dat alle deeltjes die het venster van de telbuis treffen, geregistreerd worden. Bepaal uit deze meetresultaten het gemiddeld aantal pulsen dat door de telbuis per minuut wordt gemeten, veroorzaakt door het kaliumchloride. Bereken het totale aantal deeltjes dat per minuut uit het laagje kaliumchloride treedt. Voor dit radioactief vervalproces geldt: N(t) = N(0) e t Hierin is: N(t) het aantal atomen 40 K op het tijdstip t, N(0) het aantal atomen 40 K op het tijdstip 0 en de vervalconstante. Leid uit de gegeven formule de SI-eenheid van af. Verder uitwerken blijkt voor in SI-eenheden de waarde 1, op te leveren. F Bereken hieruit de halfwaardetijd van 40 K. alternatieve foto:

11 Vervolg: ZELFABSORPTIE Van de deeltjes die door zo'n preparaat worden geproduceerd, worden sommige reeds in het preparaat zelf geabsorbeerd. De verhouding van het aantal geabsorbeerde en het aantal geproduceerde deeltjes noemt men de zelfabsorptie-coëfficiënt van het preparaat. In de grafiek is deze zelfabsorptie-coëfficiënt van kaliumchloride gegeven als functie van de massa per oppervlakte-eenheid. G H I Bereken de massa per oppervlakte-eenheid (uitgedrukt in mg/cm 2 ) van het laagje kaliumchloride in het schaaltje. Bepaal hoe groot de zelfabsorptie-coëfficiënt in dit geval is. Onder de activiteit van een radioactief preparaat verstaat men het aantal atomen dat per seconde vervalt. Bereken de activiteit van de 1,0 gram kaliumchloride in het schaaltje.

12 VERVAL Tijdens een experiment ontstaat een hoeveelheid 31 S. Dit blijkt een + -straler te zijn. a. Geef de vergelijking van het verval van 31 S. De activiteit van dit 31 S-isotoop is gemeten als functie van de tijd, zie grafiek. b. Bepaal de activiteit op t = 0 s. c. Bepaal de halveringstijd. d. Bepaal de hoeveelheid 31 S-atomen op t = 0 s. Uitwerking: a 16S1 15P b grafiek doortrekken: 480 Bq = 0,48 kbq c Na drie halfwaardetijden heb je een activiteit over van 60 Bq. Dat is op t = 3 = 7,85 s = 2,6 s. d A = N en = ln 2 dus N = A/ = 480 2,6 / ln 2 = 1814 = 1,8 10²

13 HERSENONDERZOEK Men doet hersenonderzoek met behulp van positronen, die vrijkomen bij deze reactie: 11 C 11 B 6 5 β a. Bereken de kinetische energie van het positron. b. Geef deze reactie weer op bijgaande isotopenkaart. Het bestaan van positronen kan worden afgeleid uit bellenvatfoto's. Het bellenvat is in een magneetveld geplaatst, waardoor geladen deeltjes cirkelbanen willen beschrijven. In bijgaande tekening is een bellenvatfoto nagetekend. Twee fotonen, gestippeld omdat ze op de foto niet te zien zijn, botsen tegen een waterstofatoom, waarbij deeltjes ontstaan die in tegengestelde richting 'krullen'. Bij gebeurtenis A, ontstaan niet alleen een elektron en een positron, maar wordt tevens het elektron van het waterstofatoom weggeketst. c. Leid af hoe het magneetveld was gericht. d. Beredeneer welk elektron de grootste snelheid kreeg bij gebeurtenis A. e. Waarom spiraliseren het ontstane elektron en positron i.p.v. een gewone cirkel te beschrijven? f. Waarom is het spoor van een foton in een bellenvat niet waarneembaar? Ook bij gebeurtenis B vindt creatie van deeltjes plaats door interactie van een foton met een kern. De minimaal vereiste energie van zo'n foton is 1,022 MeV. g. Bereken de impuls van dat foton.

14 LA De stof 138 La 57 is een -straler. Geef de vervalreactie. De energie van het -deeltje is 0,21 MeV. Bereken de golflengte van röntgenstraling met diezelfde energie. Uitwerking: La 1 58Ce. hc hc E E 6, , , , , 9 10 m. PLATINA Ir-192 blijkt te kunnen vervallen tot Pt-192. De atoommassa van Pt-192 is 191, u. 1 Leid de vervalreactie af. 2 Bereken de bij dit verval vrijkomende energie in J. 3 Bereken de bindingsenergie van Pt Ir 77 78Pt vóór: 191, m e ná: 191, m e + m e verschil: m = 1, u =1, , kg E = mc² = 2, (2, )² = 2, J of m = 1, u = 1, ,49 MeV = 2, J 3 Massa van de componenten: 78 protonen = 78 1, = 78, u (192-78)neutronen = 114 1, = 114,98781 u 78 elektronen = 78 5, = 0, u Alles samen 193, u De massa van Pt-192 is 191, u Het verschil is de bindingsenergie = 1,637 u = 1525 MeV.

15 KERNCENTRALE 1 Leg de functie uit van de moderator en leg eveneens de werking van de moderator uit. Anders geformuleerd: wat doet een moderator en hoe kan die dat? Het radioactief afval is onder andere gevaarlijk vanwege de -straling. Zo ontstaat bijvoorbeeld -straling met een fotonenergie van 0,67 MeV. 2 Bereken de golflengte van deze fotonen. De mogelijk tot energieproductie bij splijting en fusie volgt uit nevenstaande grafiek, waarin de kernmassa per nucleon (in u) is uitgezet tegen het aantal nucleonen. Veronderstel dat een kern met A = 250 zich splitst in twee kernen met resp A = 100 en A = Bereken op basis van onderstaande grafiek welke energie-opbrengst je daarbij verwacht. De moderator heeft als taak de snelheid van de neutronen die bij de splitsing vrijkomen te 1,008 1,007 1,006 1,005 kernmassa per nucleon (u) 1,004 1,003 1,002 1, ,999 0, A matigen. De manier waarop dit gebeurt is via botsingen met andere deeltjes, waarbij het impuls en energie overdraagt aan die deeltjes. E hc hc E , , , , ,85 10 m Bij 250 nucleonen is de kernmassa 250 1,0001 = 250,025 u Bij 150 en 100 nucleonen is dat 150 0, ,9988 = 249,76 u Het verschil is 0,265 u = 247 MeV. Dit komt vrij bij de splijting. RADIOACTIEF VERVAL

16 In een afgesloten metalen vat bevindt zich alleen een zeer dun plaatje met de vaste stof A. De kernen van isotoop A zijn radioactief en vervallen onder uitzending van -deeltjes tot isotoop B. De kernen van isotoop B zijn ook radioactief en vervallen onder uitzending van - deeltjes tot stof C, die stabiel is. De stoffen B en C zijn gasvormig. Op een isotopenkaart is de positie van ieder isotoop aan te geven. Verticaal is het aantal neutronen en horizontaal het aantal protonen van een kern uitgezet. In het hiernaast getekende stukje isotopenkaart is de positie van isotoop A aangegeven. 1 Geef in de kaart hiernaast de positie van B en C aan. Onder N A (t) verstaat men het aantal aanwezige atomen van isotoop A op het tijdstip t. N B (t) en N C (t) hebben analoge betekenissen. Op het tijdstip t = 0,0 uur is de situatie N A (0) = 10, en N B (0) = N C (0) = 0. In de figuur op de bijlage zijn N B (t) en N A (t) als functie van de tijd gegeven. Realiseer je dat N A (t) + N B (t) + N C (t) = constant. 2 Teken op de bijlage de grafiek van N C (t) als functie van de tijd tussen t = 0 uur en t = 26 uur. 3 Bepaal het aantal desintegratie per seconde van stof B op het tijdstip t = 4,0 uur. Kobalt Co-58 is onder andere een + -straler. 4 Leid de bijbehorende vervalreactie af. 5 Bereken het massadefect dat tijdens deze reactie optreedt. 6 Bereken de bindingsenergie per nucleon van Co-58.

17 Naam:

18 Uitwerking: 1 -straling: n p e het aantal neutronen neemt met één af; het aantal protonen met één toe. -straling: zowel het aantal protonen als neutronen neemt met 2 af. 2 De som moet steeds 10 hokjes zijn. Zo is op t = 6 h Het aantal van A en B resp. 1,3 en 4,6 hokjes, samen 5,9. Het aantal van C is dus 4,1 hokjes = 4, deeltjes. 3 Het aantal deeltjes van stof B is even constant. Er worden er dus evenveel gevormd als er desintegreren. Het aantal deeltjes dat gevormd wordt is gelijk aan het aantal dat van A vervalt. Dus trek je de raaklijn, zie streeplijn, aan de N A -grafiek op t = 4h. 20 5, De steilheid daarvan is het aantal dat van A vervalt per seconde = 2,34 10 s s en van B gevormd wordt en ook vervalt op t = 4,0 h Co1 26Fe 5 We rekenen met kernmassa s: (57, m e) voor en na (m + 57, m e ). Met m e = m = 5, levert dat een massadefect van 1, u. 6 De bindingsenergie is de massa van de componenten verminderd met de massa van het atoom: 27 1, , , ,93576 = 0,544 u = 506,8 MeV. Per nucleon is dat 506,8 / 58 = 8,74 MeV. TERBIUM De stof terbium-151 is een -straler. Die s hebben een energie van 3,5 MeV. De halfwaardetijd is 17,6 uur. De stof hoort bij de lanthaniden en staat op plaats 65 in het periodiek systeem. Neem aan dat we van deze stof een preparaat hebben met een activiteit van 9,24 kbq. 1 Geef de vervalreactie. 2 Bereken na hoeveel tijd 99,99% van de beginhoeveelheid is vervallen. 3 Leid m.b.v. enkellogaritmisch papier af op welk moment de activiteit nog 1,40 kbq is. 4 Bespreek welke gegevens je nog nodig hebt om te berekenen hoe groot de extra stralingsbelasting voor jou is in de veronderstelling dat jij dat preparaat hebt ingeslikt. AFSTAND In deze opgave zien we af van achtergrondstraling. We meten van een -straler op 10 cm afstand een activiteit van 10³ tikken per seconde. 5 Bereken op welke afstand dat minder dan 1 tik per seconde wordt. De halveringsdikte voor deze -straling bij lood is 8,810-4 m. 6 Bereken hoe dik een laag lood moet zijn om eveneens te bereiken dat we minder dan 1 tik per seconde registreren. -1

19