Embedded Files
We weten nu waaruit een atoom is opgebouwd dus nu kunnen we nadenken over iets wat eigenlijk niet logisch is: Waarom explodeert de kern niet? Positieve ladingen stoten elkaar af dus waarom duwen de protonen elkaar de kern niet uit?
In dit deel zullen we zien dat er isotopen van elementen zijn waarbij dat ook daadwerkelijk gebeurt. Deze isotopen zijn instabiel en ze worden weer stabiel door een deel van de kern uit te stoten. De deeltjes die worden uitgestoten zijn wat kernstraling is.
We zullen het hebben over:
· Wanneer een isotoop stabiel of instabiel is.
· Welke soorten straling er zijn, wat hun eigenschappen zijn en hoe we ze herkennen.
· Wat er gebeurt als straling andere atomen tegenkomt en wat de gevaren daarvan zijn.
· Hoe we straling nuttig en veilig kunnen gebruiken.
We gaan eerst kijken naar wanneer een isotoop stabiel of instabiel is.
In het eerste deel van de simulatie (Atoom) staat een vakje naast “stabiel/onstabiel”, wanneer dit vakje is aangevinkt vertelt het programma je of het atoom (of ion) stabiel is. Zet ook het massagetal aan.
Opdracht
49. Bouw de atomen waterstof t/m fluor en voeg neutronen tot ze stabiel zijn. Voeg daarna weer neutronen tot het atoom onstabiel is geworden. Schrijf de massagetallen op van de isotopen die stabiel zijn. (Voor waterstof is dat dus 1 en 2. Voor Helium is dat 3 en 4.)
Wanneer je dit heb gedaan voor alle atomen t/m fluor (9 protonen), kijk eens naar je gegevens en beantwoord de volgende vraag:
50. Zou je nu met zekerheid kunnen zeggen welke isotopen van Neon (10 protonen) stabiel zijn?
51. Wat in de “regel” voor stabiele isotopen als je het hebt over aantallen protonen en neutronen?
Bouw nu het atoom Neon en controleer je antwoorden kloppen.
Kernstraling
In je bloed zitten rode bloedcellen en in die cellen zit het stofje hemoglobine. Het is deze hemoglobine die zorgt voor het transport van zuurstof. In het midden van het hemoglobinemolecuul zitten vier ijzer atomen. Waarschijnlijk ijzer-56. Dit isotoop is stabiel, zo stabiel zelfs dat we met zekerheid kunnen zeggen dat die ijzeratomen die dus in jouw bloed hun werk doen, ouder zijn dan de aarde. Ze zijn zelfs ouder dan de zon die 4,6 miljard jaar geleden begon met vormen. Die atomen zijn gemaakt in de kern van een ster van ten minste één generatie voor onze zon.
Niet al het ijzer is stabiel, IJzer-59 is een instabiel isotoop. Wanneer een atoom instabiel is zal het er alles aan doen om weer stabiel te worden. Zonet heb je geleerd dat de stabiliteit van het atoom afhangt van de inhoud van de kern, logisch dus dat om van instabiel weer stabiel te worden er iets moet gebeuren met de inhoud van die kern. De manier om dat te doen is door het uitzenden van straling (energie) of deeltjes. Dit uitzenden noemen we verval. Het gene dat wordt uitgezonden noemen we kernstraling. Omdat dit isotoop van het element radioactief is wordt het een radio-isotoop genoemd.
Soorten straling
Bekijk de video en beantwoord de volgende vragen:
52. Waar zijn α-deeltjes van gemaakt?
53. Waar is β-straling van gemaakt?
54. Waar is γ-straling van gemaakt?
55. Soms worden β-deeltjes geschreven als β--deeltjes, waarom staat er een minnetje?
Doordringend vermogen
Straling kan voor verschillende dingen worden geabsorbeerd. Alfastraling komt maar een paar centimeter door lucht, bètastraling tientallen centimeters maar gammastraling kan honderden meters afleggen.
Hoe dikker en dichter het materiaal is, des te beter kan het de straling absorberen.
Alfastraling kan worden gestopt met een blad papier.
Bètastraling komt door de lucht en het papier maar wordt door een laag aluminium gestopt.
Gammastraling kan alleen worden gestopt met dikke plakken lood of vele meters beton.
Opdrachten
Wanneer je weet welk materiaal de straling tegenhoudt, kan je dat gebruiken om de straling te identificeren.
Stel, een stukje radioactief materiaal wordt met aluminiumfolie afgedekt en er is geen straling meer meetbaar.
56. Welke soorten straling zouden we het hier kunnen hebben?
Het stuk aluminiumfolie wordt vervangen door een papieren handdoekje, er wordt nog steeds geen straling gemeten.
57. Welke soort straling wordt door het blokje uitgezonden?
Ionisatie
Straling zelf doet niet zoveel, behalve weggaan van de bron. Pas wanneer het ergens tegenaan botst gaan er dingen fout.
Veel materialen, inclusief levend weefsel, zijn gemaakt van atomen. Dit betekend dat de atomen geen lading hebben. Wanneer het atoom wordt geraakt door straling gebeurt dat met zo veel energie, er vliegen een of meerdere elektronen van het atoom weg. Zoals je weet is het atoom nu een ion, het atoom is geïoniseerd.
Dit is waarom we de straling van een radioactieve bron “ioniserende straling” noemen.
Taal-technisch zou je verwachten dat de term “radioactieve straling” fout is, de kern is radioactief, de straling zelf niet. Maar toch klopt het wel: Het bijvoeglijk naamwoord beschrijft niet de eigenschap van de straling zelf maar van de bron. Dit gebeurt ook bij een lopend buffet. Het bijvoeglijk naamwoord “lopend” beschrijft de gasten, niet het buffet zelf.
Ionisatie heeft grote gevolgen, de scheikundige eigenschappen van de stof zijn veranderd. Scheikundige reactie die eerst niet mogelijk waren kunnen ineens toch en andere reacties zijn ineens onmogelijk gemaakt. Dit is wat er zo gevaarlijk is aan ioniserende straling, levende wezens zijn namelijk weinig anders dan een groot chemisch systeem.
Het ioniserend vermogen van de straling hangt natuurlijk af van waar de straling van gemaakt is. Een α-deeltje is ongeveer 8000 keer zo zwaar als een β-deeltje dus je kan je voorstellen dat een α-deeltje flink wat meer schade kan toebrengen. De grootte van het alfadeeltje betekent echter ook dat het niet zo ver komt voordat het tegen een atoom botst, het ioniserend vermogen is dus wel groot, het doordringend vermogen is klein.
Wanneer een alfadeeltje of bètadeeltje meerdere keren is gebotst op een atoom (en deze heeft geïoniseerd) komt het deeltje tot rust. Een bètadeeltje is een elektron dus dat elektron komt op een atoom te zitten en op die manier ioniseert hij zijn laatste slachtoffer.
Alfadeeltjes zijn interessanter; ze bestaan uit twee protonen en twee neutronen en zijn in feite een heliumkern! Wanneer het alfadeeltje later twee elektronen oppikt heb je helium gas. Dit is de manier waarop al het helium op aarde is gemaakt, radioactief verval in de aardkorst leidt op deze manier tot helium dat samen met aardgas wordt opgepompt. Het klinkt vreemd, maar het helium in die leuke ballonnetjes op de kermis is dus eigenlijk afgeremde straling.
Page updated
Google Sites
Report abuse