Kernfysica

1 - Bouw van het atoom:

Atomen bevatten geladen kernen met daarrond elektronen in elektronenschillen. De kern is positief geladen: protonen + neutronen, die samen de nucleonen worden genoemd.

Atomaire massa-eenheid:

1 unit (u) = 1,66 × 10^-27.

Atomaire energie-eenheid:

1 elektronenvolt (eV) = 1,60 × 10^-19.

2 - Verval van kernen:

Instabiele kernen: nucliden vervallen tot radioactieve deeltjes.

Soorten straling:

• alfastraling (α-straling): heliumkern wordt afgestoten, deze straling heeft een groot ioniserend vermogen maar een klein doorgangsvermogen, het gaat bijvoorbeeld niet door papier.

• bètastraling (β-straling): elektron wordt afgestoten, deze straling heeft een matig ioniserend vermogen en een matig doorgangsvermogen, je kunt het tegenhouden met een aluminiumplaat.

• gammastraling (γ-straling): geen deeltjes die uitgestoten worden maar fotonen, kleinere golven.

  • komen enkel voor in aangeslagen toestand, dus na α of β-straling, ze hebben een klein ioniserend vermogen maar een enorm doordringend vermogen en zijn dus schadelijk voor de gezondheid. Je kunt ze enkel tegenhouden met een loden of betonnen plaat van enkele centimeters.

Radioactiviteit in de maatschappij:

Er zijn drie grote bronnen van natuurlijke ioniserende straling:

1. Kosmische straling → afkomstig van de zon en de sterren.

2. Bodemstraling → afkomstig van bepaalde mineralen uit de bodem.

3. Bouwen en woningen → afkomstig van bepaalde materialen zoals beton en bakstenen.

Kunstmatige radioactiviteit:

Deze vorm van radiostraling wordt gebruikt bij medische onderzoeken, bijvoorbeeld bij een CT-scan van de hersenen of als radiotherapie bij mensen met kanker. In de industrie wordt het gebruikt om elektriciteit in kerncentrales op te wekken.

Blootstelling aan ioniserende straling:

• Bestraling: vanop een afstand en buiten je lichaam, je komt niet in contact met het radioactieve materiaal. Dit gebeurt bij medische onderzoeken en stopt als je de bron verlaat of als er geen ioniserende stralen meer zijn.

• Besmetting: er is wel contact met radioactieve stoffen en het kan overgedragen worden, via de lucht of voedsel. Zolang de bron niet verwijderd wordt, blijft de besmetting bestaan.

De totale stralingsbelasting is de totale hoeveelheid straling die een lichaam te verwerken krijgt: natuurlijke en onnatuurlijke bronnen. BED = straling in 1 banaan = 1 micro-Sievert.

Veiligheidsmaatregelen:

• Tijd: niet te lang in contact komen met de straling.

• Afstand: niet te dichtbij.

• Afscherming: speciale uitrusting die straling tegenhoudt.

Verval van kernen:

• Kernfusie: kernen → zwaardere.

  • In een tokamak, met een fusiereactie tussen deuterium en tritium. Er ontstaat een neutron en een heliumkern.

• Kernfissie of kernsplijting: kernen → lichtere.

  • Beschieten met neutronen, splijting met extra neutronen die vrijkomen.

Radioactieve afvalstoffen:

• Laagactief, middelactief en hoogactief: hoeveel straling ze uitstoten.

• Kortlevend en langlevend.