H 3 Kunstmatige radioactiviteit 3 1 Begrippen 3
H 3 Kunstmatige radioactiviteit 3. 1 Begrippen 3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 3 Versnellers 3. 4 Toepassingen 3. 5 Oefeningen
3. 1 Begrippen Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat
3. 1 Begrippen Behoudswetten: X Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat -> X’ + …
3. 1 Begrippen Behoudswetten: X -> X’ + … - aantal protonen - aantal kerndeeltjes - massa en energie Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat
3. 1 Begrippen Behoudswetten: X -> X’ + … - aantal protonen - aantal kerndeeltjes - massa en energie Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat NATUURLIJKE RADIOACTIVITEIT
3. 1 Begrippen Behoudswetten: X -> X’ + … - aantal protonen - aantal kerndeeltjes - massa en energie Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat NATUURLIJKE KUNSTMATIGE RADIOACTIVITEIT
H 3 Kunstmatige radioactiviteit 3. 1 Begrippen 3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 3 Versnellers 3. 4 Toepassingen
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 1 Ontdekking proton 3. 2. 2 Ontdekking neutron 3. 2. 3 Eerste kunstmatige radionuclide 3. 2. 4 Transuranen 3. 2. 5 Kernsplijting 3. 2. 6 Kernfusie
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 1 Ontdekking proton (1919) Ernest Rutherford 1871 -1937 Rutherford verstrooiing
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 1 Ontdekking proton (1919) 3. 2. 2 Ontdekking neutron (1932) Irène Joliot-Curie 1897 -1956
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 1 Ontdekking proton (1919) 3. 2. 2 Ontdekking neutron (1932) Irène Joliot-Curie 1897 -1956 3. 2. 3 Eerste kunstmatige radionuclide (1934)
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 4 Transuranen Enrico Fermi 1901 -1954
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 4 Transuranen Enrico Fermi 1901 -1954 Atoomnummer > 92
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 5 Kernsplijting (1938) Splijting zware kernen: Otto Hahn 1879 -1968 + Fritz Strassman 1902 -1980
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 5 Kernsplijting Splijting zware kernen: Otto Hahn 1879 -1968 + Fritz Strassman 1902 -1980 Splijtingsproducten + 200 Me. V Wikipedia: Kernsplijting
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 5 Kernsplijting > energie > atoomtijdperk 1939 Hahn/Strassman 1 e kernsplijtingsreactie 1942 Enrico Fermi 1 e gecontroleerde kernreactie 16 juli 1945 VS 1 e experimentele kernexplosie 6 augustus 1945 Hiroshima atoombom ‘Little Boy’ 9 augustus 1945 Nagasaki atoombom ‘Fat Man’ 1951 Idaho 1 e experimentele kerncentrale voor elektrische energie Daarna wereldwijd bouw kerncentrales Nu aantal landen afbouw kernprogramma http: //nl. youtube. com/watch? v=_r. Hr. V 2 Qh. Ar. A Uraniumbom Little Boy op Hiroshima
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 6 Kernfusie Versmelting lichte kernen: meer energie! => mogelijke energiebron? Onderzoek naar : ²H + ²H → ³He + n ²H + ²H → ³H + ¹H ²H + ³H → 4 He + n
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 6 Kernfusie splijting 1 kg uranium-235 7, 6 miljoen k. Wh elektrische energie versmelting 1 kg deuterium 24 miljoen k. Wh energie vrij = verbrandingswarmte 3 miljoen ton steenkool Ø Ø atoomkernen positief geladen hoge snelheid nodig owv elektrostatische afstoting alleen bij zeer hoge temperaturen 100 000 °C geïoniseerde atomen = PLASMA grote verschil met splijting: produkten slechts radioactief met een korte halveringstijd of soms zelf stabiel
3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 2. 6 Kernfusie ØJET Joint European Torus kernfusie-experiment in Culham, vlakbij Oxford in Engeland ontwerp: 1973 bouw: 1979 werkzaam: 1983 eerste tokamak ter wereld waarin met de echte fusiebrandstof, deuterium en tritium, gewerkt werd. houder van het wereldrecord opwekking fusie-energie: in 1997: gedurende 1 seconde 16 MW opgewekt continu fusievermogen van 4 MW gedurende 4 seconden. te klein voor commercieel gebruik + rendement te laag (meer E in dan uit!!) ITER - Cadarache ØITER Iter (Latijn) betekent de reis, tocht of ook International Thermonuclear Experimental Reactor in Cadarache in Frankrijk bouw: begonnen in 2006 doel: wetensch. en techn. haalbaarheid aantonen van kernfusie als energiebron huidige partners: Europese Unie, Japan, Zuid-Korea, China, India, de Verenigde Staten en de Russische Federatie
H 3 Kunstmatige radioactiviteit 3. 1 Begrippen 3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 3 Versnellers 3. 4 Toepassingen
3. 3 Versnellers deeltjes versnellen zodat ze kunnen doordringen in de positieve kern 3. 3. 1 De Lineaire versneller LHC (CERN) - Genève Klein cyclotron 3. 3. 2 De cyclotron Principe: versnellen van geladen deeltjes dmv wisselende elektrische velden
H 3 Kunstmatige radioactiviteit 3. 1 Begrippen 3. 2 Voorbeelden van kernreacties 3. 3 Versnellers 3. 4 Toepassingen
3. 4 Toepassingen > geneeskunde - werking van organen: 'technetium-koe' - behandeling prostaatkanker, schildklieraandoeningen, steriliseren geneeskundig materiaal > wetenschappelijk onderzoek - radioactief gemerkte moleculen of 'tracers'
3. 4 Toepassingen > activeringsanalyse - uitlokken van gammastraling door bestraling met trage neutronen > gebruiksgoederen - bv. rookdetectoren
- Slides: 24
