Onderscheid : Atoom - Kern KERN : bestaat uit neutronen en protonen

http://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/funfor.html

4 Fundamentele krachten : gravitatiekracht Coulombkracht Sterke wisselwerking Zwakke wisselwerking Speelt rol bij omzetting van neutron naar proton en omgekeerd = Radioactiviteit

Nuclidenaart = Segré-diagram

Segré-diagram massa stabieler

Even-even kernen stabieler dan even-oneven

Niet alle kernen zijn stabiel (cfr. Segré-diagram) Enkel de isotopen in de buurt van het minimum van de “valei” Schema sterk vereenvoudigd !

Behoud van energie en impuls vereist een derde deeltje

Verklaring (Gamow) Tunneleffect Deeltje gaat niet over potentiaalberg, maar tunnelt erdoor : pure golfmechanica !

Feynman Diagrams for Weak Force Kernfissie Kernsplijting + veel energie Hahn-Strassman http://www.me.utexas.edu/~uer/manhattan/

Voor kernreacties nog steeds uitgedrukt in “barn” = 10-24 m2

Feynman Diagrams for Weak Force Kernfissie Kernsplijting Hahn http://www.me.utexas.edu/~uer/manhattan/

Schijnbare grootte van een kern sterk afhankelijk van de energie van het invallend neutron : Deze pieken noemt men resonanties. Hun eindige breedte duidt op het bestaan van kortlevende “samengestelde kernen” (levensduur van de grootteorde 10-15 s

Kettingreactie best trage neutronen snelle neutronen “thermische neutronen” Vertragen : modereren

Pressurized Water Reactor (PWR) The pressurized water reactor belongs to the light water type: the moderator and coolant are both light water (H2O). It can be seen in the figure that the cooling water circulates in two loops, which are fully seperated from one another. http://www.npp.hu/mukodes/tipusok/pwr-e.htm

Schematische voorstelling van de neutronen flux in een kernreactor Schematische voorstelling van de neutronen flux in een kernreactor. Om de reactor “kritisch” the houden moeten er evenveel neutronen overschieten aan het eind als waarmee er wordt aangevangen.

Fissie is meestal binair (2 fragmenten) Zelden ternair (3 fragmenten) Neutronen worden niet als “fragmenten” beschouwd De massa’s van de twee fragmenten zijn meestal verschillend.

Atoom Kern

Fissiefragmenten : desintegreren (zijn niet stabiel) zijn verantwoordelijk voor residuele radioactiviteit van de brandstofstaven. Vb:

Koolstof !

  Fast breeder reactors The core of a fast breeder reactor consists of two parts. The fuel rods, which contain a mixture of uranium dioxide and plutonium dioxide, are found in the inner part. Here fission reactions dominate, while in the outer part the predominant process is conversion of U-238 to Pu-239. This part contains depleted uranium (i.e. uranium, in which the U-235 content is even lower than the natural 0.7%). In such a reactor one can achieve that more fissile plutonium nuclei be produced in a unit time than the number of fissile nuclei which undergo fission (hence the name "breeder"). On the other hand, neutrons are not thermalized, since fast neutrons are needed for the above described processes.  

Natuurlijke Reactor : OKLO - GABON http://www.curtin.edu.au/curtin/centre/waisrc/OKLO/Where/Where.html http://www.ans.org/pi/np/oklo/

Feynman Diagrams for Weak Force Kernfusie Kernversmelting D-T plasma : thermonucleaire reacties Kriterium van Lawson nt > 1014 s/cm3 http://www.me.utexas.edu/~uer/manhattan/

Radioactiviteit Detecteren

Activiteit : aantal desintegraties per seconde Bequerel - vroeger Curie (1 Ci = 3,6 1010 Bq) Dosis : wat verricht straling in een materiaal ? In lucht !!!!! Rad : 1 erg / cm3 100 rad = 1gray Roentgen : 3,33 10-10 C / cm3

Acuut bestralingssyndroom. Dosisequivalent : wat verricht straling in een mens ? Dosisequivalent = Dosis x RBE rem 100 rem = sievert X g 1 b 1-1.7 a 10-20 n (thermisch) 4-5 n (snel) p 10 Zware ionen 20 Detectoren : film / TLD Acuut bestralingssyndroom. 100 Sv : centraal zenuwstelsel beschadigd : dood binnen enkele dagen 10-50 Sv : beschadiging maag- darmkanaal : dood na 1 of 2 weken 3-5 Sv : beschadiging rode bloedlichaampjes : ½ dood na 1tot 2 maanden. Hedendaags standpunt : er bestaat geen minimale veilige grens berekend risiko ALARA : zo min mogelijke bestraling.