H3 Kunstmatige radioactiviteit

Presentatie over: "H3 Kunstmatige radioactiviteit"— Transcript van de presentatie:

1 H3 Kunstmatige radioactiviteit
3.1 Begrippen 3.2 Voorbeelden van kernreacties 3.3 Versnellers 3.4 Toepassingen 3.5 Oefeningen

2 3.1 Begrippen Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat

3 3.1 Begrippen Kernreactie Behoudswetten: X -> X’ + …
Kern vervalt + ander nuclide ontstaat

4 3.1 Begrippen Kernreactie Behoudswetten: X -> X’ + …
aantal protonen aantal kerndeeltjes - massa en energie Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat

5 NATUURLIJKE RADIOACTIVITEIT
3.1 Begrippen Behoudswetten: X > X’ + … aantal protonen aantal kerndeeltjes - massa en energie Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat NATUURLIJKE RADIOACTIVITEIT

6 3.1 Begrippen Kernreactie NATUURLIJKE RADIOACTIVITEIT
Behoudswetten: X > X’ + … aantal protonen aantal kerndeeltjes - massa en energie Kernreactie Kern vervalt + ander nuclide ontstaat NATUURLIJKE RADIOACTIVITEIT KUNSTMATIGE RADIOACTIVITEIT

7 H3 Kunstmatige radioactiviteit
3.1 Begrippen 3.2 Voorbeelden van kernreacties 3.3 Versnellers 3.4 Toepassingen

8 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

9 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.1 Ontdekking proton (1919) Ernest Rutherford Rutherford verstrooiing

10 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.1 Ontdekking proton (1919) 3.2.2 Ontdekking neutron (1932) Irène Joliot-Curie

11 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.1 Ontdekking proton (1919) 3.2.2 Ontdekking neutron (1932) Irène Joliot-Curie 3.2.3 Eerste kunstmatige radionuclide (1934)

12 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.4 Transuranen Enrico Fermi

13 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.4 Transuranen Enrico Fermi Atoomnummer > 92

14 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.5 Kernsplijting (1938) Splijting zware kernen: Otto Hahn + Fritz Strassman

15 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.5 Kernsplijting Splijting zware kernen: Otto Hahn + Fritz Strassman Splijtingsproducten MeV Wikipedia: Kernsplijting

16 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.5 Kernsplijting > energie > atoomtijdperk 1939 Hahn/Strassman 1e kernsplijtingsreactie 1942 Enrico Fermi 1e gecontroleerde kernreactie 16 juli VS 1e experimentele kernexplosie 6 augustus 1945 Hiroshima atoombom ‘Little Boy’ 9 augustus 1945 Nagasaki atoombom ‘Fat Man’ 1951 Idaho 1e experimentele kerncentrale voor elektrische energie Daarna wereldwijd bouw kerncentrales Nu aantal landen afbouw kernprogramma Video: Uraniumbom Little Boy op Hiroshima

17 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 → 4He + n

18 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.6 Kernfusie splijting 1 kg uranium ,6 miljoen kWh elektrische energie versmelting 1 kg deuterium miljoen kWh energie vrij = verbrandingswarmte 3 miljoen ton steenkool atoomkernen positief geladen hoge snelheid nodig owv elektrostatische afstoting alleen bij zeer hoge temperaturen °C geïoniseerde atomen = PLASMA grote verschil met splijting: produkten slechts radioactief met een korte halveringstijd of soms zelf stabiel

19 3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.2.6 Kernfusie JET 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 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 ITER - Cadarache

20 H3 Kunstmatige radioactiviteit
3.1 Begrippen 3.2 Voorbeelden van kernreacties 3.3 Versnellers 3.4 Toepassingen

21 3.3.1 De Lineaire versneller
3.3 Versnellers deeltjes versnellen zodat ze kunnen doordringen in de positieve kern 3.3.1 De Lineaire versneller 3.3.2 De cyclotron LHC (CERN) - Genève Klein cyclotron Principe: versnellen van geladen deeltjes dmv wisselende elektrische velden

22 H3 Kunstmatige radioactiviteit
3.1 Begrippen 3.2 Voorbeelden van kernreacties 3.3 Versnellers 3.4 Toepassingen

23 > wetenschappelijk onderzoek
3.4 Toepassingen > geneeskunde werking van organen: 'technetium-koe' behandeling prostaatkanker, schildklieraandoeningen, steriliseren geneeskundig materiaal > wetenschappelijk onderzoek radioactief gemerkte moleculen of 'tracers'

24 3.4 Toepassingen > activeringsanalyse > gebruiksgoederen
- uitlokken van gammastraling door bestraling met trage neutronen > gebruiksgoederen - bv. rookdetectoren