Onderscheid : Atoom - Kern

Presentatie over: "Onderscheid : Atoom - Kern"— Transcript van de presentatie:

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

2

3

4

5

6 4 Fundamentele krachten :
gravitatiekracht Coulombkracht Sterke wisselwerking Zwakke wisselwerking Speelt rol bij omzetting van neutron naar proton en omgekeerd = Radioactiviteit

7

8

9

10 Nuclidenaart = Segré-diagram

11 Segré-diagram massa stabieler

12 Even-even kernen stabieler dan even-oneven

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

14

15 Behoud van energie en impuls vereist een derde deeltje

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

17 Feynman Diagrams for Weak Force
Kernfissie Kernsplijting + veel energie Hahn-Strassman

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

19

20 Feynman Diagrams for Weak Force
Kernfissie Kernsplijting Hahn

21 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 s

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

23 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.

24 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.

25 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.

26 Atoom Kern

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

28 Koolstof !

29 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.

30 Natuurlijke Reactor : OKLO - GABON

31 Feynman Diagrams for Weak Force
Kernfusie Kernversmelting D-T plasma : thermonucleaire reacties Kriterium van Lawson nt > 1014 s/cm3

32 Radioactiviteit Detecteren

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

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

48 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.