Straling uit radioactieve kernen en vervalreeksen = radioactief verval (kernfysica, deel 5) скачать в хорошем качестве

Straling uit radioactieve kernen en vervalreeksen = radioactief verval (kernfysica, deel 5)

Straling uit radioactieve kernen, (kernfysica, deel 5). = radioactief verval. Kernenergie, fysica, natuurkunde, nucliden. Radioactiviteit, radioactieve kernen, radioactieve nucliden, radioactief verval, vervalreeks …instabiele kernen (=radioactieve kernen) evolueren naar stabiele kernen. …kernen met een hoge rustenergie per kerndeeltje evolueren naar kernen met een lagere rustenergie per kerndeeltje. Alfastraling (= α-straling) Bètastraling (= β-straling) Gammastraling (= γ-straling) Het standaardmodel: fundamentele deeltjes en fundamentele antideeltjes (kernfysica, deel 2), leptonen, baryonen, antideeltjes, positron, elektron, annihilatie, antimaterie, Higgs Boson, massa, zwaartekracht, CERN, LHC, protonen, anti-protonen, neutrino's, anti-neutrino's, neutronen, anti-neutronen. antineutron, antiproton. Natuurkunde, fysica, Einstein, Hiroshima. …komen niet voor in gewone materie, maar vormen antimaterie …elk deeltje heeft zijn antideeltje …antideeltje heeft dezelfde massa als het deeltje, maar een tegengestelde lading Vb: up-quark en anti-up-quark proton (p) en antiproton (p̄) neutrino (ve) en antineutrino (v̄e) elektron (e-) en anti-elektron = positron (e+) De afgelopen 50 jaar zijn veel nieuwe hele kleine deeltjes ontdekt De beschrijving van deze deeltjes en hun onderlinge interactie noemen we het standaardmodel …de allerkleinste bouwstenen van het heelal. …kunnen niet verder worden gesplitst. Hoeveel energie zou er vrijkomen als ik in het heelal op mijn anti-ik zou botsen? Gegeven: mik = 81,5 kg manti-ik = 81,5 kg c = 2,998 · 108 m/s Gevraagd: E Oplossing: E = m · c2 E = 81,5 kg · 2 · (2,998 · 108 m/s)2 = 1,47 · 1019 J ≈ 200000 · Hiroshima Leptonen: zijn fundamentele deeltjes die afzonderlijk kunnen voorkomen. Quarks: zijn fundamentele deeltjes die alleen in andere samengestelde deeltjes kunnen voorkomen. De atoomkern (= nuclide) (kernfysica, deel 1). Nucleonen, kerndeeltjes, neutronen, protonen, isotope nucliden Rustenergie per kerndeeltje en energie uit atoomkernen (kernfysica, deel 4), natuurkunde, fysica, nuclide, uranium, deuterium, kernfysica, massadefect. De bekendste formule uit de fysica (Einstein 1905). E0 = m · c2 1919: Rutherford ontdekt dat een atoom een kern heeft met positief geladen deeltjes (= protonen) 1932: Chadwick ontdekt dat deze atoomkern ook ongeladen deeltjes bevat (= neutronen) (Protonen en neutronen zijn opgebouwd uit nog kleinere deeltjes (= quarks)) A = Z + N A = nucleonental = aantal kerndeeltjes Z = protonental = aantal protonen N = neutronental = aantal neutronen (_𝒁^𝑨)𝑿 A = nucleonental = aantal kerndeeltjes Z = protonental = aantal protonen X = element uit het PSE Vb: (_𝟔^𝟏𝟐)𝑪 - nuclide: een atoomkern met 12 kerndeeltjes → 6 protonen en 6 neutronen (_𝟗𝟐^𝟐𝟑𝟓)𝑼 - nuclide: een atoomkern met 235 kerndeeltjes → 92 p en 143 n (235 – 92 = 143) …atoomkernen met eenzelfde protonental (Z) maar een verschillend neutronental (N) Ongeveer 3100 verschillende nucliden zijn bekend. Minder dan 300 kernen zijn stabiel De rest is instabiel en zal na verloop van tijd uit elkaar vallen = radioactief verval De stabiele kernen vormen de stabiliteitsband Energievallei van de nucliden De atomaire massa eenheid (1 u) 1 u = 1,66054 · 10-27 kg Atomaire eenheid voor energie (elektronvolt = eV) 1 eV = 1,6022 · 10-19 J Rustenergie per kerndeeltje Kernsplijting en kernfusie Vb: Waterstofkern = (_𝟏^𝟏)𝑯 - nuclide: een atoomkern met 1 kerndeeltje → 1 p Deuteriumkern = (_𝟏^𝟐)𝑯 - nuclide: een atoomkern met 2 kerndeeltje → 1 p en 1 n Tritiumkern = (_𝟏^𝟑)𝑯 - nuclide: een atoomkern met 3 kerndeeltje → 1 p en 2 n Isotope nucliden E0 = de rustenergie (in J) m = massa (in kg) c = lichtsnelheid (= 2,9979 · 108 m/s) Betekenis: massa en energie zijn equivalent (1 kilogram komt overeen met 89 875 517 873 681 764 J = 9,0 · 1016 J) Hiroshima 1945 237.062 slachtoffers 798 gram gespleten uranium-235 ( (_92^235)𝑈 ) 0,63 g massa omgezet in energie = 56,7 TJ aan energie (= equivalent aan 15 miljoen kilo TNT) Atoombom Conclusie: de rustenergie van de nucliden is kleiner dan de rustenergie van de losse kerndeeltjes = massadefect Massa niet gebonden kerndeeltjes vs nucliden Massa deuteriumkern (= (_𝟏^𝟐)𝑯 -nuclide) mdeuteriumatoom = 2,0141 u melektron = 0,000549 u mnuclide = matoom – melektronen = 2,0141 – 0,000549 u = 2,0136 u Eo = m · c2 Eo = 2,0136 u · c2 Eo = 2,0136 · 931,49 MeV (met u · c2 = 931,49 MeV) Eo = 1875,6 MeV Massa proton + neutron mproton = 1,0073 u mneutron = 1,0087 u mnucleonen = mproton + mneutron = 1,0073 + 1,0087 u = 2,0160 u Eo = m · c2 Eo = 2,0160 u · c2 Eo = 2,0160 · 931,49 MeV (met u · c2 = 931,49 MeV) Eo = 1877,9 MeV E0 = m · c2 E0 (1 u) = 1 u · c2 = 1,66054 · 10-27 kg · (2,9979 · 108 m/s)2 = 1,492419 · 10-10 J = 1,492419 · 6,2415 · 1018 eV = 931,49 · 106 eV = 931,49 MeV