Kern- en deeltjesprocessen
Kern- en deeltjesprocessen
Dit domein toetst radioactief verval, kernreacties, massadefect en bindingenergie, en de deeltjesfysica met het standaardmodel. Je moet behoudswetten toepassen op botsingen en verval, en halveringstijden en activiteit kunnen berekenen.
Kernregels
- Bij elke kernreactie blijven het massagetal A en het atoomnummer Z behouden; ook lading en impuls blijven behouden.
- Alfaverval: A daalt met 4, Z met 2; bèta-min: A gelijk, Z stijgt met 1 en er komt een antineutrino vrij; bèta-plus: Z daalt met 1 en er komt een neutrino vrij.
- Activiteit: A = A₀(½)^(t/t½); na n halveringstijden is de activiteit met 2ⁿ gedaald.
- Massadefect: Δm in u × 931,5 MeV/u = vrijgekomen energie; E = Δmc².
- De bindingenergie per nucleon is maximaal rond ijzer-56, waardoor splijting van zware kernen en fusie van lichte kernen energie opleveren.
Uitgewerkt voorbeeld
Een bron met een halfwaardetijd van 3,8 dagen heeft op t = 0 een activiteit van 8,0 × 10⁵ Bq. Bereken de activiteit na 10 dagen.
Stap 1: het aantal halveringstijden is n = 10/3,8 = 2,63.
Stap 2: A = A₀(½)^2,63 = 8,0 × 10⁵ × 0,162 = 1,3 × 10⁵ Bq.
Stap 3: controle: na 2 halveringstijden (7,6 dagen) is het 2,0 × 10⁵ Bq; na 10 dagen minder, dus de uitkomst is plausibel.
Valkuilen
- Bij bètaverval het neutrino of antineutrino weglaten.
- Massa in kilogram en energie in MeV zonder omrekeningsfactor combineren.
- De halveringstijd verwarren met de gemiddelde levensduur.
- Bij een kernreactie alleen A controleren en Z vergeten.