3.1 begrippen 3.2 voorbeelden van kernreacties 3.3 versnellers 3.4 toepassingen 3.5oefeningen
TRANSCRIPT
3.1 Begrippen
3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.3 Versnellers
3.4 Toepassingen
3.5 Oefeningen
KernreactieKern vervalt + ander nuclide ontstaat
KernreactieKern vervalt + ander nuclide ontstaat
Behoudswetten: X -> X’ + …
KernreactieKern vervalt + ander nuclide ontstaat
Behoudswetten: X -> X’ + …
- aantal protonen- aantal kerndeeltjes- massa en energie
KernreactieKern vervalt + ander nuclide ontstaat
Behoudswetten: X -> X’ + …
NATUURLIJKE RADIOACTIVITEIT
- aantal protonen- aantal kerndeeltjes- massa en energie
KernreactieKern vervalt + ander nuclide ontstaat
Behoudswetten: X -> X’ + …
NATUURLIJKE RADIOACTIVITEIT
KUNSTMATIGE RADIOACTIVITEIT
- aantal protonen- aantal kerndeeltjes- massa en energie
3.1 Begrippen
3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.3 Versnellers
3.4 Toepassingen
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
3.2.1 Ontdekking proton (1919)
Ernest Rutherford 1871-1937
Rutherford verstrooiing
3.2.1 Ontdekking proton (1919)
3.2.2 Ontdekking neutron (1932)
Irène Joliot-Curie 1897-1956
3.2.1 Ontdekking proton (1919)
3.2.2 Ontdekking neutron (1932)
3.2.3 Eerste kunstmatige radionuclide (1934)
Irène Joliot-Curie 1897-1956
3.2.4 Transuranen
Enrico Fermi 1901-1954
3.2.4 Transuranen
Atoomnummer > 92
Enrico Fermi 1901-1954
3.2.5 Kernsplijting (1938)
Otto Hahn 1879-1968 + Fritz Strassman 1902-1980
Splijting zware kernen:
3.2.5 Kernsplijting
Splijtingsproducten + 200 MeV
Otto Hahn 1879-1968 + Fritz Strassman 1902-1980
Wikipedia: Kernsplijting
Splijting zware kernen:
3.2.5 Kernsplijting > energie > atoomtijdperk
1939 Hahn/Strassman 1e kernsplijtingsreactie
1942 Enrico Fermi 1e gecontroleerde kernreactie
16 juli 1945 VS 1e experimentele kernexplosie
6 augustus 1945 Hiroshima atoombom ‘Little Boy’
9 augustus 1945 Nagasaki atoombom ‘Fat Man’
1951 Idaho 1e experimentele kerncentralevoor elektrische energie
Daarna wereldwijd bouw kerncentrales
Nu aantal landen afbouw kernprogramma
Video:Uraniumbom Little Boy op Hiroshima
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
3.2.6 Kernfusie
splijting 1 kg uranium-235 7,6 miljoen kWh elektrische energie
versmelting 1 kg deuterium 24 miljoen kWh energie vrij
= verbrandingswarmte 3 miljoen ton steenkool
atoomkernen positief geladen hoge snelheid nodig owv elektrostatische afstoting alleen bij zeer hoge temperaturen 100 000 000 °C geïoniseerde atomen = PLASMA
grote verschil met splijting: produkten slechts radioactief met een korte halveringstijd of soms zelf stabiel
3.2.6 KernfusieJET
Joint European Toruskernfusie-experiment in Culham, vlakbij Oxford in Engelandontwerp: 1973bouw: 1979werkzaam: 1983eerste 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 Reactorin Cadarache in Frankrijk bouw: begonnen in 2006doel: wetensch. en techn. haalbaarheid aantonen van
kernfusie als energiebronhuidige partners: Europese Unie, Japan, Zuid-Korea, China, India,
de Verenigde Staten en de Russische Federatie
ITER - Cadarache
3.1 Begrippen
3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.3 Versnellers
3.4 Toepassingen
3.3.1 De Lineaire versneller
deeltjes versnellen zodat ze kunnen doordringen in de positieve kern
3.3.2 De cyclotronPrincipe: versnellen van geladen deeltjes dmv wisselende elektrische velden
LHC (CERN) - Genève
Klein cyclotron
3.1 Begrippen
3.2 Voorbeelden van kernreacties
3.3 Versnellers
3.4 Toepassingen
> geneeskunde
> wetenschappelijk onderzoek
- werking van organen: 'technetium-koe'
- behandeling prostaatkanker, schildklieraandoeningen, steriliseren geneeskundig materiaal
- radioactief gemerkte moleculen of 'tracers'
> activeringsanalyse- uitlokken van gammastraling door bestraling met trage neutronen
> gebruiksgoederen- bv. rookdetectoren