## 3.2 Applet

Voor het onderzoek van mevrouw De Wit werd gebruik gemaakt van radioactief jodium-123. Dit wordt radioactief genoemd, omdat het straling uitzendt. Onder de straling die radioactieve stoffen kunnen uitzenden, kun je drie verschillende soorten onderscheiden: alfastraling (α-straling), bètastraling (β-straling) en gammastraling (γ-straling). Alfa- en bètastraling bestaan uit deeltjes die uit de kern van een atoom komen en gammastraling zijn fotonen (energiepakketjes). De soorten straling hebben een verschillend doordringend vermogen. Dit betekent dat zij afhankelijk van de stralingsoort meer of minder diep in je lijf kunnen doordringen. De deeltjesstraling gaat aanmerkelijk minder diep dan de gammastralling.

Een arts kan verschillende soorten straling gebruiken, afhankelijk van wat hij of zij te weten wil komen, en hoe diep de organen waar het om gaat in je lijf zitten.

In de volgende applets ga je kijken naar de twee deeltjesstralingen.

We beginnen met de grootste deeltjes, namelijk de alfastraling.

Vraag

1. Heeft alfastraling een groot of klein doordringend vermogen?

Het applet simuleert het verval van een polonium-211-kern.

Opdrachten

1. Zoek polonium op in Binastabel 25.
2. Hoeveel isotopen van polonium zijn er?
3. Schrijf de isotopen met de grootste en kleinste halveringstijd op.
4. Wat is de vervaltijd van Po-211?

Start het applet en klik op tabblad 1, "Atoom".

- Bekijk het Po-211 atoom als het vervalt. Klik daarna op de knop "Herbegin" en laat het atoom minstens 10 keer vervallen.
- Schrijf minstens drie verschillen op tussen de kern voor en na het verval.
- Wat gebeurt er in de Po-211-kern waardoor hij vervalt?
- Klik op de "pauze"-knop meteen nadat de kern is vervallen, zodat je het weggeschoten deeltje nog kan zien. Waar bestaat dat deeltje uit?
- Welke atoomkern is het?
- Wat heeft het weggeschoten deeltje te maken met het massagetal van het nieuwe atoom?
- Hoe heet het nieuwe element?
- Geef de vervalvergelijking van Po-211.
- Bekijk de grafiek boven in het venster. De halveringstijd is aangegeven. Wat kun je zeggen over de kernen die vervallen zijn, als je kijkt naar de halveringstijd? Is er een patroon aan te geven?
- Wat zeg dit over de kans dat een enkele kern vervalt? Kun je dat voorspellen?
- Laat je antwoorden controleren.

Klik nu op de tab "Meerdere atomen".

- Klik eerst op de pauzeknop onderin en maak dan de emmer met atomen leeg, door een aantal keer op "10 toevoegen" te klikken.
- Laat de simulatie lopen. Bovenin het scherm kun je het aantal vervallen atomen en de tijd ertussen zien. Pauzeer de simulatie elke halve minuut. Schrijf telkens de verlopen tijd in de tabel en schrijf daarbij het totaal aantal vervallen kernen op.
  Herhaal dit 4 keer.
- Je hebt nu 5 verschillende waarnemingen van het verval van polonium-211. Maak van je waarnemingen 1 diagram met 5 lijnen. De lijnen vallen niet precies over elkaar. Geef een verklaring voor het verschil tussen de lijnen.
- Laat je antwoorden controleren.

alpha-decay_nl.jnlp

Het tweede applet gaat over bètastraling, ook deeltjes maar veel kleiner dan alfadeeltjes. De manier waarop de deeltjes ontstaan is ook anders.

Met het applet kun je het verval simuleren van H-3- en C-14-kernen.

Opdrachten:

- Zoek op en omschrijf zo kort mogelijk wat de oorzaak is van dit verval en waardoor de bètadeeltjes ontstaan.
- Zoek in Binastabel 25 koolstof-14 op.
- Hoeveel isotopen van koolstof zijn er?
- Wat is de vervaltijd van C-14?
- Laat je antwoorden controleren.

Start het applet en klik op tabblad 1, "Atoom".

- Bekijk het C-14- en het H-3-atoom als het vervalt.
- Schrijf minstens drie verschillen en minstens drie overeenkomsten op tussen de kern voor en de kern na het verval.
- Schrijf de vervalvergelijkingen op.
- Wat is het verschil met het alfaverval van het applet hierboven?
- Klik op de "pauze"-knop meteen nadat de kern is vervallen, zodat je de weggeschoten deeltjes nog kunt zien. Waar bestaan de deeltjes uit?
- Welk deeltje komt er behalve een bètadeeltje nog meer vrij? Waar komen de deeltjes van het bètaverval vandaan? Gebruik in je antwoord de termen neutron, proton en elektron.
- Laat je antwoorden controleren.

beta-decay_nl.jnlp

Ouderdomsbepaling met C-14

C-14-koolstof wordt gebruikt bij het bepalen van de ouderdom van archeologische vondsten.

De achterliggende aanname is dat de verhouding tussen C-12 en C-14 in de atmosfeer niet veranderd is in de loop der eeuwen. Dit komt doordat C-14 weliswaar verdwijnt door verval, maar bovenin de atmosfeer tegelijk voortdurend C-14 wordt bijgemaakt door reactie van kosmische straling met stikstof.

Opdrachten

1. Zoek op hoe je met behulp van C-14 kunt bepalen hoe oud een vondst is. Schrijf dit op in je schrift.

2. Maak een grafiek waarin je op de verticale as de hoeveelheid C-14 (in percentage) neerzet. Op de horizontale as zet je de tijd in jaren neer. Teken in de grafiek het verloop van de hoeveelheid C-14.

3. Tijdens opgravingen zijn resten van een prehistorische maaltijd gevonden. De archeologen schatten de leeftijd van de gevonden botten op 12.000 jaar. Bereken of bepaal hoeveel % van de oorspronkelijke C-14 atomen er nog in de vondst zitten.

Voor sommige ouderdomsbepalingen is de C-14 methode niet geschikt, bijvoorbeeld als een voorwerp geen C-atomen bevat. Dan wordt er een ander radioactief element gebruikt, zoals bijvoorbeeld K-40. Men kijkt dan naar de verhouding tussen K-39 en K-40.

De activiteit van een stof is evenredig met het aantal radioactieve deeltjes. We kunnen dus ook de activiteit tegen de tijd uitzetten. Een andere methode is het maken van een tabel, waarbij in de ene kolom de tijd staat en in de andere kolom de activiteit.

4. In een laboratorium wordt een hafniumbron gebruikt. Hafnium is een metaal dat onder andere in atoomonderzeeërs wordt gebruikt.

Op de oorspronkelijke verpakking staat dat de activiteit 28 x 105 Bq is. De laborant meet de activiteit en bepaalt dat deze nu nog 2736 Bq is.

a. Hoe oud is deze bron?

b. Welke deeltjes zendt deze bron uit?