9 	Atoomfysica

la 	Ongeveer 2,5.10-19 J.

b                                           .   

c 	Bij 800 nm hoorde 1,6 eV  bij 400 nm hoort 3,2 eV. d 	5,9.10-7 m.

2a 	16,6 eV. Toegevoerde energie moet dus 16,6 eV zijn.
b 	2,1 eV (zie schema).
c 	 = 589 nm   E = 2,1 eV
d 	Naarmate de temperatuur stijgt, komen er meer Na-atomen. Deze nemen sneller energie
	op.
3a 	16 geeft aan dat de massa 16-keer zo groot is als de massa van het waterstofatoom (H) b 	8 geeft het aantal elektronen in een normaal atoom.. Het geeft ook het aantal protonen
	in de kern.
c

4a 	 P = U.I  30.103.75.10-6 = 2,25W.
b 	De verzadigingsstroom is bereikt. Er kunnen niet meer elektronen aankomen dan er
worden geproduceerd. 
c 	8,95 -1,05 = 7,9 keV.
d 	De maximale energie die vrij kan komen is 40 keV

5a 	Ekin = 10 keV = 10.1031,6-10-19 = 1,6.10-15 J = 1/2m v2 m = 9,1.10-31 kg  v = 
		5,9.107m/s
b	Hoe groter de energie des te kleiner de golflengte.
10 	Kernfysica
la 	0V.
b 	P want de stroom gaat van een punt met hoge spanning naar lage spanning. 
c 	Een stroomstootje duurt ongeveer 1-10-7 s  er kunnen theoretisch 10.106 deeltjes per s geteld worden.

2a 	Het -deeltje verliest snelheid. 
b 	B papier in (rechterhandregel). Zie figuur

3a	Tel het aantal sporen  ongeveer 23.
b	Ze leggen dezelfde afstanden af.
c	Lengte van de sporen korter, omdat er meer ionisaties 	plaatsvinden.
d	Er vindt een botsing plaats van een -deeltje met een kern uit het nevelvat.

4a 	Degene die (vrijwel) rechtdoor gaat. 
b 	B papier uit. 
c 	Kleiner.
d 	Als ze minder ioniseren verliezen ze minder energie  duurt langer voor de snelheid 0 is.

5a 	92 protonen en 235 - 92 = 143 neutronen.
b 		U  	Th + He
 c 	4,52 MeV
d 	De energie van het -deeltje bedraagt 4,52 MeV = 4,52.106.l,6.10-19 = 7,24.10-13 J   ½mv2 = 7,24.10-13 J.
Massa -deeltje = 4.l,66.10-27 = 6,62.10-27 kg 

½..6,62.10-27.v2 = 7,24.10-13  v2 = 2,19.1014 v = 1,5107 m/s.

e	U  	Th	+He		+ 	4,52 MeV

Th 	Pa	+	e		+	0,30 MeV

Pa Ac	+He		+	4,66 MeV

Ac  Th 	+	e		+	0,04 MeV
Th  Ra	+He		+	6,05 MeV
Ra Rn	+He		+	5,72 MeV
Rn Po 	+He		+	6,82 MeV

Po Pb	+He		+	7,37 MeV
Pb Bi	+	e		+	0,50 MeV

Bi  Ti	+He		+	6,62 MeV
Ti  Pb	+	e		+	1,47 MeV
44,10 MeV
f 	44,10 MeV. 

g 	In 235 g zitten  	  = 6,0.1023 kernen  er komt vrij:
6,0.1023.44,1.106.l,6.10-19 = 4,3.1012 J.

6a 	Eén kern heeft een massa van 0,880.1-3 /5,15.1021 = 1/709.10-25 kg 
massagetal = l,709.1-25/l,66.10-27 = 103. 
	b 	De tijd aflezen dat de hoeveelheid stof halveert  40 dagen. 
c 	N(10) = 0,88. (1/2)70/40 = 0,26 g.
d	Raaklijn :  =	6,3.10-3 g/dag
e 	6,3.10-3g bevat     = 3,69.1019 kernen 
per s vervallen 3,69.1019/(24.60.60) = 4,3.1014 kernen activiteit = 4,3.014 Bq. 
f 	0,20 g op 85 dag   0,10 g op 85 + 40 = 125 dag.

7a 		I  	Xe + 	e + γ
b 	Energie = 0,61 MeV   verlies 0,04 MeV  over 0,57 MeV.
c 	Verlies 0,050 MeV  over 0 MeV  het elektron blijft in het plaatje steken.
d 	4,0. 1018 atomen veroorzaken 1000 eenheden.
Per eenheid dus 4,0.015 atomen. Na 24 uur nog 918 eenheden  nog over 918.4,0.1015
= 3,7.1018  vervallen 4,0.1018 - 3,7-.1018 = 0,3.1018 atomen.

8a 	Ioniserende deeltjes (-, ß- of γ-straling). 
b
c 	ongeveer 1000 (grafiek
	doortrekken). 
d 	Op t = 1,0 uur 774 pulsen.
	387 pulsen (de helft) op t
	= 3,7 uur 
	th = 2,7 uur. 
e 		De tijd die verstrijkt tot
	het aantal pulsen
	gehalveerd is. 
f 	Dan zijn er vanaf t = 1,0
	15,0/2,7 = 5,6 halverings-tijden verstreken
	 N(t) = 774.(1/2)5'6 = 16

9a   	Be + 	He 			C + 	n

b 	(p,γ):   		    Al + 	p 	Si +  

	(p,):    	    Al + 	p 	Mg + He 

(n, ):      			A1 +  n 	Na +  He (n,p):       			Al +	n  	Mg + 	p 

(n,):       			A1 + 	n 	A1 + γ (n,2n):	 A1 + 	n  		Al + 2	n

d

c 	De kern heeft 13 protonen en 27 -13 = 14 neutronen 

e 		H + 	 n +  H

10a	  	U 		   Th + 	He
b 	Massa links: 			238,05079	Rechts: 234,04358
4,00260

238,04618
Verlies 0,00461 u.1,66.10-27 = 7,6610 -30 kg. 
c 	E = m.c2  7,66.10-30. (3,0.108)2 = 6,88.1013 J = 4,29 MeV.

11a N + n  	C + 	p 

b    	   C  		N + 	e
c 	0,16 MeV
d 	1 u = 931 MeV m = 0,16/93 l = l,7.10-4u
e 	Meten hoeveel minder de straling is vergeleken met die in levende planten. De
		verhouding is (1/2)t/th  th     = 5730 j  t

12a 	De sporen van links naar rechts zijn -deeltjes.
Het dunne spoor is het proton.
Het dikke spoor is de zuurstofkern. 

b 	Omdat de stikstofkern 7+ is. 

c    	N + 	He  	O + 	H

Massa links: 	14,00307	Rechts: 	16,99913
4,00260	1,00783

18,00567	18,00696

Verschil: 0,00129 u  dit is aan massa erbij gekomen.
0,00129 u komt overeen met 0,00129.931 = 1,2 MeV.
Deze energie moet dus toegevoerd worden in de vorm van Ebew.
13a 	Eerst berekenen hoeveel massa verdwijnt:
Links: 	7,016004	Rechts: 	4,002603
1,007825	4,002603

8,023829	8,005206

Massavermindering: 0,018623 u  energiewinst = 0,018623.931 = 17,3 MeV. 
b 	Ze moeten de 3+ kern van Li binnendringen. 
c 	Neutronen zijn neutraal en ondervinden geen afstoten de kracht.

14a 	Po  	Pb +	He + 5,3 MeV

b 	Ekin = 5,3 MeV  ½mv2 = 5,3.106.l,6.10-19 = 8,49.10-13 J.
m = 4 u = 4.166.10-27 kg = 6,64.10-27 kg.
½.6,64.10-27.v2 = 8,49.1013  v2 = 2,5.1014    v = 1,6.107 m/s. 

c 	B papier in! Zie figuur.
d 	De -deeltjes treffen dus   K en er ontstaan protonen.

K + 	He 	Ca + 	p 
e 	Deze meet alleen of er een ioniserend deeltje binnenkomt. 
f 	De activiteit van het polonium wordt minder. 
g 	th = 140 dagen.
Er is nog over 8/128 = 1/16  er zijn 4 halveringstijden verstreken = 4.140 =560 dagen.

15a 	Aantal =			= 3.1023		
b 	E = m.c2  m = 	 = 1,0.10-4 kg.
c 	Per uur levert hij dus nuttig 4.108.60.60 = 1,44.1012 J 

	rendement =		100 = 16%

d 	Die loopt snel op.
e 	Dan "dooft" de reactor.
f 		Eerst de staven er even uit  even wachten tot de centrale op een hoger vermogen 
		werkt  staven weer terug tot constant niveau.
16a 	m uitrekenen	Links:	235,04392 	Rechts:		140,91405
1,00867			91,92616
3.1,00867

236,05259	235,86622
Energiewinst: 0,18637.931 = 173 MeV.
b 	1

17	1 = G 	(om neutronen binnen de reactor te houden)
2= E 	(	"	)
3= V		(om neutronen af te remmen)
4= A2	(om aantal neutronen te regelen)
5= A1 (splijtstof)
6= R 	(koelmiddel)
7= L 	(om warmte af te geven)
8= Y	(watertoevoer)
9= K	(stoom naar turbine)

18a 	In BINAS 39 kun je de volledige naam (strontium) het atoomnummer (38) van Sr
vinden. Met enig zoeken kan dit ook in tabel 25.
Sr bevat dus 38 protonen en 90 -38 = 52 neutronen. 
b 	Massagetal van X is dus 235 -1 -90 -2 = 142.
Atoomnummer Z = 92 - 38 = 54.  Het element heet Xe (Xenon). 
c 	Bij elke kernsplijting komen er twee neutronen vrij. Deze kunnen elk weer een nieuwe

kern splijten.

d 	Voor 1 geldt Z = 38 en N = 52 . Dit is dus	Sr . Op dezelfde manier vind je voor 2
	Y.

	
De reactievergelijking is dus  	 Sr    Y +  	e
	Per reactie komt 180 MeV vrij. Dit is 180.106.1,6.10-19 = 2,9.10-11 J. Dit invullen in E = 
	m.c2  massavermindering 3,2.10-28kg

f 	Per s wordt 830.106 J geleverd. Dit is 35%  Er wordt geproduceerd 	830106 =

	2,37.109 J    aantal splijtingen 		 = 8,2.1019

19a 	Massa links: 	2,014102	Rechts: 		3,016029
	2,014102	1,008665

	4,028204	4,024694

	m = 0,003510 u  E = 0,003510.931 = 3,27 MeV.     
b 		Om de afstotende kracht tussen de kernen te overwinnen.

20a 		Bij fusie van lichte kernen "verdwijnt" er massa. Bij de splijting van zware kernen ook. 
b 	Die met massagetal rond 58 (ijzer)