Opgave … Tsjernobyl, ruim 20 jaar later (N)



Dovnload 25.1 Kb.
Datum14.08.2016
Grootte25.1 Kb.
Opgave … Tsjernobyl, ruim 20 jaar later (N)

In 1986 ontplofte in Tsjernobyl een kernreactor. Grote hoeveelheden radioactieve stoffen werden bij het ongeluk de lucht in geblazen. Door de wind verspreidden de stoffen zich over een enorm gebied. Een van die stoffen was Cs-137.

Cs-137 is een van de splijtingsproducten in een kernreactor. Wanneer een U-235-kern een neutron invangt, kunnen er verschillende kernreacties plaatsvinden.

Bij één zo’n reactie wordt Cs-137 gevormd en komen er vier neutronen vrij.

4p 1  Geef de reactievergelijking van deze kernreactie. (N.B. Niet alle isotopen in deze reactie staan in Binas.)
Bij de ontploffing kwam een hoeveelheid Cs-137 vrij met een totale activiteit van 85·1015 Bq. In een gebied van 3,0·103 km2 in de directe omgeving van de centrale, de zogenoemde ‘verboden zone’, veroorzaakte het neergeslagen cesium een gemiddelde activiteit van 2,0·106 Bq/m2.

3p 2  Bereken welk percentage van het vrijgekomen Cs-137 in dit gebied terechtkwam.


In de verboden zone wonen nog steeds mensen. De stralingsbelasting die zij ten gevolge van uitwendige bestraling oplopen, wordt voornamelijk bepaald door de absorptie van

-deeltjes; - en -deeltjes dragen daar nauwelijks aan bij.

1p 3  Geef daarvan de reden.
De energie van een -deeltje die bij het verval van een kern Cs-137-kern vrijkomt, bedraagt 1,06·10–13 J.

Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) dat een persoon oploopt, geldt:



Hierin is:



  • H de equivalente dosis (in Sv);

  • Q de zogenoemde weegfactor; voor een -deeltje;

  • E de energie die het lichaam absorbeert (in J);

  • m de massa van de persoon (in kg).

    Het gebied wordt af en toe bezocht door wetenschappers die de invloed van ioniserende straling op flora en fauna onderzoeken. Geschat wordt dat een persoon van 75 kg in dit gebied 2,4·105 -deeltjes per seconde absorbeert.



4p 4  Bereken hoeveel dagen deze persoon maximaal in het gebied mag blijven zonder de dosislimiet per jaar voor individuele leden van de bevolking te overschrijden.
De activiteit in de verboden zone ten gevolge van het Cs-137 is inmiddels afgenomen

tot 1,2·106 Bq/m2 en zal met de jaren nog verder afnemen.

3p 5Bereken de activiteit per m2 in het gebied over 90 jaar. Neem daarbij aan dat de activiteit van het Cs-137 alleen afneemt ten gevolge van radioactief verval.
In de verboden zone bevond zich een bos waarvan de bomen ernstig waren besmet.

Men besloot om de bomen niet te verbranden maar om ze onder een dikke laag zand te begraven.

2p 6  Beantwoord de volgende twee vragen vanuit het oogpunt van stralingsbescherming:


  • Wat is het bezwaar tegen het verbranden van de bomen?

  • Waarom is het begraven van de bomen onder een laag zand effectief?

Opgave 4 Tsjernobyl, 20 jaar later
Maximumscore 4

1  antwoord:

of:


  • één neutron links van de pijl 1

  • vier neutronen rechts van de pijl 1

  • Cs en Rb als splijtingsproducten (mits verkregen via kloppende atoomnummers) 1

  • het aantal nucleonen links en rechts gelijk 1


Maximumscore 3

2  uitkomst: Het percentage Cs-137 dat in het gebied terechtkwam, is 7,1%.
voorbeeld van een berekening:

De totale activiteit in het gebied is

Het percentage Cs-137 dat in het gebied terechtkwam, is


  • inzicht dat de totale activiteit in het gebied gelijk is aan de activiteit/m2 maal de oppervlakte 1

  • inzicht dat het percentage Cs-137 dat in het gebied terechtkwam gelijk is aan de activiteit van het Cs-137 in het gebied gedeeld door de activiteit van het uitgestoten Cs-137 1

  • completeren van de berekening 1



Maximumscore 1

3  voorbeeld van een antwoord:

-deeltjes hebben een (veel) groter doordringend vermogen dan - en -deeltjes.


Opmerking

Als wordt gezegd dat -deeltjes een grotere dracht hebben dan - en -deeltjes: goed rekenen.

Maximumscore 4

4  uitkomst: De persoon mag maximaal 34 dagen in het gebied blijven.
voorbeeld van een antwoord:

De dosislimiet per jaar voor individuele leden van de bevolking is 1 mSv.

Uit volgt dat het lichaam maximaal aan energie mag absorberen.

Per seconde absorbeert het

Deze persoon mag dus in het gebied blijven.


  • opzoeken van de dosislimiet 1

  • berekenen van de energie die het lichaam per tijdseenheid absorbeert 1

  • inzicht dat de tijd die de persoon in het gebied mag blijven gelijk is aan 1

  • completeren van de berekening 1

Maximumscore 3

5  uitkomst: De activiteit per m2 is dan
voorbeeld van een berekening:

De halveringstijd van Cs-137 is 30 jaar.

Over 90 jaar zijn er drie halveringstijden verstreken en is de activiteit per m2:


  • opzoeken van de halveringstijd van Cs-137 1

  • inzicht dat na n halveringstijden de activiteit per m2 met is afgenomen 1

  • completeren van de berekening 1


Maximumscore 2

6  voorbeeld van antwoorden:

    Bij het verbranden van de bomen komen radioactieve stoffen in de lucht. Deze stoffen kunnen ingeademd worden (waardoor mensen radioactief besmet kunnen raken).

    Door de laag zand wordt de intensiteit van de straling afgezwakt.





  • inzicht dat bij het verbranden van de bomen radioactieve stoffen in de lucht komen die kunnen worden ingeademd 1

  • inzicht dat de laag zand de intensiteit van de straling afzwakt 1




- 14/08/16 Lees verder




De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina