Stralend 1Inleiding



Dovnload 183.61 Kb.
Datum07.10.2016
Grootte183.61 Kb.





STRALEND
1Inleiding


Afbeelding 4-1



In het nieuwsbericht van afbeelding 4-1 wordt gesproken over een kern­centrale. Zo’n centrale zorgt voor de opwekking van elektrische energie.

Het is dus eigenlijk een elektriciteits­centrale.


Je weet waarschijnlijk wel dat de mees­te elektriciteits-centrales hun energie halen uit de verbranding van fossiele brandstoffen. InNederland wordt voor­al aardgas en aardolie gebruikt om elektrische energie op te wekken.

Bij de verbranding van aardgas of aardolie komt warmte vrij. Met deze warmte wordt water verwarmd. Het water wordt stoom en met die stoom

wordt een turbine in beweging gezet. De draaiende beweging van de turbi­ne wordt overgebracht naar een ge­nerator. De generator zet bewegings­energie om in elektrische energie. Je zou hem kunnen vergelijken met je eigen fietsdynamo. De elektrische energie wordt via hoogspanningslei­dingen naar de huizen vervoerd.

Maar op welke manier komt een kerncentrale aan zijn energie? Dat lees je in dit hoofdstuk.




Maak nu: O: 4/1












Afbeelding 4-2 Stroomopwekking door een kerncentrale.




Afbeelding 4-3 De kerncentrale van Borssele (Zeeland). Nederland had twee van zulke centra­les voor de opwekking van elektriciteit.



2De kerncentrale

In een kerncentrale worden geen fos­siele brandstoffen verbrand. Er ge­beurt iets heel anders: in een kerncen­trale worden uraniumkernen ge­splitst. Bij kernsplitsing komt veel energie (warmte) vrij. Deze energie wordt gebruikt voor het opwekken van stroom.



Maar… behalve warmte komt er bij kernsplitsing ook radioactieve straling vrij en er ontstaat radioactief afval. Veel mensen zijn bang voor radioactieve straling. Toch is die lang niet altijd ge­vaarlijk. Ze is soms zelfs nuttig. Om er iets over te kunnen zeggen, moet je eerst weten wat radioactieve straling is. Bekijk eerst de afbeeldingen 4-4, 4-5 en 4-6.





ONTHOUD:

In een kerncentrale wordt ener-
gie opgewekt door kernsplit-
sing.


Bij kernsplitsing komt radioac-
tieve straling vrij.


Het afval van een kerncentrale
is radioactief.





Maak nu: O: 4/2 t/m O: 4/7





Afbeelding 4-4 Het principe van kernsplitsing.

Afbeelding 4-5 Mede onder druk van de milieu­beweging is het storten van (Nederlands] radio­actief afval in zee gestaakt.



Afbeelding 4-6 Sinds 1984 wordt radioactief af­val in Nederland bovengronds opgeslagen in Petten (Noord-Holland).




Afbeelding 4-7 Het symbool voor radioactiviteit.



3 Radioactiviteit, wat is dat?

Zoals je weet bestaat een stof uit mo­leculen. Een molecule is opgebouwd uit atomen. Zo bestaat 1 molecule wa­ter uit 1 atoom zuurstof en 2 atomen waterstof (H2O). Zo’n zuurstofatoom blijft altijd een zuurstofatoom. Een zuurstofatoom kan niet uit zichzelf een ander atoom worden. Je zegt dan: het zuurstofatoom is stabiel. Dit kun je zeggen over bijna alle atomen die er zijn. Toch zijn er ook atomen die uit zichzelf kunnen veranderen in een ander atoom. Deze atomen noem je


Afbeelding 4-8
instabiel. Er zijn maar een paar soorten atomen die instabiel zijn. De belang­rijkste zijn: uranium (U), radium (Ra), polonium (Po) en koolstof (C-14). Zie afbeelding 4-8.

Als een instabiel atoom verandert (vervalt) in een ander atoom, dan zendt het straling uit. Je zegt dan: de stof is radioactief.

Niet alle radioactieve stoffen zenden evenveel straling uit. Als er in een stof per seconde weinig atomen vervallen, dan zendt de stof weinig straling uit. Maar als er in een stof veel atomen per seconde vervallen, dan zendt de stof veel straling uit. Het aantal atomen dat per seconde vervalt, wordt ook wel de

Afbeelding 4-9 In oude horloges is soms lichtge­vende verf gebruikt. Zo kun je in het donker nog zien hoe laat het is. In die verf zit een radioactie­ve stof. Die zendt straling uit en de straling zorgt voor het lichtgevende effect.



activiteit genoemd. De activiteit wordt gemeten in Becquerel (Bq).

Als de activiteit van een stof 1800 Bq is, dan betekent dat dat er in de stof el­ke seconde 1800 atomen vervallen.




ONTHOUD:

Instabiele atomen vervallen uit
zichzelf in andere atomen.
Als een instabiel atoom vervalt,
zendt het straling uit.
Het aantal atomen van een stof
dat per seconde vervalt, noem
je de activiteit.


De activiteit druk je uit in Bec-
querel (Bq).





Maak nu: O: 4/8 t/m O: 4/14

4 Hoe lang blijft
een stof radio­actief?

Als er elke seconde atomen vervallen, dan blijven er steeds minder instabie­le atomen over. De activiteit van een hoeveelheid radioactief materiaal wordt dus steeds kleiner.

Je kunt de activiteit van een radioac­tieve stof ook meten. Dat kun je doen met een geigerteller. Dit is een instru­ment dat begint te tikken als het ra­dioactieve straling opvangt. Hoe sneller de geigerteller tikt, des te gro­ter is de activiteit van de stof.


Als je van een stof de radioactiviteit meet met een geigerteller, dan kun je in een grafiek het aantal tikken uit­zetten tegen de tijd.

Uit de grafiek van afbeelding 4-11 kun




Afbeelding 4-10 Radioactieve bronnen in de industrie worden geregeld met een geigerteller gecontroleerd op lekkage.



Afbeelding 4-1 1 De halveringstijd van deze stof is 1minuut.




Afbeelding 4-1 2 Halveringstijden.


je aflezen dat na één minuut het aantal instabiele atomen gehalveerd is. Je zegt dan: de halveringstijd van deze stof is één minuut.

Maar na nog een minuut is het overge­bleven aantal instabiele atomen weer gehalveerd, en zo verder. Je kunt je dat voorstellen als in afbeelding 4-12.

In afbeelding 4-13 is het radioactieve verval weergegeven van Na-24. Er wordt steeds gedurende één minuut met een geigerteller gemeten hoeveel atomen Na-24 er vervallen. Dit wordt telkens na een uur herhaald. Uit de grafiek blijkt dat er na 15 uur nog maar half zoveel atomen vervallen. De hal­veringstijd van Na-24 is dus 15 uur.

Afbeelding 4-1 3 Radioactief verval van Na-24.



In de tabel hieronder zie je de halve­ringstijd van een aantal stoffen.





Stof


Halveringstijd


helium-6

0,8 s

stikstof-17

4,14 s

stikstof-16

7,36 s

zuurstof-15

2,05 min

magnesium-27

9,45 min

aluminium-28

2,3 min

natrium-24

15 uur

jood-123

13 uur

jood-131

8,1 dagen

zilver-110

270 dagen

cesium-137

35 jaar

radium-226

1622 jaar

koolstof-14

5568 jaar

titanium-238

4,5 x 109 jaar


ONTHOUD:

De halveringstijd is de tijd waar-
­ in het aantal instabiele atomen
tot de helft is afgenomen.




Maak nu: O:4/15 t/m O: 4/24

5 Waarvoor worden radioactieve stoffen gebruikt?

De hiervoor genoemde radioactieve stoffen zijn natuurlijke radioactieve stoffen. Maar er worden ook nieuwe radioactieve stoffen gemaakt. Dat noem je ook wel kunstmatige radio­actieve stoffen. Deze stoffen zijn door

mensen gemaakt. Bijvoorbeeld bij proeven in een laboratorium of bij het opwekken van energie in een kern­centrale.
In ziekenhuizen wordt veel gebruik gemaakt van radioactieve stoffen (af­beelding 4-14). Als je radioactieve stof binnen krijgt, dan komt deze in je bloed terecht. Via de bloedbanen wordt de stof door je hele lichaam ge­transporteerd.

De radioactieve stof jood-131 bijvoor­beeld wordt vooral in je spieren en in je schildklier opgeslagen. Als een arts wil weten of je schildklierafwijkingen hebt, kan hij een beetje jood-131 in je bloed brengen. Het jood komt terecht in je schildklier en door de radioactie­ve straling ervan is de schildklier goed te zien op een röntgenfoto.





Afbeelding 4-14 Door een radioactieve stof in de bloedbaan te spuiten kan een tumor worden ontdekt. De roodzwarte plekken tonen de plaats van de tumor in de hersenen.

Waarvoor worden radioactieve stof­fen gebruikt?

Dat zie je in het volgende overzicht.



Stof

Toepassing


koolstof-14

ouderdomsbepaling




bijvoorbeeld bij opgra-




vingen

plutonium-239

atoombommen

radium-226

bestraling van kanker-




gezwellen

cesium-1 37

bestraling van kanker-




gezwellen

uranium-235

brandstof van kern-




centrales

jood-131

opsporen van schildklier ­afwijkingen









6 Verschillende

soorten straling
Als een instabiel(e) atoom(kern) ver­valt, zendt het straling uit. Uit proeven is gebleken dat een instabiel atoom verschillende soorten straling kan uit­zenden.

Het verschil tussen de stralingssoor­ten is het doordringend vermogen of de dracht (zie afbeelding 4-15).



Alfa-straling

Deze straling bestaat uit kleine deel­tjes die uit de kern van een instabiel atoom worden geschoten. Je kunt ze heel makkelijk tegenhouden. Een dun velletje papier is al voldoende. Het doordringend vermogen is dus klein. De straling wordt gemakkelijk geabsorbeerd.






Afbeelding 4-1 5 Het doordringend vermogen van de verschillende soorten straling.






Bèta-straling

Deze straling bestaat uit elektronen die worden weggeschoten uit een in­stabiel atoom. Deze elektronen zullen wél door een dun velletje papier schieten. Maar met dit boek kun je bè­ta-straling wel tegenhouden.



Gamma-straling

Gamma-straling kan heel ver door stoffen heen dringen. Deze straling bestaat niet uit deeltjes maar uit spe­ciale golven.

Gamma-straling lijkt op röntgen-stra­ling. Maar het doordringend vermo­gen is veel groter.

Er zijn heel dikke betonnen muren nodig om deze straling tegen te hou­den. Gamma-straling is dus moeilijk te absorberen.


Afbeelding 4-16 Een slachtoffer van radioactieve straling.




Afbeelding 4-17 Duizenden mensen protesteer­den in 1995 tegen de Franse kernproeven (‘nuclear testing’).

Het is belangrijk dat men weet met welke soort straling men te maken heeft. Op die manier kun je er voor zorgen dat je het goede materiaal ge­bruikt voor de stralingsabsorptie. Lood en beton zijn de beste stralings­absorbeerders.


ONTHOUD:

Het verschil tussen de stralings-
­
soorten (alfa, bèta en gamma)
is het doordringend vermogen
of dracht.


Lood en beton absorberen de
straling het beste.





Maak nu: O:4/25 t/m O: 4/31

7 Is straling gevaarlijk?
De straling van radioactieve stoffen kan gevaarlijk voor je lichaam zijn. De straling kan namelijk de cellen in je lichaam beschadigen. Als er veel cellen beschadigd worden, kunnen er andere cellen ontstaan die een gevaar voor je lichaam zijn. Op die manier

Afbeelding 4-18 De wanden van de controle­ruimte van deze kernreactor zijn gemaakt van 27 cm dik staal. De ramen zijn van loodglas en heb­ben een dikte van 50 cm. Alle apparaten worden vanuit deze ruimte bestuurd en gecontroleerd.


kun je allerlei vormen van kanker krijgen.

Radioactieve stoffen hopen zich op in verschillende lichaamsdelen



Strontium komt terecht in tanden en botten. Dat komt doordat het in sa­menstelling lijkt op calcium, dat een bouwstof is voor botten. Strontium kan daardoor botkanker en bloed­kanker (leukemie) veroorzaken.

Jodium wordt in de spieren en in de schildklier opgeslagen. Jodium kan dus kanker aan de schildklier veroor­zaken.

Cesium en plutonium komen in het hele

Afbeelding 4-19 In ziekenhuizen wordt met zwak radioactieve stoffen gewerkt.



Afbeelding 4-20 Bericht uit de Volkskrant van 28 juni 1986.


Afbeelding 4-2 1 De uitgebrande en gedeeltelijk gesmolten kerncentrale van Tsjernobyl.








Afbeelding 4-22 Na het ongeluk in Tsjernobyl werden in West-Europa groenten en ander voed­sel gecontroleerd op radioactiviteit.


lichaam terecht. Cesium veroorzaakt long-, borst-, maag- en darmkanker.

Plutonium is zeer gevaarlijk en kan huidkanker veroorzaken.


Toch gaan veel mensen met radioactie­ve stoffen om. Denk maar aan iedereen die werkt in het ziekenhuis, laboratori­um of kerncentrale. Om veilig met de radioactieve stoffen te kunnen werken zijn er speciale voorzorgsmaatregelen:

  1. Werk nooit langer dan nodig is met een radioactieve stof.

  2. Blijf zo ver mogelijk van de radioac­tieve stof vandaan.

  3. Als je met gamma-straling werkt, zorg dan voor goed afschermings­materiaal (beton, lood).

Maar ondanks allerlei voorzorgsmaat­regelen kun je toch met radioactieve straling te maken krijgen zoals in 1986. In Tsjernobyl, vlakbij de Russische stad Kiev, gebeurde er een ongeluk met een kerncentrale. Tijdens dit onge­luk ontsnapten radioactieve stofdeel­tjes uit de centrale. Deze stofdeeltjes kwamen in de lucht en werden door de oostenwind richting West-Europa ge­blazen.

De stofdeeltjes kwamen ook in Neder­land op de grond. Hierdoor raakte veel



Afbeelding 4-23


groente besmet;ook het gras

dat de koeien aten. Hierdoor werden het vlees en de melk van de koeien ra­dioactief. Als je iets eet wat radioactief besmet is, komt er radioactief materiaal in je lichaam.

Kerncentrales zijn dan ook altijd extra beveiligd. Maar zoals je ziet, kán er toch een ongeluk gebeuren. Daarom zijn veel mensen tegen het gebruik van kern­energie.



Maak nu: O: 4/32 t/m O: 4/38

8 Hoeveel Straling?

Omdat er in de natuur instabiele ato­men voorkomen, is er altijd wat na­tuurlijke straling. Deze straling noem je de natuurlijke achtergrondstraling.

Deze natuurlijke straling is in Neder­land anders dan in bijvoorbeeld Suri­name. Dat heeft te maken met de stof­fen die er in de bodem zitten. Je lichaam staat dus altijd bloot aan straling. De hoeveelheid straling die je lichaam ont­vangt, noem je de dosis. De dosis druk je uit in milliSievert (mSv).





Afbeelding 4-24 Stralingsbronnen in je (directe) omgeving.



De natuurlijke achtergrondstraling in Nederland is 2 mSv per jaar.

In afbeelding 4-24 zie je op welke ma­nier je nog meer straling opdoet. Zo­als je ziet ontvang je zelfs tijdens het televisiekijken een kleine dosis.
In Nederland heeft men als veilig­heidsnorm gesteld dat niemand meer dan 5 mSv per jaar mag oplopen.

Bij een ongeluk met een kerncentrale, zoals in Tsjernobyl, zal de dosis veel hoger liggen. De gevolgen van een hoge dosis zijn ernstig.







ONTHOUD:

De hoeveelheid straling die je
lichaam ontvangt, noem je de
dosis.


De dosis druk je uit in milli-
Sievert (mSv).

De natuurlijke achtergrond-
Straling in Nederland is 2 mSv
Per jaar





Maak nu: O: 4/39 en O: 4/42




SAMENVATTING

  1. In een kerncentrale wordt energie opgewekt met behulp van atoomsplit ­sing.

  2. Bij atoomsplitsing komt radioactieve straling vrij.

  3. Het afval van een kerncentrale is radioactief.

  4. In de natuur komen stoffen voor die uit zichzelf straling uitzenden. De atomen van deze stof vervallen uit zichzelf tot een ander atoom. Een atoom dat uit zichzelf vervalt noem je een instabiel atoom.

  5. Als een instabiel atoom vervalt, dan zendt het straling uit.

  6. Het aantal atomen dat per seconde vervalt, noem je de activiteit.

  7. De activiteit druk je uit in becquerel (Bq).

  8. Veel gebruikte radioactieve stoffen zijn:


Stof Toepassing
kooistof-14 ouderdomsbepaling

plutonium-239 atoombommen

radium-226 bestraling van kankergezwellen

cesium-137 bestraling van kankergezwellen

uranium-235 brandstof van kerncentrales

jood-1 3 1 opsporen van schildklierafwijkingen






  1. Er zijn drie soorten straling: alfa-, bèta- en gammastraling.




  1. Deze stralingssoorten hebben een verschillend doordringend vermogen
    (dracht).





  1. Lood en beton absorberen de straling het beste.

  2. De hoeveelheid straling die je lichaam ontvangt, noem je de dosis. De dosis druk je uit in milliSievert (mSv).




  1. De natuurlijke achtergrondstraling in Nederland is 2 mSv per jaar.





Maak nu de Gouwe ouwe examenopgaven




4 STRALEND




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

    Hoofdpagina