Gegevens invoeren

Toetsopgaven bij hoofdstuk 6
Opgave 1
In 2004 ontstond veel ophef over het vrijkomen van het radioactieve gas radon
in huizen. Het consumentenprogramma Radar van de Tros bracht het nieuws
op basis van verslagen van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu
(RIVM).
Hieronder staan enkele uittreksels uit de publicaties van het RIVM. Lees deze
door en beantwoord de onderstaande vragen.
RIVM: Radonconcentraties in woningen, 19302002
Radon is een radioactief gas van natuurlijke
oorsprong. Het is kleur-, reuk- en smaakloos. Het
ontstaat door het verval van de radioactieve stof
uranium. Het meeste radon komt in kiezelbeton voor,
een veelgebruikte betonsoort.
In woningen gebouwd na 1980 is de
radonconcentratie gemiddeld 50% hoger dan in
woningen van voor 1970. Door toevoeging van relatief
'radonrijke' nieuwbouwwoningen neemt de
gemiddelde radonconcentratie in de woning sinds
1970 voortdurend toe.
Effecten van radon op de volksgezondheid
Voor een inwoner van Nederland bepalen de
edelgassen radon (222Rn) en thoron (220Rn) ongeveer
30% van de jaarlijkse stralingsdosis. Bewoners
worden blootgesteld via inademen van
radonvervalproducten en door externe straling
afkomstig van bouwmaterialen.
– De gemiddelde individuele dosis door inademen
van radon en thoron bedroeg in 2002 circa 750
microsievert. Deze dosis veroorzaakt in Nederland
ongeveer 800 sterfgevallen per jaar.
– De gemiddelde individuele dosis door uitwendige
straling vanuit bouwmaterialen bedroeg in 2000
circa 280 microsievert. Deze dosis komt overeen
met ongeveer 220 sterfgevallen in Nederland op
jaarbasis.
Radon en thoron
Het element radon kent
verschillende isotopen. Na
radon–222, dat het meeste
voorkomt en ontstaat uit
uranium–238, is radon–220,
afkomstig uit thorium–232,
het belangrijkste isotoop. Het
meeste onderzoek heeft
betrekking op radon–222. Dit
komt omdat de meeste
schattingen aangeven dat
radon–222 verantwoordelijk
is voor meer dan 85% van de
stralingsbelasting door
radonisotopen.
Alfa-, bèta- en gammastraling
Bij het verval van
radioactieve stoffen kunnen
drie soorten straling
ontstaan. Alfastraling is
daarvan de gevaarlijkste. Dit
is te zien aan de weegfactor,
die voor bèta- en
gammastraling gelijk is aan
één. Voor alfastraling is de
weegfactor gelijk aan twintig.
Volgens een van de uittreksels zijn er twee isotopen van het element radon,
waarvan de ene inderdaad radon wordt genoemd en de andere thoron. De
volgende twee vragen gaan over de isotoop die radon wordt genoemd.
a Leg uit hoeveel neutronen de isotoop radon in de kern heeft.
b Leg uit hoeveel alfadeeltjes er vrij komen bij het verval van uranium tot de
isotoop radon. Schrijf geen vervalvergelijkingen op.
De volgende vier vragen gaan over de isotoop thoron. Deze isotoop ontstaat uit
het element thorium in vijf stappen.
c Schrijf van de eerste twee stappen de vervalvergelijkingen op.
In het artikel over de effecten op de volksgezondheid wordt gesproken over ‘de
gemiddelde individuele dosis’.
HAVO 5 TOETSOPGAVEN HOOFDSTUK 6
1 van 3
d Leg met behulp van een citaat uit de tekst uit dat hier niet ‘dosis’, maar
‘dosisequivalent’ wordt bedoeld.
e Toon aan dat het gedeelte van het dosisequivalent dat veroorzaakt wordt
door thoron gelijk is aan 113 μSv.
f Bereken de gemiddelde activiteit van het thoron in de longen voor het jaar
2002. Ga er daarbij vanuit dat de massa van de longen bij een volwassen
persoon ongeveer 250 gram bedraagt en er altijd een vaste hoeveelheid
radioactief gas in de longen aanwezig is.
Opgave 2
Een radioactieve bron met een grote halveringstijd zendt α-, β- en γ-straling uit
in een smalle bundel. Zie figuur 1.
Figuur 1
Deze bundel gaat door een nauw diafragma en komt daarna in een telbuis die
voor elk van de drie soorten straling even gevoelig is. Tussen het diafragma en
de telbuis kunnen we verschillende afschermingen plaatsen. De meetapparatuur
registreert het aantal deeltjes dat in een tijdsduur van 10 s de telbuis bereikt. De
meetresultaten staan in tabel 1. De meetresultaten zijn al gecorrigeerd voor de
achtergrondstraling.
soort afscherming
geregistreerd
aantal deeltjes
per 10 s
1067
865
482
275
241
Tabel 1
Er zijn drie materialen als afscherming gebruikt: een plaat van 8 mm
aluminium, een plaat van 9 mm lood en een vel papier. Eén van de metingen is
uitgevoerd zonder afscherming en een van de metingen is uitgevoerd met de
platen van 8 mm aluminium en 9 mm lood samen.
a Noteer in de tabel bij elk aantal geregistreerde deeltjes per 10 s de
afscherming die gebruikt is.
HAVO 5 TOETSOPGAVEN HOOFDSTUK 6
2 van 3
Gammastraling wordt bij passage door een stof nooit volledig geabsorbeerd,
alleen de intensiteit wordt verminderd. De halveringsdikte geeft aan hoe dik
een laag materiaal moet zijn om de intensiteit van γ-straling tot de helft te
verzwakken.
We plaatsen nu een afscherming van 8 mm aluminium plus 27 mm lood tussen
het diafragma en de telbuis.
b Hoeveel ‘deeltjes’ zullen nu in 10 seconden worden geregistreerd? Licht je
antwoord toe.
Veronderstel dat alle straling die het diafragma is gepasseerd door de teller
wordt geregistreerd.
c Bereken hoeveel procent van de straling die het diafragma is gepasseerd uit
α- en β-straling (samen) bestaat. Noteer de uitkomst in twee significante
cijfers. Bereken daartoe eerst hoeveel gammastraling (uitgedrukt in ‘deeltjes
per 10 s’) er op de loodplaat van 9 mm dik valt.
Opgave 3
Radioactief afval van kerncentrales wordt bewaard in zogenaamde
Castorvaten. Castorvaten houden alle α- en -straling tegen en 99,99 % van de
γ-straling. Behalve γ-straling komen ook neutronen door de wand heen. De
neutronen ontstaan bij de spontane splijting van een van de afvalproducten in
het vat: curium–244 (244Cm). Spontane splijting betekent dat de kern uit
zichzelf, zonder invangen van een neutron, in twee delen uiteenvalt.
Bij een van de mogelijke splijtingsreacties komen vier neutronen vrij. De
reactievergelijking voor die reactie is hieronder gedeeltelijk weergegeven.
244
...
1
 147
96 Cm
58 Ce  ... ...  4 0 n
De isotopen in deze reactie staan niet in BINAS.
a Geef het symbool, het atoomnummer en het massagetal van de ontbrekende
isotoop.
Behalve spontane splijting van curium–244 vindt er ook radioactief verval
plaats in het vat. De energie die per seconde in een vat bij de splijting en het
radioactief verval vrijkomt, bedraagt 24 kJ. Hierdoor neemt de massa van het
afval in het vat af.
b Bereken de massavermindering na één jaar.
HAVO 5 TOETSOPGAVEN HOOFDSTUK 6
3 van 3