Atoom- en kernfysica
advertisement
Stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Frits Pleiter 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 1 Indeling atoom- en kernfysica wisselwerking o röntgentoestel afscherming detectie o radiobiologie o o • het objectieve risico van straling • subjectieve risicoacceptatie grootheden en eenheden wet- en regelgeving o praktische stralingshygiëne o afval 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 (1) (3) (2) (3) (4) (6) (6) (6) (5) (7) (8 - 10) (11) 2 Atoom- en kernfysica atoombouw A symbool Z 4 2He Z elektronen Z protonen N neutronen NZ A = Z + N 2Z elektron proton protonmassa 2000 elektronmassa atoommassa kernmassa 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 neutron 3 Atoom- en kernfysica atoombouw elektronen groeperen in schillen energietoevoer 7 Li 3 excitatie en ionisatie lege plaatsen in schil excitatie M L K eenheid van energie joule (J) elektronvolt (eV) 1 eV = 1,610-19 J elektron proton ionisatie 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 neutron 4 Atoom- en kernfysica atoombouw L lege plaats wordt opgevuld röntgen-foton EK = BK - BL K Auger-elektron EKLL = BK - BL - BL X-foton L K lage Z Auger-emissie dominant hoge Z röntgen-emissie dominant dit zijn concurrerende processen Auger-elektron 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 5 Atoom- en kernfysica periodiek systeem van Mendelejev H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg 112 * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 19/07/2017 114 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 6 Atoom- en kernfysica nuclidenkaart isotopen gelijke Z isobaren gelijke A isomeren gelijke A en Z 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 7 Atoom- en kernfysica wiskundig intermezzo optellen 8=5+3 inverse funcie 8=?+3 ?=8-3 8=5+? ?=8–5 optellen aftrekken aftrekken vermenigvuldigen 15 = 5 3 inverse functie 15 = ? 3 ? = 15 / 3 15 = 5 ? ? = 15 / 5 19/07/2017 vermenigvuldigen delen delen stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 8 Atoom- en kernfysica wiskundig intermezzo machtsverheffen 9 = 32 er zijn twee inverse functies 9 = ? 2 ? = 29 9 = 3 ? ? = 3log(9) machtsverheffen worteltrekken logaritme nemen we noemen 3 het grondtal van de logaritme de “natuurlijke” logaritme heeft grondtal e = 2,71828182847... we schrijven de natuurlijke logaritme als ln(x) 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 9 Atoom- en kernfysica wiskundig intermezzo logaritme 23 25 = 28 3 = 2log(23) 5 = 2log(25) 8 = 2log(28) 3 + 5 = 8 2log(23) + 2log(25) = 2log(28) = 2log(23 25) xlog(a) + xlog(b) = xlog(a b) algemeen geldt met de logaritme kun je vermenigvuldigen met een duimstok 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 10 Atoom- en kernfysica enkel-logaritmisch grafiekpapier 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 11 Atoom- en kernfysica dubbel-logaritmisch grafiekpapier gelijke afstand betekent een gelijke factor 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 12 Atoom- en kernfysica radioactief verval eenheid van activiteit becquerel (Bq) curie (Ci) 1 Bq = 1 verval per seconde 1 Ci = activiteit van 1 gram Ra = 3,71010 Bq halveringstijd T½ is de tijd waarin de helft van de activiteit vervalt 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 13 Atoom- en kernfysica voorvoegsels 19/07/2017 milli micro nano pico (m) (µ) (n) (p) 10-3 10-6 10-9 10-12 kilo mega giga tera (k) (M) (G) (T) 103 106 109 1012 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 14 Atoom- en kernfysica --verval Z = +1 A = 0 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 15 Atoom- en kernfysica --verval gemiddelde -energie 19/07/2017 <E> E,max / 3 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 16 Atoom- en kernfysica +-verval Z = -1 A = 0 + + e- 2 annihilatie E = mec2 = 511 keV 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 17 Atoom- en kernfysica elektronvangst Z = -1 A = 0 gat in elektronschil wordt opgevuld röntgen-foton Auger-elektron 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 18 Atoom- en kernfysica -verval Z = -2 A = -4 -deeltje = 4He-kern riskant strenge wettelijke normen 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 19 Atoom- en kernfysica -verval en interne conversie Z = 0 M = 0 kern stoot overtollige energie af -foton conversie-elektron 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 20 Atoom- en kernfysica -verval en interne conversie K K -foton E conversie-elektron EK = E - BK röntgen-foton Auger-elektron dit zijn concurrerende processen 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 21 Atoom- en kernfysica kernsplijting A A1 + A2 + neutronen + energie A1 95 A2 140 energie 200 MeV voorbeelden: 19/07/2017 9837Rb + 13755Cs + 3n 235 U + n 90 Kr + 144 Ba + 2n 92 36 56 238 92U stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 22 Atoom- en kernfysica vervalschema 19/07/2017 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 23
