SAMENVATTING NATUURKUNDE HOOFDSTUK 5
§5.1: Straling en bronnen
In het dagelijks leven ben je voortdurend omgeven door allerlei soorten straling.
Soms kun je straling zien of voelen, maar vaak ook niet. Een meetapparaat voor
straling van radioactieve stoffen is een geiger-müllerteller of GM-teller. Straling
beweegt langs rechte lijnen vanuit een bron. Een eigenschap is dat ze zwakker
worden als ze verder van de bron komen. Straling kan opwarmen, zichtbaar of
voelbaar zijn. Bij straling van radioactieve stoffen is het ioniserend vermogen een
belangrijke eigenschap. Dit zegt iets over de schadelijkheid. Door straling kunnen
ionen ontstaan in de bestraalde stof. Atomen in de stof verliezen één of meer
elektronen rond de kern en veranderen in positieve ionen. De negatieve elektronen
schieten dan weg uit de atomen. Door ionisatie kunnen moleculen in de cel
beschadigen en kunnen cellen veranderen (muteren) of doodgaan. Een andere
belangrijke eigenschap van straling is het doordringend vermogen. Het geeft aan
hoe diep de straling door kan dringen in een bepaalde stof. Een radioactieve stof
heeft instabiele atomen die straling uitzenden. Instabiel betekent dat deze
atomen niet altijd in deze vorm zullen blijven bestaan.
Er zijn vier soorten ioniserende straling. Röntgenstraling kan atomen ioniseren, is
zeer doordringend en kan door menselijke weefsels heengaan. Een röntgenapparaat
zet elektrische energie om in stralingsenergie. Röntgenstraling wordt dus niet door
een radioactieve stof uitgezonden. Uit de atoomkernen van radioactieve stoffen zijn
drie soorten straling afkomstig: alfa (), bèta () en gamma (). -straling is
minder doordringend dan -straling. -straling is doordringender dan
röntgenstraling. Ze lijken allebei op uv-straling, maar zijn veel gevaarlijker. -
straling en -straling bestaan allebei uit deeltjes.
Radioactieve stoffen zijn bronnen van ioniserende -, - of -straling. We
onderscheiden bronnen van natuurlijke en kunstmatige straling.
Natuurlijke straling is altijd in onze omgeving aanwezig en is niet afkomstig
van door mensen geproduceerde bronnen. Deze straling is onder andere
afkomstig uit de ruimte (kosmische straling) en uit gesteentes en klei (aardse
straling).
Kunstmatige straling komt uit bronnen die door mensen zijn gemaakt.
Er is altijd straling in je omgeving aanwezig, die straling wordt
achtergrondstraling genoemd. Achtergrondstraling is meetbaar met een GM-
teller.
Komt de ontvanger niet in direct contact met radioactief materiaal, dan is er sprake
van bestraling. Het kan zowel inwendig als uitwendig plaatsvinden, afhankelijk van
de plaats van de bron. Bevindt de bron zich binnen het menselijk lichaam, dan
spreek je van inwendige bestraling. De persoon is dan besmet met de radioactieve
stof. Bevindt de bron zich buiten het menselijk lichaam, dan is er sprake van
uitwendige bestraling.
Daarbij kan de bron zich op het lichaam bevinden. De straling komt van de bron van
buiten bij de ontvanger terecht. Er is sprake van besmetting als er radioactief
materiaal op of in de ontvanger terechtkomt.
- en -deeltjes hebben bewegingsenergie en dragen die over aan het materiaal dat
de deeltjes absorbeert. Dat komt doordat ze een hoge snelheid hebben. Hoe meer
energie, hoe groter het ioniserend vermogen. Röntgen- en -straling vervoeren ook
energie, maar bestaan uit een ander soort deeltjes. De naam voor deze
‘stralingsdeeltjes’ is fotonen. Ze hebben geen lading en massa, maar wel energie.
, §5.2: Atomen en verval
Kernen van atomen bestaan uit twee soorten nucleonen: protonen (positieve
lading) en neutronen (geen lading). Rond de kern bewegen de
elektronen (negatieve lading). Ze blijven aan de kern
gebonden door de aantrekkende kracht van positieve lading van
de kern. Tussen de protonen en neutronen zit er ook een kracht,
waardoor ze aan elkaar gebonden zijn. De kracht werkt vooral
als ze dicht bij elkaar zitten. Deze kracht heet sterke
kernkracht en is veel groter dan de afstotende elektrische
kracht van de positieve protonen op elkaar. Het aantal protonen
in een kern noem je het atoomnummer. Het aantal neutronen wordt ook wel het
neutronengetal genoemd. Het totaal aantal kerndeeltjes of nucleonen noem je het
atoommassagetal.
A=N+Z
A = het totaal aantal kerndeeltjes of nucleonen (het massagetal)
N = het aantal neutronen in de kern
Z = het aantal protonen in de kern (het atoomnummer)
Je schrijft het massagetal voor het symbool van het element, A boven en Z onder.
Het aantal protonen bepaalt de chemische en fysische eigenschappen van een
element. Je noemt het atoomnummer ook wel het ladinggetal, met de lading
uitgedrukt in -e. Bij een andere notatie van elementen vermeld je alleen de
atoomsoort met het massagetal: H-1, Ne-22 en He-4. De atoommassa van elke
atoomsoort wordt uitgedrukt in de atomaire massa-eenheid u (1 u = 1,66054· 10-
27
kg). Dit is ongeveer gelijk aan de massa van een proton of neutron. De massa van
een atoom in kg kun je berekenen door de atoommassa te vermenigvuldigen met
de atomaire massa-eenheid u.
Isotopen zijn vormen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen
in de kern. Sommige isotopen zijn stabiel en vervallen dus niet. Andere zijn instabiel
en vervallen na verloop van tijd, waarbij ze straling uitzenden. Bij kleine kernen is
het aantal neutronen meestal gelijk aan het aantal protonen. Bij grotere kernen zijn
er in verhouding meer neutronen nodig om de sterke afstoting van de protonen te
compenseren. In zwaardere kernen zijn er (veel) meer neutronen dan protonen. In
het periodiek systeem vind je het gemiddelde atoommassa van alle isotopen van
het element.
Bij het uitzenden van straling verandert de oorspronkelijk kern in een andere. Je
noemt die radioactief verval. Door oorspronkelijke kern noem je moederkern, de
kern na verval heet dochterkern. Bij radioactief verval is het vervallen volledig
onafhankelijk van de omstandigheden. Sommige instabiele kernen vervallen
gemiddeld heel snel, andere heel langzaam. Als een instabiele kern vervalt, schiet
een - of een -deeltje uit de kern en vaak ook -straling. Een -deeltje bestaat uit
twee neutronen en twee protonen. Bij -verval komt er een elektron uit de kern. Een
neutron verandert in een proton en een elektron. Het elektron schiet dat weg uit de
kern en het proton blijft in de kern achter. Omdat er een proton bij komt, neemt Z
bij -verval dus met 1 toe. Een proton kan ook in een neutron veranderen. Bij dit
verval ontstaat een positief deeltje. Dit deeltje, het positron of +-deeltje, is het anti-
deeltje van het elektron. Om het positron goed te kunnen onderscheiden van het
§5.1: Straling en bronnen
In het dagelijks leven ben je voortdurend omgeven door allerlei soorten straling.
Soms kun je straling zien of voelen, maar vaak ook niet. Een meetapparaat voor
straling van radioactieve stoffen is een geiger-müllerteller of GM-teller. Straling
beweegt langs rechte lijnen vanuit een bron. Een eigenschap is dat ze zwakker
worden als ze verder van de bron komen. Straling kan opwarmen, zichtbaar of
voelbaar zijn. Bij straling van radioactieve stoffen is het ioniserend vermogen een
belangrijke eigenschap. Dit zegt iets over de schadelijkheid. Door straling kunnen
ionen ontstaan in de bestraalde stof. Atomen in de stof verliezen één of meer
elektronen rond de kern en veranderen in positieve ionen. De negatieve elektronen
schieten dan weg uit de atomen. Door ionisatie kunnen moleculen in de cel
beschadigen en kunnen cellen veranderen (muteren) of doodgaan. Een andere
belangrijke eigenschap van straling is het doordringend vermogen. Het geeft aan
hoe diep de straling door kan dringen in een bepaalde stof. Een radioactieve stof
heeft instabiele atomen die straling uitzenden. Instabiel betekent dat deze
atomen niet altijd in deze vorm zullen blijven bestaan.
Er zijn vier soorten ioniserende straling. Röntgenstraling kan atomen ioniseren, is
zeer doordringend en kan door menselijke weefsels heengaan. Een röntgenapparaat
zet elektrische energie om in stralingsenergie. Röntgenstraling wordt dus niet door
een radioactieve stof uitgezonden. Uit de atoomkernen van radioactieve stoffen zijn
drie soorten straling afkomstig: alfa (), bèta () en gamma (). -straling is
minder doordringend dan -straling. -straling is doordringender dan
röntgenstraling. Ze lijken allebei op uv-straling, maar zijn veel gevaarlijker. -
straling en -straling bestaan allebei uit deeltjes.
Radioactieve stoffen zijn bronnen van ioniserende -, - of -straling. We
onderscheiden bronnen van natuurlijke en kunstmatige straling.
Natuurlijke straling is altijd in onze omgeving aanwezig en is niet afkomstig
van door mensen geproduceerde bronnen. Deze straling is onder andere
afkomstig uit de ruimte (kosmische straling) en uit gesteentes en klei (aardse
straling).
Kunstmatige straling komt uit bronnen die door mensen zijn gemaakt.
Er is altijd straling in je omgeving aanwezig, die straling wordt
achtergrondstraling genoemd. Achtergrondstraling is meetbaar met een GM-
teller.
Komt de ontvanger niet in direct contact met radioactief materiaal, dan is er sprake
van bestraling. Het kan zowel inwendig als uitwendig plaatsvinden, afhankelijk van
de plaats van de bron. Bevindt de bron zich binnen het menselijk lichaam, dan
spreek je van inwendige bestraling. De persoon is dan besmet met de radioactieve
stof. Bevindt de bron zich buiten het menselijk lichaam, dan is er sprake van
uitwendige bestraling.
Daarbij kan de bron zich op het lichaam bevinden. De straling komt van de bron van
buiten bij de ontvanger terecht. Er is sprake van besmetting als er radioactief
materiaal op of in de ontvanger terechtkomt.
- en -deeltjes hebben bewegingsenergie en dragen die over aan het materiaal dat
de deeltjes absorbeert. Dat komt doordat ze een hoge snelheid hebben. Hoe meer
energie, hoe groter het ioniserend vermogen. Röntgen- en -straling vervoeren ook
energie, maar bestaan uit een ander soort deeltjes. De naam voor deze
‘stralingsdeeltjes’ is fotonen. Ze hebben geen lading en massa, maar wel energie.
, §5.2: Atomen en verval
Kernen van atomen bestaan uit twee soorten nucleonen: protonen (positieve
lading) en neutronen (geen lading). Rond de kern bewegen de
elektronen (negatieve lading). Ze blijven aan de kern
gebonden door de aantrekkende kracht van positieve lading van
de kern. Tussen de protonen en neutronen zit er ook een kracht,
waardoor ze aan elkaar gebonden zijn. De kracht werkt vooral
als ze dicht bij elkaar zitten. Deze kracht heet sterke
kernkracht en is veel groter dan de afstotende elektrische
kracht van de positieve protonen op elkaar. Het aantal protonen
in een kern noem je het atoomnummer. Het aantal neutronen wordt ook wel het
neutronengetal genoemd. Het totaal aantal kerndeeltjes of nucleonen noem je het
atoommassagetal.
A=N+Z
A = het totaal aantal kerndeeltjes of nucleonen (het massagetal)
N = het aantal neutronen in de kern
Z = het aantal protonen in de kern (het atoomnummer)
Je schrijft het massagetal voor het symbool van het element, A boven en Z onder.
Het aantal protonen bepaalt de chemische en fysische eigenschappen van een
element. Je noemt het atoomnummer ook wel het ladinggetal, met de lading
uitgedrukt in -e. Bij een andere notatie van elementen vermeld je alleen de
atoomsoort met het massagetal: H-1, Ne-22 en He-4. De atoommassa van elke
atoomsoort wordt uitgedrukt in de atomaire massa-eenheid u (1 u = 1,66054· 10-
27
kg). Dit is ongeveer gelijk aan de massa van een proton of neutron. De massa van
een atoom in kg kun je berekenen door de atoommassa te vermenigvuldigen met
de atomaire massa-eenheid u.
Isotopen zijn vormen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen
in de kern. Sommige isotopen zijn stabiel en vervallen dus niet. Andere zijn instabiel
en vervallen na verloop van tijd, waarbij ze straling uitzenden. Bij kleine kernen is
het aantal neutronen meestal gelijk aan het aantal protonen. Bij grotere kernen zijn
er in verhouding meer neutronen nodig om de sterke afstoting van de protonen te
compenseren. In zwaardere kernen zijn er (veel) meer neutronen dan protonen. In
het periodiek systeem vind je het gemiddelde atoommassa van alle isotopen van
het element.
Bij het uitzenden van straling verandert de oorspronkelijk kern in een andere. Je
noemt die radioactief verval. Door oorspronkelijke kern noem je moederkern, de
kern na verval heet dochterkern. Bij radioactief verval is het vervallen volledig
onafhankelijk van de omstandigheden. Sommige instabiele kernen vervallen
gemiddeld heel snel, andere heel langzaam. Als een instabiele kern vervalt, schiet
een - of een -deeltje uit de kern en vaak ook -straling. Een -deeltje bestaat uit
twee neutronen en twee protonen. Bij -verval komt er een elektron uit de kern. Een
neutron verandert in een proton en een elektron. Het elektron schiet dat weg uit de
kern en het proton blijft in de kern achter. Omdat er een proton bij komt, neemt Z
bij -verval dus met 1 toe. Een proton kan ook in een neutron veranderen. Bij dit
verval ontstaat een positief deeltje. Dit deeltje, het positron of +-deeltje, is het anti-
deeltje van het elektron. Om het positron goed te kunnen onderscheiden van het
