Kernafval
havo 2015, 2e tijdvak, opgave 4

Vraag 20

Op de uitwerkbijlage staat

²³⁵_...U + ¹₀n → ¹⁴⁴_... + ⁹⁰_...... + ...¹₀n

Allereerst zoeken we de atoomnummers van uranium (U) en barium op (Ba). In BINAS tabel 40A of 99 vinden we als atoomnummers respectievelijk 92 en 56. Het totale ladingsgetal links van de pijl wordt dan 92. Om rechts ook op 92 uit te komen moet het atoomnummer van de onbekende stof 92 - 56 = 36 zijn. In BINAS tabel 99 vinden we dat dit de stof krypton (Kr) is.

Ook het totale massagetal moet links en rechts hetzelfde zijn. Links vinden we 235 + 1 = 236, rechts moet het bij elkaar dus ook 236 zijn. Dit betekent dat er 236 - 144 - 90 = 2 neutronen bij de reactie moeten vrijkomen. De reactievergelijking wordt dus

²³⁵₉₂U + ¹₀n → ¹⁴⁴₅₆Ba + ⁹⁰₃₆Kr + 2·¹₀n

Vraag 21

Het aantal protonen in een atoomkern is altijd gelijk aan het atoomnummer. Zowel uranium-235 als uranium-238 bevatten dus allebei 92 protonen. Het aantal elektronen is in een neutraal atoom altijd hetzelfde als het aantal protonen en is dus ook voor beide uraniumisotopen 92. Het verschil is tussen beide uraniumatomen zit hem in het massagetal. Het massagetal is gelijk aan het totaal aantal kerndeeltjes (protonen en neutronen). Dit betekent dat uranium-238 148 neutronen bevat (238-92) en uranium-235 143 neutronen. Het verschil tussen beide uraniumisotopen is dus het aantal neutronen in de kern. Antwoord B is dus het juiste.

Vraag 22

U-239 en Pu-239 hebben beide hetzelfde massagetal (239). Dit betekent dat de bij het verval uitgezonden deeltjes geen massagetal hebben. Van de verschillende vervalsoorten voldoet alleen β^--verval hieraan (en eventueel β⁺ en K-vangst) hieraan. U-239 is dus een β-straler.

Vraag 23

In de grafiek in figuur 2 is af te lezen dat de hoeveelheid kernen 50% van de beginhoeveelheid op t = 33 s. Dit zou betekenen dat de hoeveelheid op t = 66 s nog een keer gehalveerd zou moeten zijn tot 25 %. Als je de hoeveelheid kernen bij t = 66 s afleest vind je echter N = 30 %. Het mengsel kernafval heeft dus geen constante halveringstijd en de bewering is dus onjuist.

Vraag 24

Het volume van het plutonium kun je berekenen aan de hand van de dichtheid (ρ). In de opgave vind je dat ρ_plutonium = 19,8·10³ kg m^-3. Met de formule ρ = m/V (zie BINAS tabel 35-C1) vind je voor het volume (V)

V = m/ρ = 100·10³ / 19,8·10³ = 5,0505 m³

Dit is inderdaad veel kleiner dan een typisch schoollokaal (7 m · 7 m · 3 m = 147 m³).

Vraag over "Kernafval"?

Typ hier je vraag

Stel je vraag     Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers