Vraag 20
Uitgeschreven luidt de fusiereactie die in de Tokomak plaatsvindt21H + 31H → 42He + 10n
De massa's van alle deeltjes kun je vinden in BINAS tabel 25 (het neutron staat helemaal bovenaan de tabel). Uitgeschreven wordt dit
2,014102 + 3,016049 → 4,002603 + 1,008665
Links van de pijl is de totale massa 5,030151 u, rechts van de pijl 5,011268 u. Voor het massaverschil links en rechts van de pijl vind je dan
Δm = 5,030151 - 5,011268 = 0,018883 u
(Met de massa van de elektronen hoef je hier geen rekening te houden. Zowel links als rechts van de pijl staan 2 elektronen). In kilogram is dit (1 u = 1,66054·10-27 kg, zie BINAS tabel 7) 3,13559768·10-29 kg. De energie waarmee dit correspondeert reken je uit met E = mc2 (de lichtsnelheid (c) vind je in BINAS tabel 7)
E = 3,13559768·10-29 · (2,99792458·108)2
E = 2,81813466·10-12 J
Afgerond op 7 cijfers is dit 2,818135·10-12 J.
Vraag 21
De reactievergelijking van het beschieten van lithium-6 luidt63 + 10n → 31H + .........
Het totale massagetal aan de linkerkant is 7. Om aan de rechterkant ook op een massagetal van 7 uit te komen moet het onbekende deeltje een massagetal van 4 hebben. Het totale ladingsgetal aan de linkerkant is 3. Om aan de linkerkant ook op een ladingsgetal van 3 uit te komen moet het onbekende deeltje een ladingsgetal van 2 hebben. Het deeltje wat bij de reactie ontstaat is dus 42He en de vergelijking wordt
63 + 10n → 31H + 42He
Vraag 22
Op een binnen een magneetveld bewegend geladen deeltje werkt een lorentzkracht. Grootte van de lorenztkracht is evenredig met de grootte van de snelheidscomponent loodrecht op het magneetveld. De snelheidscomponent parallel aan het magneetveld is niet van invloed op de lorenztkracht. Door de lorentzkracht zal het deeltje in punt P afgebogen worden in een richting loodrecht op zowel het magneetveld als op de snelheid. Dit wil zeggen het papier in of uit. Het deeltje komt hierdoor in een cirkelbaan, gecombineert met een snelheidscomponent die ongemoeid blijft. Het resultaat is de spiraalbeweging die in figuur 2 te zien isIn figuur 2 is te zien dat het deeltje in punt P afgebogen wordt het papier in. Met de linkerhandregel kun je de richting van de snelheid vinden. Als je duim van je linkerhand het papier in wijst en je het magneetveld (B) opvangt in je handpalm wijzen je vingers omhoog. Dit is ook de richting van het deeltje. Het deeltje is dus positief geladen.
Vraag 23
Als je de snelheidscomponent in de richting van het magneetveld buiten beschouwing laat is de beweging van het deeltje in het plasma een cirkelbeweging. De benodigde middelpuntzoekende kracht is gelijk aan de lorentzkracht. Er geldt dus Fmpz = FL. In BINAS tabel 25-A2 en D3 vind je de bijbehorende formules. Uitschrijven geeftm·v2 / r = B·q·v
Hieruit volgt voor de sterkte van het magneetveld (B)
B = m·v / (q·r)
De massa van een deuteriumkern is 2,014102 u = 3,3445·10-27 kg. De lading is + 1 en gelijk aan 1,602·10-19 C (elementair ladingsquantum BINAS tabel 7). Invullen met de in de opgave gegeven snelheid en straal geeft
B = 3,3445·10-27 · 5,1·106 / (1,602·10-19 · 0,20)
B = 0,53236 T
Afgerond is dit 0,53 T.
Vraag 24
In de opgave staat dat de energieproductie evenreding is met het volume van het plasma. Het volume is evenredig met k3. Het energieverlies is evenredig met het buitenoppervlak van het plasma. Het oppervlak is evenredig met k2. De energieproductie neemt dus bij grotere k sneller toe dan de energieverliezen en vanaf een bepaalde grootte zal de Tokamak netto energie opbrengen.Vraag over "Tokomak"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekersEerder gestelde vragen | Tokomak
Op zondag 24 mrt 2024 om 14:14 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
Ik snap niet hoe ze aan het antwoord komen bij vraag 22 (2e vraag van 22). Bij de uitleg staat dat je de duim van je linkerhand “het papier in moet wijzen” en vervolgens “het magneetveld in je handpalm moet opvangen”, wordt er met duim papier inwijzen bedoelt dat je je duim van je af moet houden? Want “het papier in” is namelijk naar beneden en dat klopt niet toch? En waarom moet het magneetveld “opgevangen” worden? Ik snap dat niet. Hopelijk kunt u mij verder helpen.
Erik van Munster reageerde op zondag 24 mrt 2024 om 16:31
Klopt: je duim wijst dan van je af. Dit weet je omdat het deeltje in een spiraal beweegt en die kant op wordt afgebogen als je de spiraal volgt.
Inderdaad vang je de veldlijnen (B) op in je handpalm. Dit is zoals je het altijd doet bij de linkerhandregel.
Kijk anders de videoles “lorantzkracht” nog even. Daar leg ik stap voor stap uit hoe je de linkerhandregel gebruikt.
Beste Erik,
Ik snap niet hoe ze aan het antwoord komen bij vraag 22 (2e vraag van 22). Bij de uitleg staat dat je de duim van je linkerhand “het papier in moet wijzen” en vervolgens “het magneetveld in je handpalm moet opvangen”, wordt er met duim papier inwijzen bedoelt dat je je duim van je af moet houden? Want “het papier in” is namelijk naar beneden en dat klopt niet toch? En waarom moet het magneetveld “opgevangen” worden? Ik snap dat niet. Hopelijk kunt u mij verder helpen.
Erik van Munster reageerde op zondag 24 mrt 2024 om 16:31
Klopt: je duim wijst dan van je af. Dit weet je omdat het deeltje in een spiraal beweegt en die kant op wordt afgebogen als je de spiraal volgt.
Inderdaad vang je de veldlijnen (B) op in je handpalm. Dit is zoals je het altijd doet bij de linkerhandregel.
Kijk anders de videoles “lorantzkracht” nog even. Daar leg ik stap voor stap uit hoe je de linkerhandregel gebruikt.
Op donderdag 29 jun 2023 om 17:17 is de volgende vraag gesteld
Hoi, hoe kom je bij opdracht 5 van de MeV naar de J? Door welke waarde wordt hier gedeeld?
Erik van Munster reageerde op donderdag 29 jun 2023 om 18:12
Ze delen hier door 931,49. Zo ga je in één keer van atomaire massaeenheid (u) naar energie in MeV. Getal kun je vinden in Binas tabel 7B.
Hoeft niet op deze manier. Je kunt ook Δm omrekenen van u naar kg, dan naar energie in Joule met E=m*c^2 en dan naar elektronvolt. Je komt dan (uiteraard) op hetzelfde antwoord. Is alleen iets meer werk.
Hoi, hoe kom je bij opdracht 5 van de MeV naar de J? Door welke waarde wordt hier gedeeld?
Erik van Munster reageerde op donderdag 29 jun 2023 om 18:12
Ze delen hier door 931,49. Zo ga je in één keer van atomaire massaeenheid (u) naar energie in MeV. Getal kun je vinden in Binas tabel 7B.
Hoeft niet op deze manier. Je kunt ook Δm omrekenen van u naar kg, dan naar energie in Joule met E=m*c^2 en dan naar elektronvolt. Je komt dan (uiteraard) op hetzelfde antwoord. Is alleen iets meer werk.
Op zondag 20 mrt 2022 om 13:50 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
Ik snap niet helemaal hoe u bij vraag 24 op het antwoord komt. Hoe kan ik ook al weer weten dat het volume evenredig is met K^3 en dan het oppervlak evenredig is met k^2?
Alvast bedankt!
Erik van Munster reageerde op zondag 20 mrt 2022 om 15:31
Kun je bv aan de eenheid zien:
Eenheid van oppervlak is m^2
Eenheid van volume is m^3
Maar je kunt het bv ook zien aan de formules voor oppervlak en volume in Binas 36. Bij het oppervlak van een bol gebruik je r^2 en voor het volume r^3.
Beste Erik,
Ik snap niet helemaal hoe u bij vraag 24 op het antwoord komt. Hoe kan ik ook al weer weten dat het volume evenredig is met K^3 en dan het oppervlak evenredig is met k^2?
Alvast bedankt!
Erik van Munster reageerde op zondag 20 mrt 2022 om 15:31
Kun je bv aan de eenheid zien:
Eenheid van oppervlak is m^2
Eenheid van volume is m^3
Maar je kunt het bv ook zien aan de formules voor oppervlak en volume in Binas 36. Bij het oppervlak van een bol gebruik je r^2 en voor het volume r^3.
Op maandag 11 jan 2021 om 11:58 is de volgende vraag gesteld
Waarom is het m*v2/(r*q*v) = B, en niet (m*v2/r)/q*v = B
Erik van Munster reageerde op maandag 11 jan 2021 om 12:10
Mag allebei: m*v2/(r*q*v) is hetzelfde als (m*v2/r)/q*v.
In allebei de gevallen wordt er gedeeld door r. Het is net wat je zelf het handigst vindt om op te schrijven. Zelf vind ik het altijd het overzichtelijkst om een grote deelstreep te zetten waarin je in één keer ziet wat boven en onder deelstreep staat. Maar dat is niet te doen als je formules intypt als tekst.
Op maandag 11 jan 2021 om 13:28 is de volgende reactie gegeven
Ah oké, ja duidelijk. Heeft u toevallig ook ergens regels over hoe je een formule ombouwt? Ik heb namelijk geen wiskunde gehad, ik merk dat ik het nog wel lastig vind.
Erik van Munster reageerde op maandag 11 jan 2021 om 13:32
Ja hoor. Kijk op de link hieronder. Ombouwen van formules is best belangrijk, bij bijna alle opgavens moet je het wel een keertje doen.
https://natuurkundeuitgelegd.nl/omschrijven.php
Waarom is het m*v2/(r*q*v) = B, en niet (m*v2/r)/q*v = B
Erik van Munster reageerde op maandag 11 jan 2021 om 12:10
Mag allebei: m*v2/(r*q*v) is hetzelfde als (m*v2/r)/q*v.
In allebei de gevallen wordt er gedeeld door r. Het is net wat je zelf het handigst vindt om op te schrijven. Zelf vind ik het altijd het overzichtelijkst om een grote deelstreep te zetten waarin je in één keer ziet wat boven en onder deelstreep staat. Maar dat is niet te doen als je formules intypt als tekst.
Op maandag 11 jan 2021 om 13:28 is de volgende reactie gegeven
Ah oké, ja duidelijk. Heeft u toevallig ook ergens regels over hoe je een formule ombouwt? Ik heb namelijk geen wiskunde gehad, ik merk dat ik het nog wel lastig vind.
Erik van Munster reageerde op maandag 11 jan 2021 om 13:32
Ja hoor. Kijk op de link hieronder. Ombouwen van formules is best belangrijk, bij bijna alle opgavens moet je het wel een keertje doen.
https://natuurkundeuitgelegd.nl/omschrijven.php
Op vrijdag 10 apr 2020 om 22:39 is de volgende vraag gesteld
Dag Erik,
zou je mij kunnen uitleggen hoe je de formule in vraag 23 in stappen ombouwt?
m·v2 / r = B·q·v
Hieruit volgt voor de sterkte van het magneetveld (B)
B = m·v / (q·r)
Erik van Munster reageerde op zaterdag 11 apr 2020 om 09:55
Er is nooit één manier voor het omschrijven en afleiden van formules. Ieder doet het op zijn eigen manier. Hier is hoe ik het zelf zou doen:
m*v2 / r = B*q*v
Ik wil uiteindelijk de formule voor B en ik zie dat er aan de rechterkant *q*v achter B staat. Daar moet ik dus vanaf. Dat doe ik door links en rechts te delen door q*v. Dit komt dan links onder de deelstreep en rechts verdwijnt het
m*v2 / (r*q*v) = B
Boven de deelstreep staat v2 onder de deelstreep staat v. Als je v2 deelt door v hou je v over. Dus
m*v / (q*r) = B
Dag Erik,
zou je mij kunnen uitleggen hoe je de formule in vraag 23 in stappen ombouwt?
m·v2 / r = B·q·v
Hieruit volgt voor de sterkte van het magneetveld (B)
B = m·v / (q·r)
Erik van Munster reageerde op zaterdag 11 apr 2020 om 09:55
Er is nooit één manier voor het omschrijven en afleiden van formules. Ieder doet het op zijn eigen manier. Hier is hoe ik het zelf zou doen:
m*v2 / r = B*q*v
Ik wil uiteindelijk de formule voor B en ik zie dat er aan de rechterkant *q*v achter B staat. Daar moet ik dus vanaf. Dat doe ik door links en rechts te delen door q*v. Dit komt dan links onder de deelstreep en rechts verdwijnt het
m*v2 / (r*q*v) = B
Boven de deelstreep staat v2 onder de deelstreep staat v. Als je v2 deelt door v hou je v over. Dus
m*v / (q*r) = B
Op dinsdag 22 mei 2018 om 22:44 is de volgende vraag gesteld
Zou je dit ook kunnen beredeneren aan de hand van de deeltjesdichtheid of blijft die altijd constant?
Erik van Munster reageerde op dinsdag 22 mei 2018 om 22:59
Zou in theorie ook kunnen dat de deeltjesdichtheid verandert maar dat lijkt me een beetje raar. Dat zou betekenen dat er deeltjes uit de tokamak moeten ontsnappen of het volume van de tokomak groter wordt. De tokomak is aan afgesloten vat dus beide lijken me niet echt waarschijnlijk.
Zou je dit ook kunnen beredeneren aan de hand van de deeltjesdichtheid of blijft die altijd constant?
Erik van Munster reageerde op dinsdag 22 mei 2018 om 22:59
Zou in theorie ook kunnen dat de deeltjesdichtheid verandert maar dat lijkt me een beetje raar. Dat zou betekenen dat er deeltjes uit de tokamak moeten ontsnappen of het volume van de tokomak groter wordt. De tokomak is aan afgesloten vat dus beide lijken me niet echt waarschijnlijk.
Op dinsdag 22 mei 2018 om 22:41 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
Hoe weet je dat het energieverlies aan de oppervlakte zit bij vraag 24?
Ik hoor het graag van u!
Erik van Munster reageerde op dinsdag 22 mei 2018 om 22:50
Omdat warmte alleen aan de buitenkant van een voorwerp kan ontsnappen. Geldt ook bij een warm voorwerp in het dagelijks leven. Als je een theepot hebt met hete thee zal deze zijn warmte kwijtraken aan de buitenlucht en via straling via de buitenkant. Hoe groter het buitenoppervlak hoe groter het warmteverlies.
Beste Erik,
Hoe weet je dat het energieverlies aan de oppervlakte zit bij vraag 24?
Ik hoor het graag van u!
Erik van Munster reageerde op dinsdag 22 mei 2018 om 22:50
Omdat warmte alleen aan de buitenkant van een voorwerp kan ontsnappen. Geldt ook bij een warm voorwerp in het dagelijks leven. Als je een theepot hebt met hete thee zal deze zijn warmte kwijtraken aan de buitenlucht en via straling via de buitenkant. Hoe groter het buitenoppervlak hoe groter het warmteverlies.
Op donderdag 8 jun 2017 om 01:03 is de volgende vraag gesteld
Hallo,
Bij vraag 20, wordt de hoeveelheid energie niet via E=delta m X c^2 berekent ? hoe komen ze op deze antwoord?
Erik van Munster reageerde op donderdag 8 jun 2017 om 08:33
Als je de energie met E = m c^2 berekent kom je op hetzelfde antwoord dus dit is ook goed.
Wat ze hier doen is een andere manier om op hetzelfde antwoord te komen: In BINAS tabel 7B zie je dat een massaverschil van 1 u overeenkomt met een energie van 931,494061 MeV. Dit rekenen ze daarna weer om naar Joule.
Hallo,
Bij vraag 20, wordt de hoeveelheid energie niet via E=delta m X c^2 berekent ? hoe komen ze op deze antwoord?
Erik van Munster reageerde op donderdag 8 jun 2017 om 08:33
Als je de energie met E = m c^2 berekent kom je op hetzelfde antwoord dus dit is ook goed.
Wat ze hier doen is een andere manier om op hetzelfde antwoord te komen: In BINAS tabel 7B zie je dat een massaverschil van 1 u overeenkomt met een energie van 931,494061 MeV. Dit rekenen ze daarna weer om naar Joule.
Op donderdag 4 mei 2017 om 23:39 is de volgende vraag gesteld
Bij vraag 21 staat er in het correctievoorschrift: • He en T als eindproduct (mits verkregen via kloppende atoomnummers). Maar in het antwoord zie ik nergens T staan?
Erik van Munster reageerde op vrijdag 5 mei 2017 om 00:01
Ze bedoelen met 'T' tritium. Dit is een andere naam voor waterstof-3. Als je in je vergelijking He en 3 H als eindproducten hebt is het goed.
Bij vraag 21 staat er in het correctievoorschrift: • He en T als eindproduct (mits verkregen via kloppende atoomnummers). Maar in het antwoord zie ik nergens T staan?
Erik van Munster reageerde op vrijdag 5 mei 2017 om 00:01
Ze bedoelen met 'T' tritium. Dit is een andere naam voor waterstof-3. Als je in je vergelijking He en 3 H als eindproducten hebt is het goed.
Op donderdag 16 mrt 2017 om 14:31 is de volgende vraag gesteld
Ik heb een vraag over vraag 25 van dit examen. Vraag is; Stel dat de opsluittijd groter wordt, noem dan 1 andere factor die daardoor kleiner wordt en geef daarvoor de reden. Antw; Temp wordt kleiner want meer energieverlies door straling.
Kan ik hier meer uitleg over krijgen. Waarom meer energieverlies door straling als de opsluittijd toeneemt ? Een verwijzing naar informatie op internet is ook goed, maar ik kan hier niks over vinden. Groeten en alvast bedankt,
Edmund
Erik van Munster reageerde op donderdag 16 mrt 2017 om 15:52
Dag Edmund,
Welke vraag bedoel je precies? Dit examen gaat maar tot opgave 24. Groet, Erik.
Op donderdag 16 mrt 2017 om 19:19 is de volgende reactie gegeven
Beste Erik,
Ik werk uit de examenbundel 2016-2017 en daar staat ook nog een vraag 25 in. Ik Had al gezien dat die niet op de site staat en daarom had ik 'm al in de vraag herhaald. Maar nier nogmaals;De vraag is; Stel dat de opsluittijd groter wordt, noem dan 1 andere factor die daardoor kleiner wordt en geef daarvoor de reden. Het antwoord is; Temperatuur wordt kleiner want er is meer energieverlies door straling.
Mijn vraag is; Kan ik hier meer uitleg over krijgen. Waarom is er meer energieverlies door straling als de opsluittijd toeneemt ? Een verwijzing naar informatie op internet is ook goed, maar ik kan hier niks over vinden. Groeten en alvast bedankt,
Erik van Munster reageerde op vrijdag 17 mrt 2017 om 10:01
Dag Edmund,
Was even zoeken maar deze opgave is gebaseerd op het pilotexamen 2015-1. Ze geven in de vraag ook een formule waaruit je ook kan afleiden dat voor kernfusie het product van de deeltjesdichtheid, de opsluittijd en de temperatuur constant moeten zijn.
N*t*T = constant.
Als de opsluittijd t groter wordt moet één van de andere grootheden, of allebei, dus kleiner worden. Als het temperatuurafname is kan dit alleen maar doordat er kennelijk warmte onstsnapt. Omdat de deeltjes niet met de wand in contact komen kan dit verlies alleen via straling.
Je hoeft de formule zelf verder niet uit te leggen.
Ik heb een vraag over vraag 25 van dit examen. Vraag is; Stel dat de opsluittijd groter wordt, noem dan 1 andere factor die daardoor kleiner wordt en geef daarvoor de reden. Antw; Temp wordt kleiner want meer energieverlies door straling.
Kan ik hier meer uitleg over krijgen. Waarom meer energieverlies door straling als de opsluittijd toeneemt ? Een verwijzing naar informatie op internet is ook goed, maar ik kan hier niks over vinden. Groeten en alvast bedankt,
Edmund
Erik van Munster reageerde op donderdag 16 mrt 2017 om 15:52
Dag Edmund,
Welke vraag bedoel je precies? Dit examen gaat maar tot opgave 24. Groet, Erik.
Op donderdag 16 mrt 2017 om 19:19 is de volgende reactie gegeven
Beste Erik,
Ik werk uit de examenbundel 2016-2017 en daar staat ook nog een vraag 25 in. Ik Had al gezien dat die niet op de site staat en daarom had ik 'm al in de vraag herhaald. Maar nier nogmaals;De vraag is; Stel dat de opsluittijd groter wordt, noem dan 1 andere factor die daardoor kleiner wordt en geef daarvoor de reden. Het antwoord is; Temperatuur wordt kleiner want er is meer energieverlies door straling.
Mijn vraag is; Kan ik hier meer uitleg over krijgen. Waarom is er meer energieverlies door straling als de opsluittijd toeneemt ? Een verwijzing naar informatie op internet is ook goed, maar ik kan hier niks over vinden. Groeten en alvast bedankt,
Erik van Munster reageerde op vrijdag 17 mrt 2017 om 10:01
Dag Edmund,
Was even zoeken maar deze opgave is gebaseerd op het pilotexamen 2015-1. Ze geven in de vraag ook een formule waaruit je ook kan afleiden dat voor kernfusie het product van de deeltjesdichtheid, de opsluittijd en de temperatuur constant moeten zijn.
N*t*T = constant.
Als de opsluittijd t groter wordt moet één van de andere grootheden, of allebei, dus kleiner worden. Als het temperatuurafname is kan dit alleen maar doordat er kennelijk warmte onstsnapt. Omdat de deeltjes niet met de wand in contact komen kan dit verlies alleen via straling.
Je hoeft de formule zelf verder niet uit te leggen.