1. Atoom- en kernfysica
René Heerlien, MSc

2. Atoombouw Helium (He) elektron
Atoom: kleinste eenheid van een stof die alle stofeigenschappen nog bezit
elektron
proton
neutron
Helium (He)

3. Atoombouw 42He Azsymbool Z = atoomnummer (aantal protonen)
A = massagetal
A = Z + N
Neutraal atoom bevat:
Z elektronen
Z protonen
N neutronen
elektron
proton
neutron
42He

4. Energietoestanden M 73Li L K eenheid van energie: joule (J)
elektronvolt (eV)
1 eV = 1,610-19 J
elektron
proton
neutron
73Li
excitatie
ionisatie K L M

5. Nuclidenkaart Z/N Isotopen (C-7, C-8, C-9…..), Z is constant
Isobaren (C-7, B-7, Be-7….) A is constant
Isomeren (Tc-99, Tc-99m) variatie in energietoestand
Z/N

6. Natuurlijke radioactiviteit / Kunstmatige radoactiviteit

7. Radioactief verval
Spontaan proces!

8. machtsverheffen 9 = 32 machtsverheffen er zijn twee inverse functies
04/04/2017
machtsverheffen
9 = machtsverheffen
er zijn twee inverse functies
9 = ? 2  ? = 29 worteltrekken
9 = 3 ?  ? = 3log(9) logaritme nemen
we noemen 3 het grondtal van de logartitme
de “natuurlijke” logaritme heeft grondtal e = 2,
we schrijven de natuurlijke logaritme als ln(x)

9. logaritmisch grafiekpapier

10. Eenheid van activiteit: - becquerel (Bq) - curie (Ci)
04/04/2017
Eenheid van activiteit:
- becquerel (Bq)
- curie (Ci)
1 Bq = 1 verval per seconde
1 Ci = activiteit van 1 gram Ra
= 3,71010 Bq
voorvoegsels
milli (m) 10-3
micro () 10-6
nano (n) 10-9
pico (p) 10-12
kilo (k) 103
mega (M) 106
giga (G) 109
tera (T) 1012

11. Neutronenoverschot
--verval
Z = +1
A = 0
<E>  E,max / 3

12. 1. +-verval Neutronentekort Z = -1 A = 0 annihilatie
+ + e-  2 (2x 511 keV)
Energieverschil moet groter zijn dan 1022 keV

13. 2. elektronvangst Z = -1 A = 0 gat in elektronschil wordt opgevuld
 röntgen-foton
auger-elektron

14. Atoom- en kernfysica röntgen-foton (fluorescentie) auger-elektron L K
X-foton
Auger-elektron
röntgen-foton
(fluorescentie)
EK = BK – BL
auger-elektron
EKLL = BK – BL – BL
dit zijn concurrerende processen!
lage Z auger-emissie dominant
hoge Z röntgen-emissie dominant

15. -verval Z = -2 A = -4 -deeltje = 4He-kern Terugstooteffect:
Riskant  strenge wettelijke normen

16. Atoom- en kernfysica -verval en interne conversie K K Z = 0 A = 0
dit zijn concurrerende processen !
-foton E K
conversie-elektron
EK = E - BK
röntgen-foton
auger-elektron K

17. Kernsplijting A  A1 + A2 + neutronen + energie A1  95 A2  140
energie  200 MeV
voorbeelden: 23892U  9837Rb Cs + 3n
23592U + n  9036Kr Ba + 2n

18. Vervalschema’s

19. Moeder – dochterrelaties
T1/2 moeder >> T1/2 dochter  ingroei van activiteit
Ce-137 (30,17 jaar)  Ba-137m (2,55 min)
Tc-99m (6,0 uur)  Tc-99 (2,1·105 jaar)