Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Opgave 1 Armbrusterium (vwo – na1,2 – 2001 – tijdvak 1)

Dovnload 182.14 Kb.

Opgave 1 Armbrusterium (vwo – na1,2 – 2001 – tijdvak 1)



Pagina1/4
Datum13.11.2017
Grootte182.14 Kb.

Dovnload 182.14 Kb.
  1   2   3   4

Opgave 1 Armbrusterium (vwo – na1,2 – 2001 – tijdvak 1)
Lees het onderstaande artikel.

De leider van het onderzoeksteam zal nog moeten afwachten of het nieuw ontdekte element naar hem genoemd zal worden. We zullen het nieuwe element voorlopig toch armbrusterium noemen en aanduiden met Ab.

Het nieuwe element kan gemaakt worden met behulp van in de natuur voorkomende isotopen van lood en zink. Daarbij ontstaan naast het nieuwe element geen andere reactieproducten.

3p 1 Geef de vergelijking voor deze reactie.
Het nieuwe element is radioactief.

2p 2 Welk soort verval vertoont het nieuwe element? Licht je antwoord toe met behulp van gegevens uit het artikel.


In tabel 25 van het informatieboek BINAS kan men zien dat voor elementen met een atoomnummer vanaf 85 het verschil tussen de atoommassa en het massagetal steeds groter wordt. De onderzoekers uit Darmstadt veronderstellen dat deze trend zich voortzet voor nog zwaardere elementen dan die vermeld zijn in het informatieboek BINAS.

5p 3 Maak op grond van deze veronderstelling een schatting van de atoommassa van het nieuw ontdekte isotoop. Geef de uitkomst in vijf significante cijfers. Maak daartoe eerst op de bijlage een grafiek waarin je het verschil tussen de atoommassa en het massagetal uitzet tegen het atoomnummer Z. Kies hiervoor van vijf elementen met een atoomnummer groter dan 85 telkens het lichtste isotoop.


Bijlage bij vraag 3:


Opgave 3 Nieronderzoek (vwo – na1 – 2001 – tijdvak 1)
Om het functioneren van nieren te onderzoeken, brengt men via het bloed een radioactieve stof in het lichaam. Deze stof verspreidt zich door het hele lichaam en wordt via de nieren weer uitgescheiden. Meestal gebruikt men hiervoor een isotoop van technetium, 99mTc. De „m” betekent metastabiel of isomeer.

In deze metastabiele toestand bezit het isotoop een extra hoeveelheid energie die in de vorm van -straling wordt uitgezonden. Het uitzenden van deze -straling is een proces met een halveringstijd van 6,0 uur. Daarbij ontstaat het normale 99Tc.

Met een voor -straling gevoelige camera registreert men hoe het 99mTc zich in de loop van de tijd door de nieren verspreidt.

Bij een onderzoek wordt een hoeveelheid 99mTc met een activiteit van 39 MBq bij een patiënt ingebracht. Voor het verband tussen de activiteit A en het aantal radioactieve kernen N geldt op elk moment: , waarin de halveringstijd is.

Neem aan dat de massa van een kerndeeltje gelijk is aan 1,67  10 27 kg.
4p 8 Bereken de massa van het ingebrachte 99mTc.
Per kern 99mTc die vervalt, komt 140 keV vrij in de vorm van -straling.

De patiënt absorbeert 60% van de energie van de gammastraling.

Bij het onderzoek vervallen er in totaal 8,0  1011 kernen 99mTc in het lichaam.

De massa van de patiënt is 70 kg.

Voor het dosisequivalent H geldt:

Hierin is:

Q de kwaliteitsfactor (weegfactor). Deze is voor -straling gelijk aan 1;

E de geabsorbeerde energie;

m de bestraalde massa.
4p 9 Bereken het door de patiënt opgenomen dosisequivalent.


Opgave 3 Kernfusiereactor (vwo – na1 – 2001 – tijdvak 2)

Natuurkundigen proberen een kernfusiereactor te ontwerpen die in de toekomst de mensheid van energie kan voorzien. Kernfusie kan verlopen via de volgende reactie:


2H + 3H  4He + n +energie
Voordat tot de bouw van dit soort kernfusiereactoren wordt besloten, wordt eerst berekend hoe lang de mensheid van deze energiebron zou kunnen profiteren.

Het benodigde tritium ( 3H) komt nauwelijks in de natuur voor maar kan gemaakt worden uit lithium ( 6 Li). De beschikbare hoeveelheid 6 Li wordt geschat op 7,5 x 108 kg. Men gaat er van uit dat het gemiddelde energieverbruik per persoon per dag gelijk is aan 50 kWh.

3p 8 Noem drie van de gegevens die nog nodig zijn om te berekenen hoe lang kernfusie in de totale energiebehoefte van de wereldbevolking kan voorzien.
Helaas brengen fusiereactoren ook risico’s met zich mee: er is kans op het ontsnappen van radioactief tritium ( 3 H).

3p 9 Geef de vervalreactie van tritium.


Stel je de volgende situatie voor. In zo’n centrale ontsnapt een hoeveelheid radioactief tritium uit de reactorkern en blijft in de centrale achter. Eén van de werknemers wordt 1,5 minuut blootgesteld aan de ß-straling van het ontsnapte tritium.

Hij kan voorkomen dat hij radioactief materiaal inademt, maar per cm 2 wordt zijn huid getroffen door 1,7  107 ß-deeltjes per seconde.

Neem aan dat 6,0 dm² huidoppervlak bestraald is.

De ß-straling dringt 80 m in het huidweefsel door.

De massa van 1,0 cm³ huidweefsel is 1,0 gram.

De gemiddelde energie van een ß-deeltje is 0,013 MeV.

Het ontvangen dosisequivalent H kan berekend worden met de formule


Hierin is

Q de kwaliteitsfactor (weegfactor). Deze is voor ß-straling gelijk aan 1.

E de ontvangen energie;

m de massa van het bestraalde weefsel.


5p 10 Zoek in tabel 99E van het informatieboek Binas de dosislimiet per jaar op en ga met een berekening na of alleen al door dit ene ongeluk de limiet wordt overschreden.

Een GM-buis registreert op de plaats waar het tritium ontsnapt is 9,2 x 103 pulsen per seconde. Neem aan dat de centrale in beton wordt gegoten, zodat het tritium de centrale niet uit kan.

De achtergrondstraling is verwaarloosbaar.

3p 11 Bereken na hoeveel jaar de GM-buis minder dan 6,0 pulsen per seconde zou registreren als deze zou blijven werken.


  1   2   3   4

  • Opgave 3 Nieronderzoek (vwo – na1 – 2001 – tijdvak 1)

  • Dovnload 182.14 Kb.