Natuurlijke Nucleaire Reacties En Radioactief Verval

Natuurlijke Nucleaire Reacties En Radioactief Verval

Bij radioactieve reacties blijven lading en mas-nummer behouden. Nu verklaren we radioactief verval, straling een voor een.

1. Alfa-Verval (Straling): Alfa (α) -deeltjes kunnen Helium-4-kernen (₂⁴He⁺²) worden genoemd. Na alfa-verval neemt het atoomnummer van de kern af met 2 en neemt het massagetal af met 4 en neemt het aantal neutronen ook af met 2.

Voorbeeld:

₉₂²³⁸U →₉₀²³⁴Th + ₂⁴He

₈₆²²²Rn → ₈₄²¹⁸Po + ₂⁴He

Eigenschappen Van α-deeltjes:

Omdat ze positief geladen zijn, is hun ionisatievermogen hoog.
Ze worden beïnvloed door een elektrisch veld en wijken af naar een negatief geladen plaat.
Een stuk papier kan de beweging van Î ± deeltjes stoppen.

2. Bèta-verval (straling):

Bètastraling wordt gevormd tijdens de omzetting van één neutron in één proton. Na dit proces geproduceerd deeltje is elektron. We tonen het in nucleaire reacties met Griekse letter “β -”

₀¹n → ₁¹p + _-1⁰e(β^-)

Na bèta-verval neemt het aantal protonen met één toe en neemt het aantal neutronen met één af. Het massagetal blijft dus constant.

Voorbeeld:

₅₅¹³⁷Cs → ₅₆¹³⁷Ba + _-1⁰e

₁³H → ₂³He + _-1⁰e

₆¹⁴C → ₇¹⁴N + -_-1⁰e

Eigenschappen Van Bèta-deeltjes:

Bèta-deeltjes bewegen met een snelheid die dichter bij de snelheid van het licht ligt.
Omdat hun lading kleiner is dan die van alfadeeltjes, is hun ionisatievermogen lager dan die van alfadeeltjes.
Omdat het geladen deeltjes zijn, wijken ze af in elektrische en magnetische velden.
Hun penetratievermogen is groter dan alfadeeltjes, ze kunnen aluminium doordringen met een dikte van 2-3 mm.

3. Positron Verval (straling):

Het wordt ook wel beta-positief verval genoemd. Het wordt aangegeven met ₊₁⁰e or β⁺.

Positron verval is conversie van één proton naar één neutron.

₁¹p → ₀¹n + +₁⁰e

Bij positron verval blijft het aantal massa’s behouden, echter neemt het aantal protonen met één af en neemt het aantal neutronen met één toe.
Voorbeeld:

₁₉³⁸K → ₁₈³⁸Ar + ₊₁⁰e

₅₃¹²²I → ₅₂¹²²Te + ₊₁⁰e

₂₇⁵⁴Co → ₂₆⁵⁴Fe + ₊₁⁰e

Eigenschappen Van Positrondeeltjes: Omdat het geladen deeltjes zijn, wijken ze af in elektrische en magnetische velden.
Positrondeeltjes hebben dezelfde eigenschap als bèta-deeltjes en kunnen ioniseren en doordringen.

4. Gamma-Verval (Straling):
Gammastraling zijn elektromagnetische golven met een korte golflengte. Gamma-verval treedt op na andere straling om overtollige energie van de kern uit te zenden om stabiel te worden. Gammastraling wordt weergegeven met " γ". In reacties wordt dit weergegeven als “₀⁰γ”. Na gamma-verval zijn het atoomnummer en massagetal van de kern behouden.

Voorbeeld:

1^st stap:

₉₄²⁴⁰Pu → [₉₂²³⁶U] +₂⁴He

2^nd stap: ₉₂²³⁶U →₉₂²³⁶U + ₀⁰γ

Eigenschappen Van Gammastralen:

Het zijn hoogenergetische elektromagnetische golven
Omdat ze neutraal zijn, wijken ze niet af in elektrisch en magnetisch veld.
Hun doordringende vermogen is te hoog.

5. Elektronenopname:

Sommige kernen vangen één elektron op de binnenste schil ervan. Dit elektron converteert één proton naar één neutron in de kern.

₁¹p + _-1⁰e → ₀¹n

Na elektronenvangst is het massagetal behouden, het atoomnummer neemt af met één en het aantal neutronen neemt toe met 1.

Voorbeeld: ₂₇⁵⁸Co + _-1⁰e → ₂₆⁵⁸Fe

₄₇¹⁰⁶Ag + _-1⁰e → ₄₆¹⁰⁶Pd

Voorbeeld:

₉₀²³⁴X + β^- → Y + γ + 2β⁺ + α

Vind het aantal protonen en het massagetal van Y in de gegeven reactie hierboven.

Oplossing:

Aantal protonen aan linkerkant van reactie is;

90+(-1)=89

Het aantal protonen aan de rechterkant van de reactie moet dus 89 zijn.

Y+1.(0) + 2.(+1) +2 =89

Y+4=89

Y = 85 aantal protonen

Massa aantal reactanten moet gelijk zijn aan massa aantal producten.

234 + 0 = 234 massa aantal reactanten Y+ 1.(0) + 2.(0) + 4=234

Y + 4=234

Y=230 massa nummber Y

₈₅²³⁰Y

Voorbeeld: X vervalt in de kern en geconverteerd naar Y. Onderstaande grafiek toont veranderingen in het massagetal versus atoomnummer van X.

voorbeeld radioactief verval

Welke van de volgende uitspraken zijn waar?

I. X doet 2 α en 4 β^- verval

II. X en Y zijn isotopen

III. Neutronengetallen van Y zijn 126

Oplossing:

In β^- verval blijft het massagetal constant en neemt het atoomnummer toe met 1. In α verval neemt het massagetal af met 4 en neemt het atoomnummer af met 2.

I. Zoals weergegeven in de grafiek, doet X 2 α en 4 β^- verval I is waar

II. We zien dat in grafiek X en Y hetzelfde atoomnummer hebben, dus zijn het isotopen. II is waar

III. In de grafiek zien we dat atoomnummer van Y 84 is en het massagetal 210 is

210-84 = 126 neutronen III is waar.

Nucleaire Chemie (Radioactiviteit) Examens En Probleem Oplossingen