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 of
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:
1e stap:
94240Pu → [92236U] +24He
2de 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.
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
