Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.
Radon is een radioactief edelgas dat uit de bodem en uit bouwmaterialen kan ontsnappen en terecht kan komen in kelders en kruipruimtes. Als die slecht geventileerd worden, wordt de concentratie van het radon te hoog.
De meest voorkomende isotoop van radon is radon-222. Radioactieve isotopen met atoomnummers tussen 82 en 90 komen in de natuur voor omdat ze voortdurend aangemaakt worden. Er zijn twee zogenoemde `radioactieve reeksen'; de ene reeks begint bij thorium-232, de andere bij uraan-238.
Opgaven:
a) Beredeneer of radon-222 ontstaat uit thorium-232 of uit uraan-238. Beschouw daartoe het aantal nucleonen van de kernen.
Hint: het is niet nodig om de vervalvergelijkingen op te schrijven.
Nu blijkt ook thoron in kelders en kruipruimtes voor te kunnen komen. Op de website van het RIVM vind je natuurkundige informatie over thoron.
b) Welke isotoop wordt bedoeld met thoron?
c) Waarom zal men tot voor kort gedacht hebben dat thoron niet bijdroeg aan de stralingsbelasting in huis?
Thoron blijkt vooral vrij te komen uit bouwmateriaal zoals gipsplaten en stucwerk, en niet uit de grond.
d) Geef een verklaring waarom de concentratie van thoron alleen dichtbij het gebruikte bouwmateriaal hoog is.
De stoffen die vrijkomen na het verval kunnen zich hechten aan stofdeeltjes. Die kunnen worden ingeademd en zich vastzetten in de longen, zo staat in de Gelderlander. Dit verhoogt het risico op longkanker.
e) Ga met tabel 25 uit BINAS welk isotoop er ontstaat na het verval van radon-222.
f) De ontstane isotoop vervalt ook weer en vervolgens nog een keer en opnieuw... Welke isotoop ontstaat er uiteindelijk?
Volgens het RIVM is goede ventilatie de effectiefste oplossing voor dat risico op longkanker.
Uitwerking vraag (a)
Bij α-verval neemt het aantal nucleonen in de kern met vier af. Bij β-verval verandert het aantal nucleonen in de kern niet. Dus in zo'n radioactieve reeks neemt het aantal nucleonen ofwel met vier ofwel niet af. Het verschil in nucleonen tussen Rn-222 en Th-232 is tien. Dat is geen veelvoud van vier. Dus komt Rn-222 niet voor in de vervalreeks die begint met Th-232. Het verschil in nucleonen tussen U-238 en Rn-222 is zestien, dus Rn-222 kan wel uit de vervalreeks van U-238 komen.
Uitwerking vraag (b)
Thoron is Rn-220
Uitwerking vraag (c)
Voordat thoron uit de grond of bouwmateriaal is ontsnapt is het al vervallen. Want de halfwaardetijd is maar 56 s. (BINAS tabel 25)
Uitwerking vraag (d)
Thoron ontsnapt als gas uit het bouwmateriaal, maar voordat het een eindje van de muur weg is, vervalt het naar Po-216 en vervolgens naar Pb-212
Uitwerking vraag (e)
Po-218
Uitwerking vraag (f)
Po-218 vervalt naar Pb-214 ( met uitzending van een α-deeltje) of naar At-218 (β-deeltje).
Pb-214 vervalt naar Bi-214. Bi-214 vervalt naar Tl-210 (α-deeltje) of naar Po-214 (β-deeltje).
Tl-210 vervalt naar Pb-210 en dat vervalt naar Bi-210. Bi-210 vervalt ofwel naar Pb-206 en dat is stabiel. Ofwel vervalt Bi-210 naar Po-210 (β-deeltje), wat ook weer naar Pb-206 vervalt (stabiel).
At-218 vervalt naar Bi-214 en dan krijgen we het verhaal uit de vorige zin.
Po-214 vervalt naar Pb-210 en dat vervalt zoals gezegd naar Pb-206.
We krijgen dus steeds als eindproduct van dit radioactieve verval Pb-206.
Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.
