Door bestraling kunnen bacteriën en insecten in voedselproducten onschadelijk worden gemaakt. De producten blijven daardoor langer houdbaar.
Lees de tekst hieronder.
De houdbaarheid van bijvoorbeeld aardbeien kan aanzienlijk vergroot worden door de vruchten na het plukken te doorstralen met γ-straling. Niet alleen de bacterien die verantwoordelijk zijn voor het rottingsproces worden onschadelijk gemaakt, maar ook insecten en eitjes van insecten. Als stralingsbron wordt kobalt-60 gebruikt dat bij verval β- en γ-straling uitzendt. De kistjes fruit komen via een lopende band onder de bestraler. Dan stopt de band even en wordt het fruit enige tijd doorstraald. Daarna schuift het volgende kistje onder de bestraler.
Van deze opgave bestaan twee versies, een natuurkunde 1 versie en een natuurkunde 12 versie. De versie die je nu voor je hebt is de natuurkunde 12 versie. In grote lijnen komen de twee versies met elkaar overeen maar volledig identiek zijn ze niet.
Opgaven
a) Geef de vervalreactie van kobalt-60.
De β-straling die het kobalt uitzendt, draagt nauwelijks bij aan het onschadelijk maken van bacterien en insecten in het fruit.
b) Geef daarvoor de reden.
De grafiek van figuur 2 geeft aan hoeveel procent van de γ-straling door een laag fruit van een bepaalde dikte wordt doorgelaten.
c) Bepaal de halveringsdikte van fruit voor de γ-straling van kobalt.
Na verloop van tijd vermindert de activiteit van de kobaltbron. De bron blijft bruikbaar tot zijn activiteit gedaald is tot 12,5% van de oorspronkelijke waarde.
d) Bereken na hoeveel jaar de bron vervangen moet worden.
Het doorstralen van voedsel met γ-straling gebeurt op grote schaal. Toch bestaan in consumentenkringen bezwaren tegen deze manier van houdbaar maken van voedsel. Men stelt vragen als: "Wordt het bestraalde voedsel zelf radioactief?"
e) Beantwoord deze vraag. Licht je antwoord toe.
Uitwerkingen
Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.
Uitwerking vraag (a)
Uitwerking vraag (b)
De β-straling wordt volledig geabsorbeerd door de schil van het fruit, doordat de zogenoemde dracht veel kleiner is dan de dracht van γ-straling.
Uitwerking vraag (c)
In de grafiek valt af te lezen dat het percentage doorgelaten γ-straling afneemt tot 50% bij een fruitlaag met een dikte van ongeveer 12 cm.
Uitwerking vraag (d)
De halveringstijd van kobalt-60 is 5,72 jaar. Dit betekend dat na 5,27 jaar, de activiteit tot 50% gedaald is. Om de activiteit tot 12,5% te laten dalen, moet de orginele activiteit 3 maal gehalveerd worden.
Dit betekent dat de bron na 3 periodes van 5,72 jaar vervangen moet worden.
De bron moet vervangen worden na:
3 * 5,72 = 15,8 jaar
Uitwerking vraag (e)
Bij de absorptie van γ-straling veranderen de atoomkernen in het voedsel niet. Het voedsel wordt zelf dus niet radioactief. Het antwoord op deze vraag is dus "nee".
