verval van kernen
Jason stelde deze vraag op 06 februari 2013 om 20:07.Hallo,
Ik ben bezig met het onderwerp kernfysica en radioactiviteit bij Nk. Ik snap iets alleen niet: Als je in Binas tabel 25 kijkt zie je de isotopen. Bij sommige isotopen staat dat ze en Beta- en K-vangst en gamma straling kunnen 'uitzenden' als de kern vervalt (of en Alpha en beta-). Wanneer heb je de ene soort straling en wanneer de andere soort?
Ik lees op verschillende sites dat dit bij beta- en bij K-vangst te maken heeft met de energie van het deeltje. Hoe zit dat?
-Jason
Reacties
Theo
op
06 februari 2013 om 20:50
Radioactiviteit is feitelijk kernstraling: de energie komt vrij uit de kern van een atoom. Onderstaand is een figuratieve beschrijving van wat er gebeurt. Het werkelijke proces is veel ingewikkelder.
Beta-straling is het uitzenden van een elektron (negatieve lading). Omdat er behoud van lading is (altijd) betekent dit dat als een negatief deeltje de kern verlaat, er in de kern een positief deeltje moet zijn bijgekomen.
De "reactie" neutron --> proton + elektron zorgt voor dit behoud aan lading. Het massaverschil tussen het neutron en combinatie proton+elektron (of de massa van de nieuwe kern tov de oorspronkelijke) is als energie omgezet volgens E = mc2 en aan het elektron meegegeven als kinetische energie. Het element verandert van Z naar Z+1
Er is ook β+ (positron) straling. In dat geval verandert een proton in een neutron met uitzending van zijn lading via een anti-elektron of positron. Dan verandert de kern van Z naar Z-1
(zie http://nl.wikipedia.org/wiki/B%C3%A8tastraling )
K-vangst is een wat vreemde eend hier. Een elektron dat in de binnenste baan draait (de K-schil) wordt op een of andere manier door de kern ingevangen. Daarbij zal in de kern een proton + elektron tot neutron versmelten. Het element verandert van Z naar Z-1. Het vrijgekomen "gat" in de K-schil wordt vrij snel ingevuld door een elektron van een hogere baan (vaak de L-schil) omdat daarmee de kern in een energetisch voordeliger. stabielere, toestand komt. Het energieverschil dat het elektron dat naar de K-schil overgaat, vrijmaakt komt als hoog energetisch foton (energie E = h.f) vrij.
(zie ook http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektronenvangst)
Wanneer een isotoop atoomkern "bij voorkeur" of "alleen maar" vervalt door uitzending van een alfa-deeltje, een elektron, een gamma-deeltje of combinatie hiervan, is vooral experimenteel bepaald en gemeten. Een strikte "wet" is hierbij niet te geven. Dat hangt af van het energie-niveau waarin een isotoopkern zich bevindt en de mogelijke niveau's waarin het energetisch voordeliger kan zitten door uitstraling van het ene of andere deeltje. Vandaar dat Binas dus aangeeft wat vrijkomt bij verval van een isotoop. Dat zijn ervaringsfeiten.
Beta-straling is het uitzenden van een elektron (negatieve lading). Omdat er behoud van lading is (altijd) betekent dit dat als een negatief deeltje de kern verlaat, er in de kern een positief deeltje moet zijn bijgekomen.
De "reactie" neutron --> proton + elektron zorgt voor dit behoud aan lading. Het massaverschil tussen het neutron en combinatie proton+elektron (of de massa van de nieuwe kern tov de oorspronkelijke) is als energie omgezet volgens E = mc2 en aan het elektron meegegeven als kinetische energie. Het element verandert van Z naar Z+1
Er is ook β+ (positron) straling. In dat geval verandert een proton in een neutron met uitzending van zijn lading via een anti-elektron of positron. Dan verandert de kern van Z naar Z-1
(zie http://nl.wikipedia.org/wiki/B%C3%A8tastraling )
K-vangst is een wat vreemde eend hier. Een elektron dat in de binnenste baan draait (de K-schil) wordt op een of andere manier door de kern ingevangen. Daarbij zal in de kern een proton + elektron tot neutron versmelten. Het element verandert van Z naar Z-1. Het vrijgekomen "gat" in de K-schil wordt vrij snel ingevuld door een elektron van een hogere baan (vaak de L-schil) omdat daarmee de kern in een energetisch voordeliger. stabielere, toestand komt. Het energieverschil dat het elektron dat naar de K-schil overgaat, vrijmaakt komt als hoog energetisch foton (energie E = h.f) vrij.
(zie ook http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektronenvangst)
Wanneer een isotoop atoomkern "bij voorkeur" of "alleen maar" vervalt door uitzending van een alfa-deeltje, een elektron, een gamma-deeltje of combinatie hiervan, is vooral experimenteel bepaald en gemeten. Een strikte "wet" is hierbij niet te geven. Dat hangt af van het energie-niveau waarin een isotoopkern zich bevindt en de mogelijke niveau's waarin het energetisch voordeliger kan zitten door uitstraling van het ene of andere deeltje. Vandaar dat Binas dus aangeeft wat vrijkomt bij verval van een isotoop. Dat zijn ervaringsfeiten.
nisrina
op
12 mei 2016 om 21:57
hoi,
ik heb dit zitten lezen, en ik snap ongeveer wat de k-vangst is maar wat ik niet snap is hoe een stof vervalt als het k-vangst heeft.
mvg
Nisrina
Jan van de Velde
op
12 mei 2016 om 22:14
Dag Nisrina,
Waar een proton in een neutron verandert ontstaat sowieso een andere atoomsoort, namelijk eentje een atoomnummer lager.
Elk proces waarbij de samenstelling van de kern verandert kun je "verval" noemen, hoewel je dat woord mogelijk intuïtief eerder interpreteert als "er valt iets uit elkaar".
Is dat je gedachtenprobleem?
Groet, Jan
Waar een proton in een neutron verandert ontstaat sowieso een andere atoomsoort, namelijk eentje een atoomnummer lager.
Elk proces waarbij de samenstelling van de kern verandert kun je "verval" noemen, hoewel je dat woord mogelijk intuïtief eerder interpreteert als "er valt iets uit elkaar".
Is dat je gedachtenprobleem?
Groet, Jan
Tim
op
29 juni 2017 om 19:06
Hallo,
ik had een vraag over het verval van kernen. In ons natuurkundeboek staat dat als een alfa of beta deeltje de kern verlaat, er een andere stof ontstaat. Maar mijn vraag is hoe ontstaat (of waar is) alfa-, beta- en gammastraling dan?
ik had een vraag over het verval van kernen. In ons natuurkundeboek staat dat als een alfa of beta deeltje de kern verlaat, er een andere stof ontstaat. Maar mijn vraag is hoe ontstaat (of waar is) alfa-, beta- en gammastraling dan?
Theo de Klerk
op
29 juni 2017 om 19:29
Een alfadeeltje is niets anders dan een stukje van de kern bestaande uit 2 protonen en 2 neutronen. Een radioactieve kern zit niet "lekker in zijn vel" en is instabiel. Daarom kan het soms een alfa-deeltje uitstoten om zo in een ander element om te gaan (eentje met 2 protonen minder) dat wel stabieler is (en zo niet, dan vervalt het nog een keer, net zo lang tot het wel een stabiel element wordt).
Een elektron kun je zien als een splitsing van een neutron in een proton en een elektron. Het elektron wordt uitgeschoten (beta-deeltje), het proton blijft in de kern achter. Daarmee wordt het een nieuw element (met 1 proton meer).
Ook deze splitsing is het gevolg van een instabiliteit van de kern die door deze splitsing een meer stabiel eindproduct te leveren.
In beide gevallen zal het nieuwe element met 2 protonen minder of 1 proton meer in een "aangeslagen" toestand verkeren waarbij het nog wat teveel energie heeft t.o.v. de minimale energie die het kan hebben. Die energie wordt dan ook uitgestraald als gamma-straling (energie = h.f). Daarbij verandert het materiaal/element niet. Het stoot alleen energie af, geen lading.
Dus: alfa verval: Z-waarde element wordt Z-2
beta verval: Z waarde wordt Z+1
gamma verval: Z waarde verandert niet
(Z = aantal protonen in de kern = atoomnummer van het element)
Een elektron kun je zien als een splitsing van een neutron in een proton en een elektron. Het elektron wordt uitgeschoten (beta-deeltje), het proton blijft in de kern achter. Daarmee wordt het een nieuw element (met 1 proton meer).
Ook deze splitsing is het gevolg van een instabiliteit van de kern die door deze splitsing een meer stabiel eindproduct te leveren.
In beide gevallen zal het nieuwe element met 2 protonen minder of 1 proton meer in een "aangeslagen" toestand verkeren waarbij het nog wat teveel energie heeft t.o.v. de minimale energie die het kan hebben. Die energie wordt dan ook uitgestraald als gamma-straling (energie = h.f). Daarbij verandert het materiaal/element niet. Het stoot alleen energie af, geen lading.
Dus: alfa verval: Z-waarde element wordt Z-2
beta verval: Z waarde wordt Z+1
gamma verval: Z waarde verandert niet
(Z = aantal protonen in de kern = atoomnummer van het element)
