Goede vraag. Ik heb geen idee. Daarvoor moet je het "diepere wezen" van een kernverval bekijken.

Door uitzenden van een beta-deeltje (en zijn antineutrino, samen goed voor een vaste hoeveelheid energie) door Co-60 ontstaat een nieuw element Ni-60 dat soms nog in (een van de mogelijke) "aangeslagen" toestand zit en soms niet. Als het aangeslagen is, dan zal het naar de grondtoestand vallen onder uitzending van het teveel aan energie. Dat lijkt op het terugvallen van elektronen in aangeslagen banen rond een atoomkern (bijv. Balmer/Paschen/Lyman lijnen in H-spectrum). Je kunt in 1 keer terugvallen van bijv. niveau 3 naar 1 maar ook met de tussenstap 3->2 en 2->1 waarbij dan 2 fotonen vrijkomen (tezamen evenveel energie als een foton dat 3 -> 1 sprong mogelijk maakt).

Op internet kun je met een google zoek op "Ni-60 decay" bijgaand plaatje vinden:

Weten jullie toevalling na hoeveel tijd vervalt kobalt-60 tot gewoon nikkel?

Als je even zoekt bij Wikipedia of elders op internet dan vind je informatie:

Kobalt-60 vervalt voor 100% via β⁻-verval tot de stabiele isotoop nikkel-60:

₂₇⁶⁰Co⟶₂₈⁶⁰Ni+e⁻+υ¯_e 
De halveringstijd van dit verval bedraagt ongeveer 5,27 jaar.

Dag Izabela,

Deze vraag stel je helemaal verkeerd: de ene kobalt-60 kern vervalt misschien al over 2 seconden, terwijl zijn buurman over 200 jaar nog bestaat. Allemaal een kwestie van kansen.

En inderdaad, niemand gaat van jou verlangen dat je de halveringstijd van isotopen uit je hoofd gaat leren. Je moet dus leren voor dit soort vragen in je tabellenboek te duiken, zodat je dit soort info ook op je examens (waar je vast Natuurkunde.nl niet als hulplijn mag inzetten)  vlot kunt terugvinden. 

Groet, Jan

Beste Jan, dank u wel voor uw antwoord. Ik maak met een groep volwassen studenten een verslag over gamma sterilisatie (voor een opleiding Medewerker steriele medische hulpmiddelen). Dit is eenmalig en we hebben niet echt verstand van isotopen etc. Op mijn stuk waarin ik heb opgeschreven dat de radioactieve isotoop Kobalt-60 een relatief veilig isotoop is om mee te werken en te steriliseren omdat die na een bepaalde tijd tot gewoon nikkel vervalt, kreeg ik een opmerking van mijn docent "wat betekent 'bepaalde tijd'". Welk antwoord zal ik daar kunnen geven als 5 jaar niet het juiste is? En weet u misschien iets meer over letaliteit van gamma straling? Alvast heel erg bedankt!

Je begrijpt blijkbaar niet goed wat radioactiviteit voorstelt. Je antwoord "na bepaalde tijd" is geen kwestie van aan/uit. Een radioactief preparaat blijft oneindig lang radioactief. Alleen over tijd steeds minder. Na 1 halveringstijd is de sterkte nog maar de helft. Na nog een halveringstijd de helft van die helft - dus een kwart. Enz. Na N halveringstijden nog maar (1/2)^N. De vraag is dus hoeveel halveringstijden moeten verlopen voordat de activiteit (mate van straling) van een preparaat beneden een waarde is gezakt waar we voor praktische doeleinden mogen zeggen "je merkt er niks meer van"?

Gammastraling is fataal en veilig. Het hangt van het gebruik af. In principe is het gevaarlijk want het heeft een kleine golflengte die DNA en celmoleculen kan beschadigen (maar bij kankerbestraling wil je dat juist). De intensiteit is daarbij ook van belang. Veel straling geeft meer kans op beschadigen dan weinig (vergelijk atoombom in Hiroshima met gebruik in een ziekenhuis). 

Net  zoals bij radioactieve preparaten elk atoom een kans heeft op verval en men voor het preparaat een halveringstijd definieert, zo heeft gammastraling een kans dieper in een lichaam door te dringen: een halveringsdikte. Voor elke stof geldt een eigen halveringsdikte voor gammastraling (afhankelijk van de frequentie ervan). Lood heeft een kleine halveringsdikte (al na een dun laagje ben je al de helft van de straling kwijt), beton een veel grotere. Vergelijk het met pijlen schieten in een bos: sommige pijlen worden pas diep in het bos gestopt doordat een boom in de weg staat: tot dan toe ging de pijl tusen de bomen door.

 

Geen, want er is eigenlijk geen juist antwoord op die vraag. 

Nemen we een kobalt-60 bron die op dit moment een activiteit heeft van, ik noem maar iets, 48 gigabecquerel. 
Over 5,27 jaar is daar nog de helft, 24 GBq van over. 
Wacht nog eens 5,27 jaar (totaal dus 10,54 jaar) en de activeit zal nog 12 GBq zijn.

Dat is de betekenis van halveringstijd. Steeds de helft van de helft van de helft, en zo is er na bijvoorbeeld 52,7 jaar (10 x halveren):  

24 GBq

12

6

3

1,5

750 (MBq)

375

190

95

47  megabequerel over. Is dat dan "veilig? 

dat veilig werken ermee is blijkbaar het criterium.

Dat wil je dan NU doen, en niet over 5 jaar of zo. En ik ga nog steeds niet zonder bijzondere maatregelen met een zelfs 50 jaar oude bron in mijn borstzakje over straat, dus we kunnen niet zeggen dat het na bepaalde tijd "veilig" zal zijn. 

Wel een veilig gevoel is dat het vervalt tot een stabiel en dus ongevaarlijk nikkel. De aard van de straling van de bron verandert dus niet in de tijd. Dat is een positief punt, hoe oud de bron ook is, hij wordt niet gevaarlijker.  

Heb je wel al geleerd over de verschillende soorten straling (alfa, beta, gamma, neutronenstraling, röntgen, ) en hoe je je tegen elk kunt beschermen? 

Groet, Jan

 

Bedankt voor een hele ruime bericht. Helaas weet ik de aantword op mijn vraag nog steeds niet. Ik doe geen scheikundige opleiding dus ik hoef dit allemaal niet te weten en daarom is dat een beetje lastig. Op een internet site heb ik een informatie gevonden over gammasterilisatie van medische hulpmiddelen, Kobalt-60 die daar voor gebruik wordt en ook "bepaalde tijd en veral tot gewoon nikkel". Van mijn docent was een advies om meer te kunnen schrijven over de tijd van verval van Kobalt -60 tot gewoon nikkel. Maar als ik nergens een duidelijke informatie kan vinden ga ik mijn verslag gewoon aanpassen en deze stuk weghalen. Sowieso, heel erg bedankt voor jullie interesse. Groetjes, Izabela 

Jan, als je mij alstublieft kan vertellen na hoeveel tijd vervalt die Kobalt-60 tot stabil en ongevaarlijk nikkel zal ik misschien toch mijn aantword hebben. Zal ik heel erg waarderen. Bedankt alvast.

Dat heeft Jan (en ik) al gedaan: antwoord is: nooit.

De hoeveelheid kobalt neemt steeds met een factor 2 af: na 1 halveringstijd van 5 jaar is van een kilogram kobalt nog 500 gram over. Na nog 5 jaar (totaal 10) nog maar 250 g. Na 15 jaar nog maar 125 g, na 20 jaar 67 gram enz.  Maar nooit 0 en nooit niet-radioactief en compleet veilig.

dag Izabela,

nogmaals, die vraag is verkeerd, daarop is geen antwoord, voor een potje kobalt-60 is dit geen aan-uit verhaal zoals Theo dat noemde. 

Wel vertelde ik je in mijn uitleg over halveringstijd in mijn bericht van 12:15 over hoe dat fenomeen HALVERINGStijd werkt, en dat een bron met een activiteit van 48 GBq over 50 jaar nog maar een activiteit van 48 MBq zal hebben, duizend keer zo weinig. Dat is heel wat anders dan andere soorten radio-actief afval van bijvoorbeeld kerncentrales. We zadelen onze achter-achter-kleinkinderen dus niet op met een onbeheersbaar afvalprobleem. 

Andere radio-actieve isotopen zoals bijvoorbeeld uranium doen daar dujizenden keren langer over, en bovendien, die geven dan dochterkernen die zelf weer radio-actief zijn, bijvoorbeeld ook polonium (vast wel eens van gehoord in het kader van KGB-acties tegen personen waar het Kremlin een hekel aan had). Dan is nikkel 60 een superveilig product waar geen terrorist iets mee kan

Ik denk dat daar je antwoord is. Anders zou ik het ook niet weten. 

Dan vind ik het jammer dat jullie blijkbaar niet een beetje basic module "ioniserende straling"  krijgen: atomen/ionen/isotopen, soorten straling, kenmerken, gevaren van en bescherming tegen elk, gebruik van straling, dat soort dingen. 

Wij leren onze vmbo-leerlingen (middelbaar onderwijs, 15-16 jarigen die een techniekrichting en dus natuurkunde kiezen) toch wel het nodige over dit onderwerp. 

Groet, Jan

Mag ik alstublieft van Jan een antwoord op wat hij zelf heeft gezegd? Kijk in de bijlage. Bedankt 

"wel een veilig gevoel" = "steeds meer kobalt zal vervallen tot niet-radioactief nikkel. Dat is wel een geruststellend gevoel".  Het wordt dus minder gevaarlijk, niet ongevaarlijk. Blijkbaar is het Nederlands soms wat subtiel (en uit je schrijfsels blijkbaar niet je eigen moedertaal).

Nee, Nederlands is niet mijn moedertaal maar toch doe ik een opleiding hier en zoek ik informatie buiten de boeken. Toch best goed, of niet? 

Mag ik alstublieft van Jan een aantword op wat hij heeft gezegd en geen onnodige opmerkingen meer van meneer Theo. Anders wordt de hele verslag een hoofdpijn. Bedankt 

Dag Izabela,

ik heb geen idee welke internetsite, maar als je daarvandaan de idee hebt gehaald dat zo'n kobaltbron na een bepaalde tijd veilig zou zijn, dan liegt die site, of je interpreteert de informatie verkeerd.  

De intensiteit van alle radio-actief verval verloopt via een proces van halvering. Van technetium-90 m duurt elke halvering 6 uur, van kobalt-60 duurt elke halvering 5,27 jaar, en zo is dat voor elke isotoop weer anders. 

Als ik je nu een miljoen kobalt-60 istopen geef dan heb je over 5,27 jaar nog 500 000 kobalt-60 kernen over, en daarnaast 500 000 nikkel-60 kernen. Nog 5,27 jaar wachten en je hebt maar 250 000 kobaltkernen, en 750 000 nikkelkernen. Na ruim 50 jaar heb je maar 1000 kobaltkernen meer over, en daarvoor in de plaats 999 000 nikkelkernen. Zo'n voorbeeld gaf ik ook eerder. op 18 december 2024 om 12:15. 

Afhankelijk van met hoeveel kernen je begint komt er dus een moment dat je zo'n bron niet meer sterk genoeg vindt om nog zijn steriliserende werk goed genoeg/ snel genoeg te doen. Dat is arbitrair, en daar kunnen bijvoorbeeld economische redenen voor zijn.  Nog veeeeeel later komt er dan het moment dat er maar zo weinig actief kobalt meer in de bron aanwezig is dat het niet meer opvalt tegen de achtergrondstraling. 

Maar er komt in dit soort gevallen NIET een moment dat ALLES weg is. Ook in zo'n kobaltbron ter grootte van een gewoon batterijtje. Een gram zuivere kobalt-60 bevat ongeveer 10 000 000 000 000 000 000 000 kernen . Over 250 jaar zal dat blokje, intussen grotendeels van nikkel, nog steeds 10 000 000 radio-actieve kobalt-60 kernen bevatten. 
Wanneer we dat blokje dan uiteindelijk toch veilig gaan vinden is geheel arbitrair. Daar is dus géén bepaalde tijd voor, geen natuurkundige wetmatigheid, alleen een menselijk oordeel over wat wel of niet acceptabel of bruikbaar is. 

En duidelijker kan ik dit echt niet maken. In geen enkele taal.

Groet, Jan

  

Is goed. Dankjewel.

Beste izabela, 

Kort antwoord op je vraag. Werken met ioniserende straling is altijd gevaarlijk! Ik heb zelf 12 jaar als industrieel radiograaf gewerkt ( rontgenfotos van laswerk maken) en bij ons werd het werken met isotopen als " aanvaardbaar risico" gezien en nooit als veilig!            Wij werkten ook met kobalt60 ( voor ons de hoogst mogelijke energie).  Als wij een kobalt bron gebruikten van 20 Ci en je had 1 min nodig voor de belichting is je opgenomen dosis X. 5.2 jaar later is deze bron gehalveerd tot 10 Ci en moet je dus 2 min belichten voor dezelfde foto, en is mijn opgenomen dosis nog steeds X.  2x zo lang blootgesteld aan 1/2 de energie.                          Ik hoop het hiermee iets duidelijker gemaakt te hebben, maar ik begrijp de reactie van Jan. Het is een "vreemde vraag". Beetje zoals :" is het veilig om een kettingzaag te gebruiken ?       Groetjes Rob 

1 Ci = 1 curie = oude activiteitseenheid vervangen door becquerel 

1 Ci = 3,7 . 10¹⁰ Bq

Dank jullie wel voor alle interesse, betrokkenheid en minder of meer geduld maar het hoeft niets meer uitgelegd te worden. Dat was mijn eerste "avontuur" met isotopen en ik had tot 2 weken geleden nul verstand van. Ik moest alleen maar een verslag maken over alternatieve sterilisatie methoden, en kreeg een thema "Gammastraling / Gammasterilisatie'" terwijl we op onze afdeling alleen maar stoomsterilisatie gebruiken en plasma (door gebruik van waterstofperoxide). Kobalt-60 kwam voorbij alleen als een bron van gammastraling (verder was dat geen onderwerp van het verslag). Daarom heb ik van jullie berichten niet heel veel begrepen. Inmiddels veel gelezen, nagevraagd en toch een beetje begrepen. Ik volg geen scheikunde, wiskunde en natuurkunde lessen. Dat heb ik voor mijn opleiding helemaal niet nodig (en daar ben ik ook eerlijk gezegd niet goed in daarom heb ik een opleiding gekozen waar dit allemaal niet hoeft). Toch ben ik blij want achteraf gezien heb ik wel wat geleerd en begrepen. En stiekem vind ik het best interessant! Nu nog presentatie. Ik hou nu op met vragen, het is genoeg voor mij geweest! Fijne kerstdagen allemaal en nogmaals bedankt voor alle hulp :)