Icon up Overzicht

Polonium in sigaretten (HAVO1, 2008-2, opg. 4)

Onderwerp: Ioniserende straling, radioactiviteit, Kern- & Deeltjesprocessen (vwo), Kernfysica

Examenopgave HAVO, natuurkunde 1 , 2008 tijdvak 2, opgave 4: polonium in sigaretten

Lees onderstaand artikel

artikel

Polonium-210 (Po-210) zendt bij verval een α-deeltje uit.

Opgaven

a) Geef de vervalreactie van polonium-210.

In het artikel wordt de activiteit van polonium-210 vergeleken met die van radium-226.

b) Leg uit waarom polonium-210 een veel grotere activiteit heeft dan radium-226.
Ga uit van een gelijk aantal kernen bij beide stoffen.

Een roker krijgt bij elke sigaret een hoeveelheid Po-210 binnen. De activiteit van Po-210 in de longen hangt af van het gemiddeld aantal sigaretten dat deze persoon per dag rookt. Zie figuur 1.

figuur 1

Bij een bepaalde roker wordt door Po-210 in een jaar 3,4 ·10-4 J stralingsenergie aan de longen afgegeven. Een α-deeltje dat vrijkomt bij het verval van Po-210 heeft een energie van 8,6 · 10-13 J.

c) Bepaal hoeveel sigaretten deze persoon gemiddeld per dag rookt.

Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) die het bestraalde longweefsel oploopt, geldt:
H = QE/m.

Hierin is:

  • H de equivalente dosis (in Sv);
  • Q de zogenoemde weegfactor (kwaliteitsfactor); Q = 20 voor een α-deeltje;
  • E de energie die het bestraalde weefsel absorbeert (in J);
  • m de massa van het bestraalde weefsel (in kg);

De massa van het bestraalde longweefsel bedraagt bij deze persoon 8,0 g.

d) Bereken de equivalente dosis die het bestraalde longweefsel in een jaar oploopt.

De massa van het bestraalde longweefsel is veel kleiner dan de totale massa van de longen.

e) Leg uit waarom slechts een klein deel van de longen wordt bestraald.

In de kunstmest die men op de tabaksplantages gebruikt, zit fosfaathoudend gesteente. Dit gesteente bevat van nature een kleine hoeveelheid uranium-238 (U-238). U-238 vervalt in stappen; Po-210 is een van de tussenisotopen.
In de vervalreeks van U-238 wordt steeds of een alfadeeltje of een β--deeltje uitgezonden (al of niet in combinatie met γ-straling).

Bij het verval van U-238 naar Po-210 is zeven keer een alfadeeltje uitgezonden.

f) Toon dat aan. Maak daarbij uitsluitend gebruik van massagetallen.

Bij het verval van U-238 naar Po-210 is ook zes keer een β--deeltje uitgezonden.

g) Toon dat aan.

Uitwerkingen

Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.