Sr-90 en beta's VWO 2022-I vr 16 e.v.
Jan van de Velde stelde deze vraag op 30 mei 2022 om 17:55.Jaap
@Leon: in het centraal examen vwo 2022 tijdvak 1 zat een opgave over (bèta?)straling uit een bron Sr-90. Ik betwijfel of de metingen en de duiding ervan realistisch zijn. Kan ik er vragen over stellen?https://nvon.nl/examen/examen-2022-1-vwo-natuurkunde
Groet, Jaap
Die vraag kan hier gewoon besproken worden. Wij allen en ook examenmakers zijn mensen en maken dus ook fouten.
het gaat dan om vraag 16 e.v.
die worden overigens ook hier besproken door collega's :
https://www.nvon.nl/forum/181/2
Groet, Jan
Reacties
Leon
op
30 mei 2022 om 20:32
Beste Jaap,
Boven de betreffende examenopgave staat dat bij de start van het practicum slechts 1 isotoop aanwezig is. Aangezien tijdens het vervalproces (100% bèta-min verval) Y-90 (dochter genoemd) ontstaat, moet de moeder Sr-90 zijn. Y-90 vervalt vervolgens via 100% bèta-min verval naar stabiel Zr-90. Aangezien de halveringstijd van de moeder Sr-90 ca. 29 jaar is en de halveringstijd van de dochter Y-90 64 uur, onstaat er een absoluut evenwicht zoals wij dat noemen; dit betekent dat de activiteit van de dochter gelijk is aan die van de moeder. Dit zogenaamde absolute evenwicht wordt al na ca. 5 halveringstijden van de dochter bereikt, ofwel al na zo'n 320 uur als ik begin met alleen Sr-90.
Sr-90 is een splijtingsproduct dat vanwege de hoge bèta-energie van dochter Y-90 gebruikt wordt als bèta-standaard, bron voor diktemeting en bij brachytherapie. Voordat een dergelijke bron tijdens een practicum in gebruik kan worden genomen zal eerst de juiste bronactiviteit geprepareerd moeten worden, zal de radioactieve stof ingekapseld moeten worden om verspreiding tegen te gaan, zal er via speciale testen vastgesteld moeten worden of de ingekapselde bron al dan niet lek is en zal de bron tot slot getransporteerd moeten worden naar de gebruiker. Dit proces kost zoveel tijd dat op het moment dat de bron in gebruik wordt genomen er sprake is van absoluut evenwicht tussen de moeder Sr-90 en de dochter Y-90 ofwel ik heb geen Sr-90 zonder Y-90. Het is dus niet realistisch te stellen dat bij aanvang van het practicum geen Y-90 aanwezig is.
Ook wij doen practica met een Sr-90/Y-90 bron. Om te voorkomen dat we tijdens de experimenten 'last' hebben van de Sr-90 bèta's schermen wij de bron af met een laagje perspex van 3 mm; 3 mm is namelijk voldoende om alle door Sr-90 uitgezonden bètadeeltjes volledig te stoppen en slechts een klein deel van de Y-90 bètadeeltjes.
Zoals bekend moet je een bètastraler niet afschermen met een hoog z-materiaal als lood, maar met een laag Z-materiaal als perspex omdat de productie van remstraling rechtevenredig is met de Z-waarde van het gebruikte afschermingsmateriaal. De gevraagde gammastraling is dus remstraling (en geen gammastraling) die opgewekt wordt in de bronomhulling.
De gegevens in figuur 3 zouden best wel eens realistisch kunnen zijn (hangt o.a. af van de bronactiviteit, detectieëfficientie GM-buis, afstand tot de detector, dikte van het loden blok). Bij vraag 21 gaat het natuurlijk om achtergrondstraling en bij vraag 22 willen ze waarschijnlijk horen dat de lichte verhoging in reeks 2 het gevolg is van opgewekte remstraling in het loden blok dat tussen bron en detector staat (door verstrooiing van bètadeeltjes aan luchtmoleculen zal je overigens ook al bètadeeltjes meten).
Mvg, Leon
Boven de betreffende examenopgave staat dat bij de start van het practicum slechts 1 isotoop aanwezig is. Aangezien tijdens het vervalproces (100% bèta-min verval) Y-90 (dochter genoemd) ontstaat, moet de moeder Sr-90 zijn. Y-90 vervalt vervolgens via 100% bèta-min verval naar stabiel Zr-90. Aangezien de halveringstijd van de moeder Sr-90 ca. 29 jaar is en de halveringstijd van de dochter Y-90 64 uur, onstaat er een absoluut evenwicht zoals wij dat noemen; dit betekent dat de activiteit van de dochter gelijk is aan die van de moeder. Dit zogenaamde absolute evenwicht wordt al na ca. 5 halveringstijden van de dochter bereikt, ofwel al na zo'n 320 uur als ik begin met alleen Sr-90.
Sr-90 is een splijtingsproduct dat vanwege de hoge bèta-energie van dochter Y-90 gebruikt wordt als bèta-standaard, bron voor diktemeting en bij brachytherapie. Voordat een dergelijke bron tijdens een practicum in gebruik kan worden genomen zal eerst de juiste bronactiviteit geprepareerd moeten worden, zal de radioactieve stof ingekapseld moeten worden om verspreiding tegen te gaan, zal er via speciale testen vastgesteld moeten worden of de ingekapselde bron al dan niet lek is en zal de bron tot slot getransporteerd moeten worden naar de gebruiker. Dit proces kost zoveel tijd dat op het moment dat de bron in gebruik wordt genomen er sprake is van absoluut evenwicht tussen de moeder Sr-90 en de dochter Y-90 ofwel ik heb geen Sr-90 zonder Y-90. Het is dus niet realistisch te stellen dat bij aanvang van het practicum geen Y-90 aanwezig is.
Ook wij doen practica met een Sr-90/Y-90 bron. Om te voorkomen dat we tijdens de experimenten 'last' hebben van de Sr-90 bèta's schermen wij de bron af met een laagje perspex van 3 mm; 3 mm is namelijk voldoende om alle door Sr-90 uitgezonden bètadeeltjes volledig te stoppen en slechts een klein deel van de Y-90 bètadeeltjes.
Zoals bekend moet je een bètastraler niet afschermen met een hoog z-materiaal als lood, maar met een laag Z-materiaal als perspex omdat de productie van remstraling rechtevenredig is met de Z-waarde van het gebruikte afschermingsmateriaal. De gevraagde gammastraling is dus remstraling (en geen gammastraling) die opgewekt wordt in de bronomhulling.
De gegevens in figuur 3 zouden best wel eens realistisch kunnen zijn (hangt o.a. af van de bronactiviteit, detectieëfficientie GM-buis, afstand tot de detector, dikte van het loden blok). Bij vraag 21 gaat het natuurlijk om achtergrondstraling en bij vraag 22 willen ze waarschijnlijk horen dat de lichte verhoging in reeks 2 het gevolg is van opgewekte remstraling in het loden blok dat tussen bron en detector staat (door verstrooiing van bètadeeltjes aan luchtmoleculen zal je overigens ook al bètadeeltjes meten).
Mvg, Leon
Jaap
op
30 mei 2022 om 20:52
Dag Leon,
Je reactie van 20.32 uur sluit aan bij mijn informatie en bevestigt mijn vermoedens.
Er zijn meer kwestieuze punten in de opgave.
Groet, Jaap
Je reactie van 20.32 uur sluit aan bij mijn informatie en bevestigt mijn vermoedens.
Er zijn meer kwestieuze punten in de opgave.
Groet, Jaap
