K3.6 Afsluiting Kern- en deeltjesprocessen
46
A
47
A
Antwoorden op rekenvragen en Register
Antwoorden op rekenvragen p⁺
n
…
ν
Figuur 60
Figuur 61
n
p
ν
…
Kerncentrales staan onder internationaal toezicht, omdat splijtstof ook gebruikt kan worden bij de productie van kernwapens. Er is een plan voorgesteld voor controle van buitenaf met behulp van neutrino’s. In een kerncentrale ontstaan namelijk in grote aantallen neutrino’s en antineutrino’s. Figuur 60 geeft het diagram van een deeltjesproces dat zich in een kerncentrale afspeelt. b Leg uit of bij dit deeltjesproces een neutrino of een antineutrino ontstaat. Maak hierbij gebruik van één of meer behoudswetten. Het is niet mogelijk om (anti)neutrino’s rechtstreeks te detecteren. Via symmetriebewerkingen kan aangetoond worden dat de reactie van figuur 61 kan optreden. c Beschrijf hoe deze reactie gebruikt kan worden om neutrino’s te detecteren.
81 De kernfusies die in de zon plaatsvinden, staan bekend onder de naam ‘proton-proton-chain’. Deze ‘proton-proton-chain’ is weergegeven in figuur 62.
57 b E = 23,9 MeV = 3,82 · 10–12 J c E = 1,14 · 1012 J d V = 3,5 · 104 L 66 a v = 1,3 · 109 m/s (4,3 · c) 68 b t = 10 · t0 c s = 6,5 km 70 a FL = 6 · 10–20 N b rp = 4 · 101 m re = 2 · 10–2 m 71 a r = 1 · 1016 m (2 · 10–5 · rMws) b r = 3 · 1020 m (0,6 · rMws) c r = 1 · 1024 m (6 · rVc) 77 b Emax = 0,34 MeV 81 a E = 12,9 MeV
γ 1H
1H
2H 3He
1H
Register
1H
1H
1H
4He 3He
2H
1H
1H γ
β⁺
In figuur 62 komen drie verschillende reacties voor. De reactievergelijking van de laatst afgebeelde reactie is: 3 He + 3 He → 4 He + 2 2 2
A airshower 37 annihilatie 19 antideeltje 13 atoommodel van Bohr 11 atoommodel van Rutherford 9
ν
Figuur 62
b
9 d ratoom ≈ 100 · rkern 17 a Ef = 1,02 MeV 18 a r ≈ 11 cm E ≈ 50 MeV 35 E = 1,88 GeV 54 a Ba-141: ma ≈ 140,9 · u Kr-92: ma ≈ 91,9 · u Δm ≈ 0,2 · u = 3 · 10–28 kg b E ≈ 2 · 102 MeV 55 b E = 8,2 · 1013 J c m = 2,8 · 106 kg 56 a Δm = 2,65 · 10–2 · u = 4,40 · 10–29 kg b E = 24,7 MeV
ν
β⁺
a
K3
2 11 H
Bereken de hoeveelheid energie die deze reactie oplevert. Schrijf de twee andere reacties afzonderlijk in een reactievergelijking. Gebruik dezelfde notatie als in de reactievergelijking hierboven.
B baryon 15 behoud van baryongetal 20 behoud van ladinggetal 19 behoud van leptongetal 20 behoud van massa en energie 32 behoud van massagetal 19 behoud van quarkgetal 20 botsingsexperiment 9 β–-verval 20 + β -verval 20 E elektron 8 elektronvangst 20 elementaire deeltjes 11 elementaire lading 8 equivalentie van massa en energie 15
H hadron 15 heliosfeer 41 K kathodestraalbuis 8 kathodestralen 8 kernfusie 29 kernsplijting 27 kettingreactie 28 kosmische straling 37 kritische massa 28 kruisen 23 K-vangst 20 L ladingomkeer 23 lengtecontractie 40 lepton 15 M massadefect 32 meson 15 muon 13, 38
N neutrino 13 neutron 10 neutronenvangst 30 P paarvorming 19 pion 38 positron 13, 38 proton 10 Q quark 15 R reactiediagram 21 rustenergie 15 S standaardmodel 15 T tijddilatatie 40 tijdomkeer 23