Vraag 19Aluminium
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bepaal eerst hoeveel energie de bron in de gegeven tijd uitstraalt.
- Kijk daarna welk deel van die energie de hand opneemt en welke massa daarbij hoort.
- Met de geabsorbeerde energie per kilogram en de weegfactor bereken je de stralingsdosis, die je met de norm vergelijkt.
Hier verliezen leerlingen punten
- Let op de eenheid van het vermogen, want kilowatt moet je eerst omrekenen naar watt.
- Reken niet met de volledige straling, maar alleen met het deel dat de hand daadwerkelijk opneemt.
- Schrijf de eenheid sievert bij je uitkomst en laat de tussenstappen met getallen zien.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Aluminium is een metaal dat vanwege zijn stofeigenschappen veel verschillende toepassingen heeft. Door de lage dichtheid van aluminium is het bijvoorbeeld in voertuigen een interessante vervanging voor ijzer. Vermindering van gewicht betekent namelijk vermindering van energiegebruik door het voertuig. Ingenieurs hebben ooit de volgende vuistregel bepaald: In een voertuig kan ijzer worden vervangen door aluminium in de verhouding 2:1 bij gelijkblijvende stevigheid van de constructie. Dit betekent dat 2 kilogram ijzer kan worden vervangen door 1 kilogram aluminium. De stevigheid van een constructie wordt onder andere bepaald door de treksterkte van het materiaal.
De thermische eigenschappen van aluminium maken dit metaal ook geschikt voor gebruik in zogenaamde koellichamen. In elektrische apparaten worden koellichamen gebruikt om warmte op te nemen en af te voeren tijdens langdurig gebruik van de elektronica. Zie figuur 1. figuur 1 Voor een koellichaam zijn twee materiaaleigenschappen van belang: − de soortelijke warmte − de warmtegeleidingscoëfficiënt Op de uitwerkbijlage staan drie zinnen over de vergelijking tussen twee koellichamen van gelijke vorm en grootte, het ene gemaakt van aluminium en het andere van koper.
De productie van nieuw aluminium uit erts kost veel energie. Aluminium is echter goed herbruikbaar; gebruikt aluminium is met minder energie volledig te recyclen. Om aluminium voor recycling te herkennen in een mengsel van metaalafval, wordt gebruikgemaakt van de stofeigenschap halveringsdikte. Het metaalafval wordt eerst versnipperd en daarna doorstraald met een evenwijdige bundel röntgenfotonen met een energie van 50 keV . Zie figuur 2. figuur 2 De hoeveelheid doorgelaten straling wordt gemeten. Wanneer een stukje aluminium wordt gedetecteerd dan wordt dit stukje van de band geblazen en opgevangen. De overige metalen blijven op de band liggen. Er wordt een stukje metaal van 14 mm dikte doorstraald. Van de röntgenstraling die erop valt wordt 17% doorgelaten.
De röntgenbron is extreem krachtig en daarom zeer goed afgeschermd. De gebruikte bron zendt 15 kW aan stralingsvermogen uit. Röntgenstraling heeft een weegfactor 1 . Wanneer een medewerker per ongeluk zijn hand ( m = 500 g ) gedurende 0,1 s onder de bron zou houden en de hand 25% van de uitgezonden straling zou absorberen, dan zou de jaarlijkse stralingsbeschermingsnorm van 500 mSv al flink worden overschreden.
Toon dit met een berekening aan.