Vraag 11Uraniumkubus
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?
- Zoek de halveringstijd van Cs-137 op in Binas of in een tabel.
- Reken uit of de tijd tttussen 1945 en nu groot genoeg is om (vrijwel) alle Cs-137 te laten vervallen.
- Leg uit wat een halveringstijd betekent voor het aantal atomen dat nog over is.
Hier verliezen leerlingen punten
- Je zoekt de halveringstijd niet op, of je gebruikt een verkeerde waarde, zodat je redenering geen basis heeft.
- Je noemt wel dat Cs-137 vervalt, maar je laat niet zien hoeveel tijd er sinds 1945 is verstreken.
- Je schrijft alleen dat er nog Cs-137 is, zonder uit te leggen waarom dat met de tijd samenhangt.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
In 2013 werd een kubus van uranium met een mysterieus briefje afgeleverd bij de Universiteit van Maryland. Zie figuren 1 en 2. Op het briefje stond ‘Afkomstig uit een kernreactor die Hitler probeerde te bouwen.’ figuur 1 figuur 2 De universiteit kreeg meer identieke blokjes. Om te achterhalen of de stelling op het briefje waar was, zijn onderzoekers later verschillende metingen gaan uitvoeren. De onderzoekers wilden nagaan: − of het blokje uit puur uranium (uraan) bestaat. − of er in dit blokje kernsplijting heeft plaatsgevonden. − of dit blokje uranium rond 1945 geproduceerd kan zijn. De massa van de massieve kubus is 2,27 kg en de zijden hebben een lengte van 5,08 cm .
Als uranium in een kernreactor gebruikt wordt, vindt een proces genaamd kernsplijting plaats. Bij deze kernsplijting ontstaat onder andere het radioactieve Cs-137 . De onderzoekers willen dus weten of er Cs- 137 in de kubus aanwezig is. Als Cs-137 vervalt, komt daarbij ook gammastraling vrij.
De gammafotonen die vrijkomen bij verval van Cs-137 hebben een − 12 golflengte van 1 ,87 5 · 1 0 m . Om te bepalen of er Cs-137 in de kubus aanwezig is, hebben de onderzoekers gemeten hoeveel gammafotonen de kubus uitzendt bij verschillende foton-energieën. Het resultaat hiervan staat in figuur 3. figuur 3 Hun conclusie na het bestuderen van figuur 3 was dat er geen Cs-137 aanwezig is in de kubus.
De afwezigheid van Cs-137 in de kubus heeft twee mogelijke verklaringen: I Alle Cs-137- atomen zijn vervallen sinds de mogelijke productie in 1945. II De kubus is niet gebruikt voor kernsplijting.
Leg uit waarom verklaring I niet kan kloppen.