W&T Wetenschap & Technologie
Een plek om te discussiëren over wetenschappelijke onderwerpen, wetenschappelijke problemen, technologische projecten en grootse uitvindingen.
Ik heb een vraag over radioactiviteit en hoop dat dit forum uitkomst kan bieden.
Ik wil mijn vraag stellen door gebruik te maken van een simpele voorbeeld.
Stel je voor dat je een schijfje plutonium hebt liggen in een stulpvormige omhulsel. Het omhulsel is volledig luchtdicht, en er is geen contact tussen de omgeving en de inhoud van dat omhulsel - het plutonium. Bovendien is de stolp niet gemaakt uit glas maar lood dat straling tegenhoudt.
Wat gebeurt er dus met al die alpha- en beta- deeltjes die door het plutonium worden afgegeven? Ik begrijp dat de massa van het plutonium steeds afneemt, dat is dus af te leiden van de wet van energiebehoud. Maar zou de druk binnen die container niet steeds stijgen en theoretisch op een bepaalde tijd (ver in de toekomst) zodanig sterk zijn dat de container uiteenbarst? Omdat die deeltjes zijn los zijn van het plutonium en blijven zich verdringen en ophopen? Anders wat gebeurt er als je nooit de container openmaakt?
En zou er ook niet de temperatuur binnen die container steeds toenemen? Waardoor het als een soort kernreactor wordt (na behoorlijk veel jaren natuurlijk
).
Ik wil mijn vraag stellen door gebruik te maken van een simpele voorbeeld.
Stel je voor dat je een schijfje plutonium hebt liggen in een stulpvormige omhulsel. Het omhulsel is volledig luchtdicht, en er is geen contact tussen de omgeving en de inhoud van dat omhulsel - het plutonium. Bovendien is de stolp niet gemaakt uit glas maar lood dat straling tegenhoudt.
Wat gebeurt er dus met al die alpha- en beta- deeltjes die door het plutonium worden afgegeven? Ik begrijp dat de massa van het plutonium steeds afneemt, dat is dus af te leiden van de wet van energiebehoud. Maar zou de druk binnen die container niet steeds stijgen en theoretisch op een bepaalde tijd (ver in de toekomst) zodanig sterk zijn dat de container uiteenbarst? Omdat die deeltjes zijn los zijn van het plutonium en blijven zich verdringen en ophopen? Anders wat gebeurt er als je nooit de container openmaakt?
En zou er ook niet de temperatuur binnen die container steeds toenemen? Waardoor het als een soort kernreactor wordt (na behoorlijk veel jaren natuurlijk
).
Alpha en beta deeltjes worden gewoon geabsorbeerd door het lood, blijven geen druk uitoefenen o.i.d., en de hitte zou gewoon door het lood naar de buitenlucht verdwijnen. Enige wat dus gebeurt is dat het plutonium uiteindelijk vervalt en alle energie toch in de buitenlucht beland (via hitte)
Hoe kan lood de deeltjes absorberen?
Dan verandert het in een andere stof?
Dan verandert het in een andere stof?
When I get sad, I stop being sad and just be awesome instead.
quote:Op zondag 27 maart 2011 20:45 schreef Autobandje het volgende:
Alpha en beta deeltjes worden gewoon geabsorbeerd door het lood, blijven geen druk uitoefenen o.i.d., en de hitte zou gewoon door het lood naar de buitenlucht verdwijnen. Enige wat dus gebeurt is dat het plutonium uiteindelijk vervalt en alle energie toch in de buitenlucht beland (via hitte)
Ja dat vraag ik me ook af.quote:
Hoe kan lood de deeltjes absorberen?
Dan verandert het in een andere stof?
Volgens mij absorbeert lood de deeltjes niet want die kunnen weer aan de buitenkant worden doorgegeven. En dat is extreem levensgevaarlijk.
Volgens mij reflecteert lood die deeltjes. Hoe verklaar je dat dan?
Is 't niet zo dat alfa straling bestaat uit helium kernen, en beta straling bestaat uit vrije elektronen? In het geval van de elektronen zou dat betekenen dat het lood enkel geioniseerd raakt. Wat betreft de helium kernen weet ik 't niet precies. Kan dat vervallen?quote:
Hoe kan lood de deeltjes absorberen?
Dan verandert het in een andere stof?
Duidelijke openingspost! 
Ten eerste is plutonium plutonium niet, dat lees je goed. Er zijn meerdere soorten plutonium, laat ik voor het gemak eens wat informatie van wikipedia plukken.
Van plutonium zijn 21 radioactieve isotopen bekend. 244Pu is met een halveringstijd van ruim 80 miljoen jaar het meest stabiel. 242Pu en 239Pu hebben een halveringstijd van respectievelijk ruim 373 duizend en 24 duizend jaar. Alle overige isotopen halveren in minder dan 7000 jaar.
Als je naar iets tijdsafhankelijk wilt kijken zul je dat in je achterhoofd moeten houden. Ook zul je goed moeten kijken wat de reactieproducten zijn van vervallend plutonium, indien andere plutoniumatomen aangeslagen kunnen worden door je reactie product, en versneld gaan vervallen, krijg je een soort van meltdown / versnelde kernreactie.
Ten tweede stel je dat er geen interactie is tussen het loden omhulsel en de omgeving (adiabatisch, geen temperatuurinteractie). Elke keer als er een stralingsdeeltje afgeremd en tot stilstand komt in het lood, of een foton geabsorbeerd wordt (heb je trouwens érg dik lood voor nodig), zal er warmte opgewekt worden. Omdat deze warmte nergens heen kan, zal je lood steeds warmer worden.
Indien je ontploffing of het smelten van het lood even niet tot een mogelijkheid beschouwd, zal je lood in temperatuur toe nemen tot een eindwaarde wanneer er geen reacties meer plaatsvinden. Het meest waarschijnlijke lijkt mij (afhankelijk van de hoeveelheid plutonium), dat inderdaad je omhulsel zal smelten, of onder de druk zal bezwijken
Ten eerste is plutonium plutonium niet, dat lees je goed. Er zijn meerdere soorten plutonium, laat ik voor het gemak eens wat informatie van wikipedia plukken.
Van plutonium zijn 21 radioactieve isotopen bekend. 244Pu is met een halveringstijd van ruim 80 miljoen jaar het meest stabiel. 242Pu en 239Pu hebben een halveringstijd van respectievelijk ruim 373 duizend en 24 duizend jaar. Alle overige isotopen halveren in minder dan 7000 jaar.
Als je naar iets tijdsafhankelijk wilt kijken zul je dat in je achterhoofd moeten houden. Ook zul je goed moeten kijken wat de reactieproducten zijn van vervallend plutonium, indien andere plutoniumatomen aangeslagen kunnen worden door je reactie product, en versneld gaan vervallen, krijg je een soort van meltdown / versnelde kernreactie.
Ten tweede stel je dat er geen interactie is tussen het loden omhulsel en de omgeving (adiabatisch, geen temperatuurinteractie). Elke keer als er een stralingsdeeltje afgeremd en tot stilstand komt in het lood, of een foton geabsorbeerd wordt (heb je trouwens érg dik lood voor nodig), zal er warmte opgewekt worden. Omdat deze warmte nergens heen kan, zal je lood steeds warmer worden.
Indien je ontploffing of het smelten van het lood even niet tot een mogelijkheid beschouwd, zal je lood in temperatuur toe nemen tot een eindwaarde wanneer er geen reacties meer plaatsvinden. Het meest waarschijnlijke lijkt mij (afhankelijk van de hoeveelheid plutonium), dat inderdaad je omhulsel zal smelten, of onder de druk zal bezwijken
'
Daar dacht ik ook aan. Dus zelfs lood is geen eeuwige oplossing? Over hoeveel jaren zou dat lood smelten dan?quote:
Duidelijke openingspost!
Ten eerste is plutonium plutonium niet, dat lees je goed. Er zijn meerdere soorten plutonium, laat ik voor het gemak eens wat informatie van wikipedia plukken.
Van plutonium zijn 21 radioactieve isotopen bekend. 244Pu is met een halveringstijd van ruim 80 miljoen jaar het meest stabiel. 242Pu en 239Pu hebben een halveringstijd van respectievelijk ruim 373 duizend en 24 duizend jaar. Alle overige isotopen halveren in minder dan 7000 jaar.
Als je naar iets tijdsafhankelijk wilt kijken zul je dat in je achterhoofd moeten houden. Ook zul je goed moeten kijken wat de reactieproducten zijn van vervallend plutonium, indien andere plutoniumatomen aangeslagen kunnen worden door je reactie product, en versneld gaan vervallen, krijg je een soort van meltdown / versnelde kernreactie.
Ten tweede stel je dat er geen interactie is tussen het loden omhulsel en de omgeving (adiabatisch, geen temperatuurinteractie). Elke keer als er een stralingsdeeltje afgeremd en tot stilstand komt in het lood, of een foton geabsorbeerd wordt (heb je trouwens érg dik lood voor nodig), zal er warmte opgewekt worden. Omdat deze warmte nergens heen kan, zal je lood steeds warmer worden.
Indien je ontploffing of het smelten van het lood even niet tot een mogelijkheid beschouwd, zal je lood in temperatuur toe nemen tot een eindwaarde wanneer er geen reacties meer plaatsvinden. Het meest waarschijnlijke lijkt mij (afhankelijk van de hoeveelheid plutonium), dat inderdaad je omhulsel zal smelten, of onder de druk zal bezwijken
En je hebt dus hooguit wat radioactieve lood ? Dat zelf niet kan stralen?
Als je ooit het omhulsel wou vervangen, wat dan? Moet je het lood ook vernietigen/omgieten door beton?
Als je ooit het omhulsel wou vervangen, wat dan? Moet je het lood ook vernietigen/omgieten door beton?
Je doelt als opslag of bescherming? In werkelijkheid bestaat er natuurlijk geen adiabatische omgeving, en zal doordat lang niet alle plutoniumkernen tegelijk vervallen, er relatief weinig straling per seconde zijn. Daarom zal het lood via geleiding of infraroodstraling zijn warmte kunnen afgeven aan de omgeving, en niet oververhit raken.quote:
'
[..]
Daar dacht ik ook aan. Dus zelfs lood is geen eeuwige oplossing? Over hoeveel jaren zou dat lood smelten dan?
Ik snap ook niet waarom er geen explosie kan plaatsvinden in die kern.
Als de staven die tussen de uranium/andere radioactieve stof zitten smelten dan zal de reactie weer opbouwen en dan steeds sneller en sneller totdat je een explosie krijgt?
Als de staven die tussen de uranium/andere radioactieve stof zitten smelten dan zal de reactie weer opbouwen en dan steeds sneller en sneller totdat je een explosie krijgt?
When I get sad, I stop being sad and just be awesome instead.
Maar als hij hitte kan doorgeven aan de omgeving waarom niet die straling? Het lood is iig radioactief en moet worden vernietigd? Neem ik aan?quote:
[..]
Je doelt als opslag of bescherming? In werkelijkheid bestaat er natuurlijk geen adiabatische omgeving, en zal doordat lang niet alle plutoniumkernen tegelijk vervallen, er relatief weinig straling per seconde zijn. Daarom zal het lood via geleiding of infraroodstraling zijn warmte kunnen afgeven aan de omgeving, en niet oververhit raken.
Edit: Hierbij bedoel ik in zijn functie van omhulsel.
Dat kan zeker wel, dat gebeurd immers ook in een kernbom. Ik zei; als je het even niet tot een mogelijkheid zou beschouwen.quote:
Ik snap ook niet waarom er geen explosie kan plaatsvinden in die kern.
Als de staven die tussen de uranium/andere radioactieve stof zitten smelten dan zal de reactie weer opbouwen en dan steeds sneller en sneller totdat je een explosie krijgt?
Om een explosie te bewerkstelligen moet er aan een aantal zaken voldaan worden, waaronder dat er een kritische massa moet zijn van een radioactieve stof en het vervalproduct moet in staat zijn andere atomen aan te slaan.
Je moet het denk ik zien alsof je een kogel in een kogelwerend vest schiet, het vest absobeerd de energie en geeft het puur door als warmte. Ik weet niet of het lood zelf ook radioactief wordt als gevolg van dit, dat zou best kunnen, alhoewel denk ik dat het wel mee valt.quote:
[..]
Maar als hij hitte kan doorgeven aan de omgeving waarom niet die straling? Het lood is iig radioactief en moet worden vernietigd? Neem ik aan?
Edit: Hierbij bedoel ik in zijn functie van omhulsel.
Dus in fukushima 3 kan gewoon een ontploffing ontstaan waarna we allemaal binnen 5 jaar aan longkanker dood gaan door de plutonium die in de lucht zit?
When I get sad, I stop being sad and just be awesome instead.
Nee joh, hier in Nederland zullen we er sowieso nooit iets van merken. En verder kan naar mijn weten het probleem in Japan niet veel groter meer worden.quote:
Dus in fukushima 3 kan gewoon een ontploffing ontstaan waarna we allemaal binnen 5 jaar aan longkanker dood gaan door de plutonium die in de lucht zit?
Als je interesse hebt, is het misschien een goed idee om hier te beginnen, als je Engels kunt, kan je nog veel beter de Engelse versie lezen.
Waarom niet? Er kan toch gewoon een explosie ontstaan in die kern wanneer er een meltdown komt?quote:
[..]
Nee joh, hier in Nederland zullen we er sowieso nooit iets van merken. En verder kan naar mijn weten het probleem in Japan niet veel groter meer worden.
Als je interesse hebt, is het misschien een goed idee om hier te beginnen, als je Engels kunt, kan je nog veel beter de Engelse versie lezen.
When I get sad, I stop being sad and just be awesome instead.
Het plutonium zendt ook gammastraling uit.
Gammastraling heeft een extreem korte golflengte en werkt ioniserend en kan aan de levende cel schade toebrengen.
Een voldoend dikke loden plaat houdt ook gammastraling tegen.
Gammastraling heeft een extreem korte golflengte en werkt ioniserend en kan aan de levende cel schade toebrengen.
Een voldoend dikke loden plaat houdt ook gammastraling tegen.
Interessante artikel heb ik gevonden:quote:
[..]
Waarom niet? Er kan toch gewoon een explosie ontstaan in die kern wanneer er een meltdown komt?
Criticality in nuclear weapon design
If two pieces of subcritical material are not brought together fast enough, nuclear predetonation (fizzle) can occur, whereby a very small explosion will blow the bulk of the material apart.
Until detonation is desired, a nuclear weapon must be kept subcritical. In the case of a uranium bomb, this can be achieved by keeping the fuel in a number of separate pieces, each below the critical size either because they are too small or unfavorably shaped. To produce detonation, the uranium is brought together rapidly. In Little Boy, this was achieved by firing a piece of uranium (a 'doughnut'), down a gun barrel onto another piece, (a 'spike'), a design referred to as a gun-type fission weapon.
A theoretical 100% pure Pu-239 weapon could also be constructed as a gun-type weapon, like the Manhattan Project's proposed Thin Man design. In reality, this is impractical because even "weapons grade" Pu-239 is contaminated with a small amount of Pu-240, which has a strong propensity toward spontaneous fission. Because of this, a reasonably-sized gun-type weapon would suffer nuclear reaction before the masses of plutonium would be in a position for a full-fledged explosion to occur.
http://en.wikipedia.org/wiki/Critical_mass
Top: A sphere of fissile material is too small to allow the chain reaction to become self-sustaining as neutrons generated by fissions can too easily escape.
Middle: By increasing the mass of the sphere to a critical mass, the reaction can become self-sustaining.
Bottom: Surrounding the original sphere with a neutron reflector increases the efficiency of the reactions and also allows the reaction to become self-sustaining.
Voor een explosie heb je ook druk opbouw nodig, en in japan letten ze daar heel precies op, en ventileren ze enige drukopbouw van gassen gewoonweg in de atmosfeer. Daarnaast zitten er ook controlestaven tussen de uranium/plutonium staven die de reactie vertragen. Het probleem in Tsjernobyl was dat ze al deze controle staven er uit hadden gehaald om de reactor weer op te starten, die toen te heet werd, waardoor ze de staven maar een klein stukje terug konden schuiven, en de reactie daardoor oncontroleerbaar werd. In japan zitten al deze staven nog netjes op hun plek, en moest er alleen restwarmte afgevoerd worden, wat niet lukte. Nu is het probleem ontstaan dat een aantal controlestaven dus gesmolten zijn, maar er nogmaals geen explosie á la kernbom kan plaatsvinden, omdat er geen extreme drukopbouw kan plaatsvinden.quote:
[..]
Waarom niet? Er kan toch gewoon een explosie ontstaan in die kern wanneer er een meltdown komt?
Het grootste gevaar is dat er brand uitbreekt in de kern, waardoor er allemaal radioactieve stoffen gaan branden of sublimeren (verdampen naar een gasfase), en je ze daardoor binnen kan krijgen. In tsjernobyl stonden de controlestaven een aantal dagen in brand, waardoor er heel veel radioactieve stoffen in de atmosfeer terecht kwamen.
[ Bericht 7% gewijzigd door Mastertje op 28-03-2011 09:44:31 ]
|
|
