Springen naar inhoud

Stralingspracticum, rookmelder


  • Log in om te kunnen reageren

#1

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 november 2011 - 18:57

Beste lezers,

2 weken geleden is de Universiteit van Utrecht langs geweest om bij ons een stralingspracticum af te nemen. Bij dit practicum kwam een aantal opgaven die we moesten maken. Er was echter een vraag waar we niet helemaal uit kwamen. Zouden jullie ons daarmee kunnen helpen? ;) We zitten trouwens in 6VWO. :P



"Een Toa op een school heeft een rookmelder met een Am-241 bron. Aan de buitenkant meet hij met een Geiger Muller telbuis geen hogere waarde dan de achtergrondstraling.
Mag hij de rookmelder weggooien? Leg uit waarom wel of niet."

Gegevens Am-241:
E(alfa) = 5500 KeV
E(gamma, 1) = 27 KeV
E(gamma, 2) = 60 KeV
tau(halfwaardetijd) = 432 jaar

(1eV = 1,6 x 10^-19 J)


Als tip van onze leraar kregen we dat je op 2 manier antwoord kon geven op deze vraag, en hij verwacht dan ook beide antwoorden.




Zou je kunnen zeggen dat de halfwaardetijd ZO groot is, dat er heel weinig straling vrijkomt, en dat je je dus ook geen zorgen hoeft te maken om de straling?


Groetjes,
Bram en Bram

Veranderd door bramio, 15 november 2011 - 19:06


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 november 2011 - 22:14

Als je het weggooit zou de bescherming kapot kunnen gaan en dan meet je wel iets.
Het americum kan in water terecht komen en dan in de voedselketen. Wanneer mensen radioactief materiaal binnen krijgen kan het veel meer schade aanbrengen.
Ook zou je op kunnen zoeken wat de eindproducten zijn van Americum, misschien zijn die schadelijker.

#3

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 november 2011 - 22:44

Zou je kunnen zeggen dat de halfwaardetijd ZO groot is, dat er heel weinig straling vrijkomt, en dat je je dus ook geen zorgen hoeft te maken om de straling?

Als die halfwaardetijd zo groot is, zoals je zegt, zou de oude detector dan in stralingsopzicht noemenswaardig onderdoen voor een nieuwe detector?
(432 jaar halfwaardetijd is trouwens relatief kort hoor)

Zou je kunnen zeggen dat de halfwaardetijd ZO groot is,

is halfwaardetijd op zich een voldoende gegeven om over stralingsgevaar te kunnen oordelen?
(denk in de richting van 10 gram met een halfwaardetijd van een miljoen jaar, of 10 Ķg met een halfwaardetijd van 1 jaar.)

Aan de buitenkant meet hij met een Geiger Muller telbuis geen hogere waarde dan de achtergrondstraling.


Als je een alfastraler in een sigarettenvloeitje inpakt, verwacht je dan nog alfa's te meten buiten die "verpakking" ?
Als je Łberhaupt verhoogde straling zou kunnen meten buiten dat apparaat, zou je zo'n ding dan in je woonkamer boven je hoofd willen hebben? (dus bekijk eens hoe die bron is ingebouwd in zo'n rookmelder)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#4

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 november 2011 - 18:40

@DePurpereWolf;
Ik heb in mijn BINAS bij de isotopen gekeken naar de eindproducten. Helaas kwam ik uit bij isotopen die er niet in staan.

@Jan van de Velde;
De alfastraling die de bron uitzendt is niet aan de buitenkant van de rookmelder te meten vanwege het slechte doordringbare vermogen van alfastraling? Maar er is ook nog gammastraling, dat zou toch wel te meten moeten zijn, omdat gammastraling een beter doordringbaar vermogen heeft?

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 november 2011 - 19:10

Maar er is ook nog gammastraling, dat zou toch wel te meten moeten zijn, omdat gammastraling een beter doordringbaarend vermogen heeft?

hoe zit die bron ingepakt in het apparaat? Hoe verhoudt zich dat tot

E(gamma, 1) = 27 keV
E(gamma, 2) = 60 keV

(die dan overigens maar bij ongeveer 1 op de drie vervallende atomen optreden)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#6

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 november 2011 - 19:43

hoe zit die bron ingepakt in het apparaat? Hoe verhoudt zich dat tot

(die dan overigens maar bij ongeveer 1 op de drie vervallende atomen optreden)




"Een ionisatie rookmelder bevat een radioactieve bron (meestal radium-226 of americium-241) die continu alfadeeltjes uitstraalt. Deze alfadeeltjes passeren een ionisatieruimte waarover twee elektroden zijn aangebracht. Bij afwezigheid van rook zal er een stroom lopen tussen de elektroden. Wanneer er rookdeeltjes in de ionisatiekamer komen, worden de alfadeeltjes geblokkeerd en wordt de stroomkring onderbroken waarna de melder alarm slaat"



Betekent dit dat de gammadeeltjes eigenlijk geen invloed hebben op het wel of niet alarm slaan van de rookmelder?
Zou dat dan ook betekenen dat, als de Toa geen hogere straling dan de achtergrondstraling meet buiten de rookmelder, er geen gamma deeltjes worden uitgezonden door Am-241? Dus er vervallen (bijna) geen Am-241 deeltjes?

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 november 2011 - 22:28

Er komen zeker gamma's vrij, ongeveer 1 gamma per 3 alfa's, maar die zijn echt niet zo sterk. 60 keV voor de sterkste stelt echt niet zoveel voor.
Dat betekent ook dat ze grotendeels geabsorbeerd wordt door de metalen behuizing van de 241AM bron.

http://www.hps.org/p.../ate/q1638.html

The activity of 241Am in a typical home smoke detector is approximately 1 microcurie (1 ĶCi) which equates to 2.2 million disintegrations per minute. Each of these decays results in the emission of one alpha particle. In addition, a low-energy (59.5 keV) gamma ray is produced in approximately 36% of these decays. The only potential radiation exposure to your family is due to these gamma raysóalpha particles cannot penetrate a single sheet of paper, let alone the metal chamber in which they are located and the plastic housing of the detector. Indeed, the radioactive material is encapsulated in such a fashion that even if the device were opened up and the source removed and swallowed, the radioactive material could not be absorbed by the body. Permit me to quote a relevant section from the Nuclear Regulatory Commission's publication NUREG 1717 "Systematic Radiological Assessment of Exemptions for Source and Byproduct Material": "A resident who purchases, installs, and maintains two smoke detectors in the home, sleeps 8 h/day, and spends 4 h/day at other activities in the home would receive an annual EDE of 1 x 10-5 mSv (0.001 mrem). Essentially all of the dose is from the single detector located in the master bedroom." We can also do our own calculation assuming a distance of 1.5 meters: The exposure rate at 1 meter from a bare one millicurie 241Am source is listed as 0.015 mrem/hr. As such, the exposure rate at one meter from a one microcurie source would be 0.000015 mrem/hr. However, this completely ignores the significant attenuation of the low-energy gamma rays in the source encapsulation, the detector assembly, and the air. Factoring in the attenuation, the exposure rate at one meter has been estimated at 0.0000039 mrem/hr (this is consistent with measured values). At 1.5 meters, the exposure rate would be lower, approximately 0.0000017 mrem/hr. Sleeping eight hours per day equates to an exposure time of approximately 3,000 hours per year. As such, the annual exposure should be close to 0.005 mrem (0.0000017 mrem/h x 3,000 hrs). The lower value calculated in NUREG 1717 was undoubtedly due to a greater assumed distance between the smoke detector and the bedóexposure rate drops off rapidly with distance. Is this exposure safe? Compare our estimated annual exposure from your smoke detector, 0.005 mrem, to the 10 mrem from a typical chest x ray or the 100 to 200 mrem per year the average homeowner receives from radon.

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#8

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 november 2011 - 22:32

Ooh, op die manier...

Zeer dank, ik denk dat we er nu wel uitkomen! ;)

#9

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 november 2011 - 16:04

Bedankt DePurpereWolf en Jan van de Velde, dit is het uiteindelijk geworden. ;)

De Toa mag de rookmelder zeker niet weggooien. Als je hem weggooit, zou de bescherming kapot kunnen gaan, en dan komt de straling van de Am-241 bron vrij. Je kan wel de rookmelder terugsturen naar de fabrikant voor een milieuvriendelijke verwerking. Maar is het wel nodig om de rookmelder terug te sturen naar de fabrikant? Wij nemen aan dat er gevraagd wordt of de Toa de rookmelder moet terugsturen, omdat hij niet goed werkt. Maar dit is niet per se waar. De Am-241 bron in de rookmelder zendt alfadeeltjes en gammadeeltjes uit. De alfadeeltjes hebben een veel te laag doordringend vermogen om door de bescherming van de rookmelder heen te gaan. En de gammadeeltjes zullen, door hun lage energetische waarde (27 KeV en 60 KeV), waarschijnlijk grotendeels geabsorbeerd worden door de bescherming (vaak een metalen behuizing). Dit is een mogelijke verklaring voor het feit dat de Toa aan de buitenkant met een GM-telbuis geen hogere waarde meet dan de achtergrondstraling. Dus het is zeker mogelijk dat de rookmelder goed functioneert, ondanks het feit dat de Toa geen hogere waarde dan de achtergrondstraling meet aan de buitenkant van de rookmelder.


#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 november 2011 - 17:20

Wij nemen aan dat er gevraagd wordt of de Toa de rookmelder moet terugsturen, omdat hij niet goed werkt.

ik las eerder:

Mag hij de rookmelder weggooien?

En dan las ik dat zuiver als een milieuprobleem, dwz, de TOA mag zeker niet concluderen dat de bron is uitgewerkt (dus afgezien van de vraag of het apparaat als geheel niet meer functioneert a.g.v. bijv. een los draadje). omdat :
a) zoals je zelf al zegt valt dat door de goede afscherming van de bron nauwelijks te constateren,
b) .............. (uitleg rondom halfwaardetijd) ...................
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 november 2011 - 17:54

De halfwaardetijd is 432 jaar. Dus tegen de tijd dat de Am-241 zo ver is vervallen dat de rookmelder niet meer functioneert, ben je al duizenden jaren verder?

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 november 2011 - 17:57

Tja, dat is het wel zo'n beetje: de activiteit van de bron in de rookmelder zal in ieder geval op bijv. 10 jaar tijd niet noemenswaard gedaald zijn.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#13

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 november 2011 - 18:04

Ik zal het in ons antwoord verwerken, bedankt!

Fijne avond. ;)

#14

Girl 94

    Girl 94


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 januari 2012 - 19:54

Beste lezers,

2 weken geleden is de Universiteit van Utrecht langs geweest om bij ons een stralingspracticum af te nemen. Bij dit practicum kwam een aantal opgaven die we moesten maken. Er was echter een vraag waar we niet helemaal uit kwamen. Zouden jullie ons daarmee kunnen helpen? :) We zitten trouwens in 6VWO. :)



"Een Toa op een school heeft een rookmelder met een Am-241 bron. Aan de buitenkant meet hij met een Geiger Muller telbuis geen hogere waarde dan de achtergrondstraling.
Mag hij de rookmelder weggooien? Leg uit waarom wel of niet."

Gegevens Am-241:
E(alfa) = 5500 KeV
E(gamma, 1) = 27 KeV
E(gamma, 2) = 60 KeV
tau(halfwaardetijd) = 432 jaar

(1eV = 1,6 x 10^-19 J)


Als tip van onze leraar kregen we dat je op 2 manier antwoord kon geven op deze vraag, en hij verwacht dan ook beide antwoorden.




Zou je kunnen zeggen dat de halfwaardetijd ZO groot is, dat er heel weinig straling vrijkomt, en dat je je dus ook geen zorgen hoeft te maken om de straling?


Groetjes,
Bram en Bram



Bram en Bram is er misschien een mogelijkheid dat jullie de uitwerkingen van deze vraag en/of het verslag van het experiment: kwalitatieve identificatie van radioactieve bronnen op het forum plaatsen. Ik heb namelijk dezelfde opdracht en bij sommige dingen kom ik niet helemaal goed uit.

Groetjes,

Girl 94

ps:Laat maar weten of het mogelijk is en alvast bedankt :)

#15

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 januari 2012 - 19:59

Ik heb namelijk dezelfde opdracht en bij sommige dingen kom ik niet helemaal goed uit.

vertel (een voor een) wat je moest doen en hoe je dat deed, dan is er hier vast wel iemand die met jou uit kan zoeken waar je fout gaat.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures