Sector
  • Havo bovenbouw
  • Vwo bovenbouw
  • Gymnasium bovenbouw
Vakgebied
  • Natuurkunde
Leerplankundig thema
  • Handreiking
  • Schoolexamen
  • Examenprogramma

Alfa-verval

14-11-2018

​​​​​Quantum-tunneling is de basis voor de verklaring door George Gamow in 1928 van het verschijnsel dat zware kernen alfaverval vertonen:1,2

alfaverval1.GIF 

Door tunneling kan een alfadeeltje (twee neutronen en twee protonen) zich aan de sterke kracht binnende atoomkern onttrekken. De aanname is dat in de kern van een radioactieve isotoop een alfadeeltje zich min of meer vrij kan bewegen met dezelfde energie als dat van het uitgezonden alfadeeltje Eα ∼ 4 − 9MeV. Het samenspel van kernkracht en de afstotende coulombkracht zorgt voor een potentiaalbarrière. Hoe hoger het atoomnummer Z van de kern, des te hoger is de coulombbarrière. In het voorbeeld wordt de kern voorgesteld als een rechthoekige energieput V(r) = −V0,r<R0.1,3 Na verval is de straal van de kern
R0 = 1,25(A−4)1/3 ⋅ 10−15m met massagetal A. Buiten de kern r ≥ R0 ondervindt het alfadeeltje de coulomb-afstoting

Alfaverval2.GIF 

Voor afstanden groter dan R1 bepaald door de vergelijking Vc(R1) = Eα is de kinetische energie groter dan de potentiele energie en is het deeltje ontsnapt aan de kern.
 

Alfaverval3.GIF 


 

Modelregels

Alvaverval4.GIF
 

Download coachbestand met tekstuele model


Grafisch model


 


 

Download coachbestand met grafisch model

Voorbeeld

Startwaarden

Alfaverval5.GIF
 

 


 

1. H. van Bemmel en L. Koopman, Quantumlesje (7): Gamows model voor alfastraling, NVOX(2015)
2. Alfaverval, Voorbeeldexamenopgaven quantumwereld natuurkunde vwo (2016)
3. Brilliant, Quantum Tunneling