Vervalvergelijkingen opstellen

Een vervalvergelijking laat zien wat er met een instabiele atoomkern gebeurt: welke kern er overblijft en welk deeltje er wordt uitgezonden. Je stelt hem op door te zorgen dat het massagetal (boven) en het atoomnummer (onder) links en rechts van de pijl gelijk blijven.

De twee vervaltypen die je moet kennen

• Alfaverval: de kern zendt een heliumkern uit (He-4, met 2 protonen en 2 neutronen). Het massagetal daalt met 4, het atoomnummer met 2.
• Bètaverval: een neutron verandert in een proton en er wordt een elektron uitgezonden. Het massagetal blijft gelijk, het atoomnummer stijgt met 1.

Voorbeeld 1: het alfaverval van uranium-238

Uranium-238 heeft massagetal 238 en atoomnummer 92. Bij alfaverval splitst er een heliumkern af:

1. Trek 4 van het massagetal af: 238 - 4 = 234.
2. Trek 2 van het atoomnummer af: 92 - 2 = 90.
3. Zoek atoomnummer 90 op in het periodiek systeem: dat is thorium.
4. De vergelijking wordt: U-238 (92) → Th-234 (90) + He-4 (2).

Controleer altijd je antwoord: 234 + 4 = 238 en 90 + 2 = 92. Beide kloppen, dus de vergelijking is compleet.

Voorbeeld 2: het bètaverval van thorium-234

Thorium-234 vervalt daarna verder door bètaverval. Nu verandert er een neutron in een proton:

1. Het massagetal blijft 234.
2. Het atoomnummer stijgt met 1: 90 + 1 = 91.
3. Atoomnummer 91 hoort bij protactinium.
4. De vergelijking wordt: Th-234 (90) → Pa-234 (91) + elektron (-1).

Ook hier klopt de telling: het elektron telt als atoomnummer -1, dus 91 + (-1) = 90.

Rekenen met de halveringstijd

De halveringstijd is de tijd waarin precies de helft van de kernen vervalt. Je rekent ermee door telkens te halveren. Jodium-131 heeft een halveringstijd van 8 dagen. Begin je met 100 gram, dan geldt:

• Na 8 dagen: 50 gram (1 halveringstijd).
• Na 16 dagen: 25 gram (2 halveringstijden).
• Na 24 dagen: 12,5 gram (3 halveringstijden).

In formule: hoeveelheid na tijd t = beginhoeveelheid x (1/2) tot de macht (t gedeeld door de halveringstijd).

Veelgemaakte fouten

• Het massagetal en het atoomnummer verwisselen: het massagetal staat boven (aantal protonen + neutronen), het atoomnummer onder (alleen protonen).
• Bij bètaverval het massagetal verlagen: dat blijft juist gelijk, want er verdwijnt geen deeltje uit de kern -- een neutron verandert alleen van soort.
• Halveringstijd verwarren met "helemaal weg": na twee halveringstijden is er nog een kwart over, niet nul.

Handige tips

• Houd het periodiek systeem erbij: zodra je het nieuwe atoomnummer hebt, lees je de naam van de kern er direct af.
• Tel na afloop altijd links en rechts op. Kloppen massagetal en atoomnummer allebei, dan is je vergelijking goed.
• Bij een vervalreeks met meerdere stappen: maak een tabeltje met per stap het massagetal, het atoomnummer en het uitgezonden deeltje.

Oefen dit onderwerp direct

Klaar om het zelf te proberen? Hieronder oefen je meteen met dit onderwerp:

Wil je meer oefenen? Ga naar de leeromgeving. Kom je er niet uit? Bij bijles natuurkunde leggen onze docenten het rustig met je door. Zie ook: rekenen met energie. elektrische energie berekenen.

Bekijk ook deze video-uitleg: