Nucleaire Technologie in de 21ste Eeuw - Intro

1.2.

De oorsprong van radioactiviteit: atoomopbouw

Een atoom kan simplistisch worden voorgesteld als een bol, die bestaat uit een zeer kleine kern waarin praktisch alle massa van het atoom is verzameld, en daarrond een elektronenwolk (Figuur 2). De buitenste elektronen die rond de kern cirkelen, spelen een belangrijke rol bij de scheikundige reacties zoals b.v. verbranding. Atomen hebben een diameter van zowat 10 -10 m (het tien miljardste deel van een meter); op 1 mm kan men er – netjes op één lijn – enkele miljoenen leggen. De kernen hebben een diameter die 10.000 maal kleiner is. Indien men de doorsnede van een atoom vergelijkt met een voetbalveld, dan is de kern niet groter dan een muntstuk op de middellijn. Op 1 mm zou men enkele tientallen miljarden kernen netjes op één rij kunnen schikken (wat onmogelijk is omdat ze elkaar elektrisch zouden afstoten). Daar praktisch alle massa in de kernen zit, zou bij een hypothetische maar praktisch onmogelijke stapeling, een vingerhoed vol ijzeratoomkernen zowat vijf miljoen ton wegen, wat overeenkomt met het gewicht van een lading ijzererts, aangevoerd door een dertigtal reusachtige ertsschepen. Alle kernen van ons lichaam nemen minder plaats in dan een speldekop.

Figuur 2: Schematische voorstelling atoomopbouw

De eenvoudigste kern, nl. deze van het waterstofatoom , bestaat enkel uit een proton, een uiterst klein kerndeeltje, ongeveer even groot als een elektron maar met een massa die bijna tweeduizend maal zwaarder is. Een proton wordt ook gekenmerkt door één positieve eenheidslading, d.i. de kleinste individuele elektrische lading die men kent. Deze positieve lading wordt geneutraliseerd door het negatieve elektron dat rond de kern draait.

Figuur 3: Voorstelling van atoomopbouw van helium-4 en de isotopen lithium-6 en lithium-7.

In de kern van het atoom helium zitten twee protonen, maar ook twee neutronen (Figuur 2). De neutronen zijn even zwaar en even groot als de protonen, maar hebben geen lading. Zij zijn echter noodzakelijk om het bestaan van de heliumkern mogelijk te maken. De twee protonen met hun zelfde

3