Thread by @larsroobol

Ooit willen weten wat (kernfysisch/radiologisch) het verschil tussen een kernongeval en een atoombom explosie is?

Ik heb er een draadje over gemaakt. Ik waarschuw alvast: het is voor de fijnproevers (ook wel nerds genoemd 😉). 👇🏻

1. Atomen die kunnen splijten, worden splijtstof genoemd. Voorbeelden daarvan zijn uranium-235 en plutonium-241. Als een langzaam neutron op ze botst, dan vallen ze meestal in 2 brokken uit elkaar, en zenden een aantal neutronen uit, die nieuwe splijting kunnen veroorzaken.

2. De brokstukken die ontstaan noemen we splijtingsproducten. Bij elke splijting van elke soort splijtstof hoort een kansverdeling van brokstukken die ontstaan. Sommige brokken hebben een hoge kans van ontstaan, anderen een lage.

nl.m.wikipedia.org/wiki/Kernsplij…

3. Die kansen zijn allemaal n tabellen opgesomd, per soort splijtstof.

Hieronder de kansen voor het ontstaan van radioactief cesium vanuit splijting van uranium-235.

Dus cesium-137 ontstaat in 6% van alle splijtingen, en cesium-133 in 7%.

www-nds.iaea.org/wimsd/fpyield.…

4. Cesium-135 en -134 en ontstaat ook door splijting, maar dan 100 respectievelijk 10.000 keer zo weinig.

Splijt je plutonium-241, dan zijn de cijfers niet spectaculair verschillend. (Zie cijfers hieronder)

5. En nu een belangrijk verschil tussen kernreactoren en kernbommen!

Kernbommen hebben meestal plutonium-241 als splijtstof. En de splijting vind plaats in zo kort mogelijke tijd.

Kerncentrales werken vooral op uranium-235, en de splijtstof blijft heel lang in de reactor.

6. Bij een kernbom is het dus duidelijk vanuit de tabel. Je hebt X kilo splijtstof, die splijt bijna helemaal op in een kernbomexplosie, en dan geeft de tabel welke splijtingsproducten er allemaal ontstaan.

www-nds.iaea.org/wimsd/fpyield.…

7. Bij een kerncentrale gaat de splijting veel langzamer, en blijven de splijtingsproducten misschien wel jaren lang blootgesteld aan de rondvliegende neutronen in de kernreactor.

Bijvoorbeeld kan cesium-133 zo door neutronvangst veranderd worden in cesium-134.

8. Dus nu kunnen we de vraag beantwoorden waarom er zowel cesium-137 is gevonden in fall out van bommen en ongevallen met reactoren, maar cesium-134 alleen bij kernongevallen: cesium-137 ontstaat uit kernsplijting, en cesium-134 bijna niet!

9. Het niet-radioactieve cesium-133 ontstaat wel vrij veel. In een kernexplosie blijft dat niet-radioactief, maar in een kerncentrale wordt een significant deel door neutronvangst omgezet naar het wel radioactieve cesium-134.

10. Top! Je hebt het tot hier toe volgehouden! Nu kan je een atoomfysicus als Wim Turkenburg uitleggen waarom er bij een kernexplosie geen cesium-134 vrijkomt, maar bij een ongeval met een kerncentrale mogelijk wel. 😊

11. Ok, dus er kunnen bij kernongevallen stoffen vrijkomen die je bij kernbomexplosies niet krijgt. Is het omgekeerde ook het geval?

Dat hangt er van af. Hoe hoog explodeerde de bom? Kunnen de neutronen tijdig de grond bereiken om daar kernreacties te veroorzaken?

12. Heel hoog in de lucht, of boven zee, zullen de neutronen die uit de explosie van een kernbom komen niet veel nieuwe radioactieve deeltjes maken. Maar vrij laag boven land kunnen ze allerlei stoffen aanstralen, die radioactief worden en in de paddestoel wolk opgenomen worden.

13. OK, dus even pauze.

Een kernreactor en kernbom maken dezelfde stoffen door kernsplijting, per kilo splijtstof.

In een reactor worden extra stoffen aangemaakt door aanstraling door neutronen.

Dat kan een atoombom ook doen, door aanstraling van de omgeving.

14. “Dank voor het college Lars, maar so what?”

Zal ik je vertellen. Voor een atoombom heb je ca. 10 kg splijtstof nodig. En er zijn er 2000+ (!!!) ontploft, de laatste 75 jaar.

Dat is 20 ton (!!!) verspleten splijtstof in onze atmosfeer.

15. Een kernreactor (in een kerncentrale, die stroom levert) heeft ca. 30 ton splijtstof aan boord. Als al die splijtstof “opgebrand” is (wat nooit zal voorkomen) is 5% (dus 1,5 ton) verspleten.

Bij een groot ongeval (zoals Tsjernobyl) komt een deel (10% is een goede indicatie)

16 . … vrij in de atmosfeer. Dus (naar boven afgerond) 0,2 ton, tegen 20 ton splijtingsproducten van de kernbommen.

Tuurlijk, er worden extra stoffen (zoals cesium-134) gevormd door neutronenbestraling van splijtingsproducten in de centrales.

17. Maar bedenk dat Tsjernobyl maar 1% van de stoffen in de lucht heeft gebracht van wat die kernbommen hebben gedaan. Dus laten we genereus zijn en Tsjernobyl verdubbelen: 2% van wat de bommen hebben gedaan.

18. Daarmee herhaal ik mijn stelling: als je je zorgen maakt over de invloed van Tsjernobyl in Nederland, moet je eerst uitleggen waarom je je geen zorgen maakt over de fall out van de atoombom testen.

19. Als laatste illustratie laat ik nog dit artikel zien over het cesium-137 gehalte in Franse wijn (rode Bordeaux). De verontrustende piek komt door de atoombom testen. Het dwergpiekje rechts, dat is Tsjernobyl.

20. Dank als je het tot hier hebt volgehouden! 🙏🏻

Take Home messages: (1) geniet, maar drink met mate. (2) wind je niet onnodig op over radioactiviteit. (3) Stress is slecht voor de gezondheid.

21. En, uitsmijter: als je je zorgen maakt over het ergste kernongeval ooit, maar nooit hebt nagedacht over de atoombom testen, dan moet je een cursus hoofd- van bijzaken leren onderscheiden gaan volgen. 😏