Examen HAVO
2009
tijdvak 1
donderdag 28 mei
13.30 - 16.30 uur
oud programma natuurkunde 1
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 27 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 76 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen
worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt, worden
aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, uitleg, berekening
of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
923-0171-a-HA-1-o
, Opgave 1 Tsjernobyl, ruim 20 jaar later
In 1986 ontplofte in Tsjernobyl een kernreactor.
Grote hoeveelheden radioactieve stoffen werden bij dit ongeluk de lucht in
geblazen. Door de wind verspreidden de stoffen zich over een enorm gebied.
Bij de ontploffing kwam een grote hoeveelheid Cs-137 vrij met een totale
15 3 2
activiteit van 85·10 Bq. In een gebied van 3,0·10 km (drieduizend vierkante
kilometer) in de directe omgeving van de centrale, de zogenoemde ‘verboden
zone’, veroorzaakte het neergeslagen cesium een gemiddelde activiteit van
2,0·106 Bq/m2.
3p 1 Bereken welk percentage van het vrijgekomen Cs-137 in dit gebied
terechtkwam.
Bij het verval van een Cs-137-kern komen een β-deeltje en een γ-deeltje
(γ-foton) vrij.
3p 2 Geef de vervalvergelijking van Cs-137.
In de verboden zone wonen nog steeds mensen. De stralingsbelasting die zij ten
gevolge van uitwendige bestraling oplopen, wordt voornamelijk bepaald door de
absorptie van γ-straling afkomstig van Cs-137; de β-straling van Cs-137 draagt
daar nauwelijks aan bij.
1p 3 Geef daarvan de reden.
Bij het verval van een Cs-137-kern komt een γ-deeltje vrij met een energie
–13
van 1,06·10 J.
Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) die een persoon oploopt, geldt:
E
H =Q
m
Hierin is:
− H de equivalente dosis (in Sv);
− Q de zogenoemde weegfactor; Q = 1 voor een γ-deeltje;
− E de energie die het lichaam absorbeert (in J);
− m de massa van de persoon (in kg).
Het gebied wordt af en toe bezocht door wetenschappers die de invloed van
ioniserende straling op flora en fauna onderzoeken. Geschat wordt dat een
5
persoon van 75 kg in dit gebied 2,4·10 γ-deeltjes per seconde absorbeert.
4p 4 Bereken hoeveel dagen deze persoon maximaal in het gebied mag blijven
zonder de dosislimiet per jaar te overschrijden voor individuele leden van de
bevolking.
De activiteit van het Cs-137 in de verboden zone is inmiddels afgenomen tot
1,2·106 Bq/m2 en zal met de jaren verder afnemen.
2
3p 5 Bereken de activiteit per m van het Cs-137 in het gebied over 90 jaar. Zoek
daartoe de halveringstijd van Cs-137 op en neem aan dat de activiteit ervan
alleen afneemt ten gevolge van radioactief verval.
923-0171-a-HA-1-o 2 lees verder ►►►
, In de verboden zone bevond zich een bos waarvan de bomen ernstig waren
besmet. Men besloot om de bomen niet te verbranden maar om ze onder een
dikke laag zand te begraven.
2p 6 Beantwoord de volgende twee vragen vanuit het oogpunt van
stralingsbescherming:
− Wat is het bezwaar tegen het verbranden van de bomen?
− Waarom is het begraven van de bomen onder een laag zand effectief?
923-0171-a-HA-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Het parkietje van Tucker
Professor Tucker bestudeert al jaren het vliegen van vogels. Hij slaagde er in
om een parkiet te leren vliegen in een windtunnel. Zie figuur 1. Als het vogeltje
al vliegend op zijn plaats blijft, is zijn snelheid dus even groot als die van de
lucht in de windtunnel. Door de parkiet een zuurstofmasker op te zetten, kon hij
bovendien zijn energieverbruik bepalen.
figuur 1
meetapparatuur
zuurstof
Bij verschillende snelheden bepaalde Tucker figuur 2
het vermogen dat het vogeltje voor het P 1,3
vliegen moest leveren (het vliegvermogen P). (W) 1,2
Zie de grafiek in figuur 2. 1,1
Tijdens één van deze metingen stond de 1,0
windsnelheid in de tunnel ingesteld 0,9
op 8,0 m/s. 0,8
Uit het zuurstofverbruik bleek dat de parkiet 0,7
daarbij in totaal 60 J energie had verbruikt. 0,6
Van de energie die de parkiet verbruikt, is 0,5
25% nodig voor het vliegen. 0
0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
5p 7 Bepaal de ‘afstand’ die de parkiet bij deze v (m/s)
meting heeft afgelegd.
923-0171-a-HA-1-o 4 lees verder ►►►
2009
tijdvak 1
donderdag 28 mei
13.30 - 16.30 uur
oud programma natuurkunde 1
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 27 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 76 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen
worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt, worden
aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, uitleg, berekening
of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
923-0171-a-HA-1-o
, Opgave 1 Tsjernobyl, ruim 20 jaar later
In 1986 ontplofte in Tsjernobyl een kernreactor.
Grote hoeveelheden radioactieve stoffen werden bij dit ongeluk de lucht in
geblazen. Door de wind verspreidden de stoffen zich over een enorm gebied.
Bij de ontploffing kwam een grote hoeveelheid Cs-137 vrij met een totale
15 3 2
activiteit van 85·10 Bq. In een gebied van 3,0·10 km (drieduizend vierkante
kilometer) in de directe omgeving van de centrale, de zogenoemde ‘verboden
zone’, veroorzaakte het neergeslagen cesium een gemiddelde activiteit van
2,0·106 Bq/m2.
3p 1 Bereken welk percentage van het vrijgekomen Cs-137 in dit gebied
terechtkwam.
Bij het verval van een Cs-137-kern komen een β-deeltje en een γ-deeltje
(γ-foton) vrij.
3p 2 Geef de vervalvergelijking van Cs-137.
In de verboden zone wonen nog steeds mensen. De stralingsbelasting die zij ten
gevolge van uitwendige bestraling oplopen, wordt voornamelijk bepaald door de
absorptie van γ-straling afkomstig van Cs-137; de β-straling van Cs-137 draagt
daar nauwelijks aan bij.
1p 3 Geef daarvan de reden.
Bij het verval van een Cs-137-kern komt een γ-deeltje vrij met een energie
–13
van 1,06·10 J.
Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) die een persoon oploopt, geldt:
E
H =Q
m
Hierin is:
− H de equivalente dosis (in Sv);
− Q de zogenoemde weegfactor; Q = 1 voor een γ-deeltje;
− E de energie die het lichaam absorbeert (in J);
− m de massa van de persoon (in kg).
Het gebied wordt af en toe bezocht door wetenschappers die de invloed van
ioniserende straling op flora en fauna onderzoeken. Geschat wordt dat een
5
persoon van 75 kg in dit gebied 2,4·10 γ-deeltjes per seconde absorbeert.
4p 4 Bereken hoeveel dagen deze persoon maximaal in het gebied mag blijven
zonder de dosislimiet per jaar te overschrijden voor individuele leden van de
bevolking.
De activiteit van het Cs-137 in de verboden zone is inmiddels afgenomen tot
1,2·106 Bq/m2 en zal met de jaren verder afnemen.
2
3p 5 Bereken de activiteit per m van het Cs-137 in het gebied over 90 jaar. Zoek
daartoe de halveringstijd van Cs-137 op en neem aan dat de activiteit ervan
alleen afneemt ten gevolge van radioactief verval.
923-0171-a-HA-1-o 2 lees verder ►►►
, In de verboden zone bevond zich een bos waarvan de bomen ernstig waren
besmet. Men besloot om de bomen niet te verbranden maar om ze onder een
dikke laag zand te begraven.
2p 6 Beantwoord de volgende twee vragen vanuit het oogpunt van
stralingsbescherming:
− Wat is het bezwaar tegen het verbranden van de bomen?
− Waarom is het begraven van de bomen onder een laag zand effectief?
923-0171-a-HA-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Het parkietje van Tucker
Professor Tucker bestudeert al jaren het vliegen van vogels. Hij slaagde er in
om een parkiet te leren vliegen in een windtunnel. Zie figuur 1. Als het vogeltje
al vliegend op zijn plaats blijft, is zijn snelheid dus even groot als die van de
lucht in de windtunnel. Door de parkiet een zuurstofmasker op te zetten, kon hij
bovendien zijn energieverbruik bepalen.
figuur 1
meetapparatuur
zuurstof
Bij verschillende snelheden bepaalde Tucker figuur 2
het vermogen dat het vogeltje voor het P 1,3
vliegen moest leveren (het vliegvermogen P). (W) 1,2
Zie de grafiek in figuur 2. 1,1
Tijdens één van deze metingen stond de 1,0
windsnelheid in de tunnel ingesteld 0,9
op 8,0 m/s. 0,8
Uit het zuurstofverbruik bleek dat de parkiet 0,7
daarbij in totaal 60 J energie had verbruikt. 0,6
Van de energie die de parkiet verbruikt, is 0,5
25% nodig voor het vliegen. 0
0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
5p 7 Bepaal de ‘afstand’ die de parkiet bij deze v (m/s)
meting heeft afgelegd.
923-0171-a-HA-1-o 4 lees verder ►►►
