Dracht van kernenergie

[Adam Bauer]

Wij zijn Adam Bauer en Max Willems, twee VWO 5-leerlingen van het HLZ. Voor ons profielwerkstuk onderzoeken wij de vraag:

"Welke technische en economische factoren bepalen de rol van kernenergie binnen de Nederlandse energiemix?"

Een belangrijk onderdeel van ons onderzoek is een praktisch experiment. We willen onderzoeken hoe goed verschillende materialen ioniserende straling afschermen door de stralingsintensiteit vóór en na de afscherming te meten. De resultaten willen we vervolgens koppelen aan de veiligheids- en ontwerpkeuzes van kerncentrales.

Wij vroegen ons af of de TU Delft mogelijkheden biedt om ons hierbij te helpen. Is het bijvoorbeeld mogelijk om onder begeleiding gebruik te maken van een Geigerteller en een veilige radioactieve bron, of om ons experiment op een andere manier binnen de universiteit uit te voeren?

Wij zouden het erg waarderen als wij hiervoor een keer langs zouden mogen komen of als u ons kunt doorverwijzen naar iemand die ons verder kan helpen.

Alvast hartelijk dank voor uw tijd en reactie!

Met vriendelijke groet,

Adam Bauer & Max Willems
VWO 5 – HLZ

[Liam van Vugt]

Beste Adam Bauer ,

Dat klinkt als een interessant onderwerp! Ik help jullie hier graag mee verder.
Voordat ik rond ga vragen of er plek is voor een experiment zou ik graag van jullie een uitgewerkt meetplan willen hebben, denk hier ook goed na over de veiligheid van het experiment!
Als er voor nu nog verdere vragen zijn hoor ik ze graag!

Groetjes,
Liam van Vugt

[Adam Bauer]

Beste Liam van Vugt,
dankjewel voor je reactie! wij zullen zsm een meetplan naar je opsturen om vervplgstappen te kunnen nemen in ons experiment.

[Adam Bauer]

Liam van Vugt
Hi Liam hier zijn we weer, excuses voor het lange wachten, maar wij zijn nog steeds erg geintreseerd om het onderzoek met jullie te doen. dus hierbij ons uitgewerkte meetplan.

Meetplan PWS – Stralingsafscherming

Onderzoekers: Adam Bauer & Max Willems
Onderwerp PWS: Kernenergie
Hoofdvraag: Welke technische en economische factoren bepalen de rol van kernenergie binnen de Nederlandse energiemix?

Onderzoeksvraag experiment

Welke invloed hebben het soort materiaal en de dikte van het materiaal op de hoeveelheid ioniserende straling die wordt doorgelaten?

Doel van het experiment

Met dit experiment willen wij onderzoeken hoe goed verschillende materialen ioniserende straling afschermen. De resultaten willen wij vervolgens koppelen aan de veiligheids- en ontwerpkeuzes van kerncentrales en uiteindelijk ook aan de kosten van deze veiligheidsmaatregelen.

Hypothese

Wij verwachten dat materialen met een hogere dichtheid, zoals lood, meer straling zullen tegenhouden dan lichtere materialen. Daarnaast verwachten wij dat een grotere materiaaldikte zorgt voor een lagere gemeten stralingsintensiteit.

Benodigdheden

De precieze apparatuur willen wij graag in overleg met TU Delft bepalen. Voorlopig denken wij aan:

• een veilige stralingsbron die geschikt is voor een onderwijsproef;
• een geschikte stralingsdetector, bijvoorbeeld een Geigerteller;
• verschillende afschermingsmaterialen, bijvoorbeeld aluminium, staal, beton en lood;
• indien mogelijk verschillende diktes van dezelfde materialen;
• materiaal om de afstand tussen bron, afscherming en detector steeds gelijk te houden.

Werkwijze

1. Eerst meten wij de natuurlijke achtergrondstraling gedurende een vaste meettijd.
2. Daarna meten wij de straling van de bron zonder afscherming. Dit wordt onze referentiemeting.
3. Vervolgens plaatsen wij één afschermingsmateriaal tussen de bron en de detector.
4. We meten gedurende steeds dezelfde tijd hoeveel straling de detector registreert.
5. Deze meting herhalen wij meerdere keren om toevallige meetafwijkingen te verkleinen.
6. Daarna herhalen wij de proef met andere materialen.
7. Indien mogelijk testen wij ook verschillende diktes van hetzelfde materiaal.
8. Tijdens alle metingen houden wij de afstand tussen de bron en detector, de meettijd en de positie van de opstelling gelijk.

Variabelen

Onafhankelijke variabelen:

• soort afschermingsmateriaal;
• dikte van het materiaal.

Afhankelijke variabele:

• gemeten stralingsintensiteit / aantal geregistreerde pulsen gedurende een vaste tijd.

Constante variabelen:

• afstand tussen bron en detector;
• meettijd;
• gebruikte stralingsbron;
• gebruikte detector;
• positie van de materialen.

Verwerking van de resultaten

We vergelijken de meting zonder afscherming met de metingen waarbij verschillende materialen zijn gebruikt. Hiermee berekenen we hoeveel procent van de gemeten straling door elk materiaal wordt tegengehouden.

De resultaten willen wij verwerken in een tabel en grafiek. Wanneer we verschillende diktes kunnen testen, willen we ook onderzoeken hoe de stralingsintensiteit verandert wanneer de afscherming dikker wordt.

Veiligheid

Veiligheid staat bij dit experiment voorop. Wij willen uitsluitend werken met een bron en apparatuur die TU Delft geschikt en veilig acht voor een leerlingenexperiment.

Wij zullen:

• de radioactieve bron niet zelf meenemen;
• alleen onder begeleiding werken;
• de bron alleen gebruiken volgens de veiligheidsregels van TU Delft;
• de blootstellingstijd zo kort mogelijk houden;
• voldoende afstand bewaren wanneer dit nodig is;
• de bron alleen hanteren wanneer de begeleider dit toestaat;
• alle verdere veiligheidsvoorschriften van TU Delft opvolgen.

Welke soort ioniserende straling, stralingsbron en detector het meest geschikt zijn voor dit experiment zouden wij graag met TU Delft bespreken.

Koppeling met ons PWS

Het experiment sluit aan bij onze deelvragen over stralingsafscherming en de veiligheid van kerncentrales. Nadat we de resultaten hebben verzameld, vergelijken we deze met bestaande informatie over afscherming in kerncentrales. Vervolgens onderzoeken we hoe zulke technische veiligheidsmaatregelen invloed hebben op het ontwerp en de kosten van een kerncentrale.