Stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Frits Pleiter 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Indeling atoom- en kernfysica (1) wisselwerking (3) bron en röntgentoestel (2) afscherming (3) detectie (4) radiobiologie (6) objectieve risico van straling (6) subjectieve risicoacceptatie (6) grootheden en eenheden (5) wet- en regelgeving (7) praktische stralingshygiëne (8 - 10) afval (11) 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Wisselwerking -deeltjes energieafgifte door botsingen met elektronen recht spoor van excitaties en ionisaties typische energie 5 MeV dracht in lucht 30 mm dracht in weefsel 30 µm 1,0 0,5 0,0 x N(x)/N(0) R 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Wisselwerking elektronen energieafgifte door botsingen met elektronen verstrooiing door botsingen met elektronen uitwaaierend spoor van excitaties en ionisaties men spreekt van "maximale dracht" remstraling veroorzaakt extra energieverlies Erem / Eelektron  ZEelektron / 800 typische energie 1 MeV max. dracht lucht 5 m max. dracht weefsel 5 mm 1,0 0,5 0,0 x N(x)/N(0) Rgemiddeld Re,max 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Wisselwerking --deeltjes -spectrum wordt exponentieel verzwakt halveringsdikte d½ is de dikte die intensiteit tot de helft reduceert vuistregel d½  R,max / 7 1,0 0,5 0,0 x N(x)/N(0) d½ R,max 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Wisselwerking +-deeltjes zie wisselwerking van --deeltjes annihilatie aan eind van dracht + + e-  2  511 keV de beide fotonen gaan in tegenovergestelde richtingen wordt gebruikt bij PET-scan 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Wisselwerking - en röntgenfotonen foto-effect effect  Z4 / E3 alleen mogelijk als E > bindingsenergie volledige energieoverdracht aan (gebonden) elektron atoom wordt geïoniseerd  röntgen-foton Auger-elektron kern  e- 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Wisselwerking - en röntgenfotonen kern  e- '  Compton-effect effect  onafhankelijk van Z gedeeltelijk energieoverdracht aan een (vrij) elektron atoom wordt geïoniseerd  röntgen-foton Auger-elektron 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Wisselwerking - en röntgenfotonen paarvorming effect  Z alleen mogelijk als E > 2  511 = 1022 keV gevolgd door annihilatie e+ + e-  2  511 keV kern e- e+ 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Wisselwerking - en röntgenfotonen foto-elektrisch effect Compton-effect paarvorming bij lage energie en grote Z overheerst foto-effect bij hoge energie en grote Z overheerst paarvorming in het tussengebied overheerst Compton-effect 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming -deeltjes -deeltje passeert niet de dode laag van de huid geen afscherming tegen externe straling nodig zeer riskant bij inwendige besmetting 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming --deeltjes gebruik materiaal met lage Z in verband met remstraling perspex, polytheen draag veiligheidsbril gebruik alzijdige afscherming in verband met grote dracht men werkt bij voorkeur met de massieke dracht R   (in g/cm2) omdat energieoverdracht plaatsvindt via elektronen aantal elektronen per gram voor meeste elementen dezelfde is R   daarom (bijna) onafhankelijk van het materiaal is vuistregel Rβ   (in g/cm2) = 0,5 Eβ (in MeV) 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming +-deeltjes zie afscherming van --deeltjes om annihilatiestraling af te schermen is aanvullend lood nodig bij voorkeur eerst perspex en daaromheen lood 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming - en röntgenfotonen halveringsdikte d½ is dikte die de intensiteit tot de helft reduceert lineïeke verzwakkingscoëfficiënt  = 0,693 / d½ fotonen worden exponentieel verzwakt T(d) = e-d men werkt bij voorkeur met massieke halveringsdikte d½   (in g/cm2) massieke verzwakkingscoëfficiënt  /  (in cm2/g) 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming massieke eenheden waarom massieke eenheden ? de energieoverdracht van -deeltjes, elektronen en fotonen vindt plaats via de elektronen het aantal elektronen per gram is voor de meeste elementen een constante d½   en  /  zijn daarom onafhankelijk van het materiaal (mits het Compton-effect overheerst) 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming dosisopbouwfactor collimator bron absorber smalle bundelgeometrie (links) T(d) = e-d brede bundelgeometrie (rechts) T(d) = B  e-d B = dosisopbouwfactor (build-up) tengevolge van verstrooiing 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming transmissie -straling 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming keuze afschermingsmateriaal röntgenstraling heeft meestal een lage energie bij lage energie overheerst het foto-effect lood is dan een efficiënt afschermingsmateriaal op een een laboratoriumtafel is weinig ruimte lood heeft een zeer kleine verhouding volume / massa lood is dus handig als afschermingsmateriaal lood is duur en ongeschikt voor bouwkundige een constructie zoals een bunker rond een versneller of -bestralingsfaciliteit in zo'n geval is beton het optimale afschermingsmateriaal 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Afscherming neutronen neutron = ongeladen deeltje wisselwerking met de kern van het atoom energieoverdracht maximaal bij botsing tussen even zware deeltjes goede materialen voor afscherming: paraffine H2-C water H2-O beton gebonden kristalwater slechte materialen voor afscherming lood laat veiligheidsmaatregelen over aan een echte deskundige 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Afscherming bedenk dat het niet om de verzwakking zelf gaat, maar om het uiteindelijke stralingsniveau 23/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5