Newton - VWO Ioniserende straling Samenvatting

Ioniserende straling Ioniserende straling bestaat uit röntgenstraling en kernstraling Straling wordt uitgezonden door een bron: röntgenstraling door een röntgenbuis kernstraling door een radioactieve stof Kenmerkend voor deze energierijke straling is een: sterk ioniserend vermogen sterk doordringend vermogen

Röntgenstraling Röntgenstraling is een vorm van elektromagnetische straling met een grotere stralingsenergie dan licht Röntgenstraling komt vrij in een röntgenbuis, als elektronen met grote snelheid een metalen plaat treffen

Kernstraling Radioactieve stoffen zenden kernstraling uit De drie belangrijkste soorten zijn: α-straling – die bestaat uit heliumkernen β-straling – die bestaat uit elektronen γ-straling – is een vorm van elektromagnetische straling

Radioactieve stoffen Radioactieve stof: een kern van een isotoop bezit teveel protonen of neutronen, vervalt daardoor en zendt dan kernstraling uit Activiteit bij kernstraling De activiteit A (in becquerel) van een bron is het aantal kernen dat per seconde vervalt 1 Bq betekent één vervallen kern per seconde Bij de activiteit maakt men geen onderscheid in het type kernstraling dat wordt uitgezonden

Activiteit De activiteit van een radioactieve bron hangt af van de hoeveelheid en de instabiliteit van de betreffende radioactieve isotoop Voor de activiteit A(t) op tijdstip t geldt: A(t) resp. A(0) is de activiteit in (Bq) op tijdstip t resp. t = 0 Uit combinatie van de formules N(t) resp. N(0) is het aantal instabiele kernen op tijdstip t resp. t = 0 is af te leiden dat: λ is de vervalconstante (in s-1) en t de tijd (in s) Voor het aantal instabiele kernen N(t) en voor de activiteit A(t) is er sprake van een exponentieel verband als functie van de tijd t

Halveringstijd Radioactief verval is een toevalsproces Bij een groot aantal kernen is er duidelijke regelmaat In de halveringstijd of halfwaardetijd t1/2 wordt het aantal instabiele kernen of de activiteit gehalveerd Voor het aantal instabiele kernen N(t) op tijdstip t geldt: Voor de activiteit A(t) is de formule: terwijl N(t) resp. N(0) is het aantal instabiele kernen op tijdstip t resp. t = 0 A(t) resp. A(0) is de activiteit in (Bq) op tijdstip t resp. t = 0 λ is de vervalconstante (in s-1), t1/2 de halveringstijd (in s) en t de tijd (in s)

Stralingsdosis en effecten Een maat voor de ioniserende straling die ons lichaam ontvangt is de dosis D Estr is de geabsorbeerde energie in J m is de massa in kg D is de dosis in J/kg of Gy (gray) De schade in ons lichaam is ook afhankelijk van de soort straling, een betere maat is het dosisequivalent H Q is de weegfactor, zonder eenheid H is het dosisequivalent in Sv (sievert) Q=20 voor α-straling, Q=1 voor β-, γ- en röntgenstraling

Stralingsnorm Stralingsdetectie De stralingsnorm geeft aan welk risico aanvaardbaar is, bijvoorbeeld 1 mSv per jaar gemiddeld over vijf jaar. Stralingsdetectie Een dosimeter bevat een stof die verandert als er ioniserende straling op valt Achteraf meet men de hoeveelheid straling Een Geiger/Müller-teller (GM-teller) bestaat uit een telbuis en een teller. Er is snelle controle mogelijk bij vermoeden van besmetting

Veiligheid Bij een gesloten stralingsbron is de bron opgesloten in een omhulsel en kan de stof niet vrijkomen. Het materiaal en de dikte van het omhulsel worden zo gekozen dat straling van de radioactieve stof wel door het omhulsel kan komen Bij een open stralingsbron kunnen er radioactieve stoffen vrijkomen en is er sprake van besmettingsgevaar

Veiligheidsmaatregelen Om de ontvangen dosis bij gebruik van ioniserende straling zo laag mogelijk te houden, maakt men gebruik van: de afstand hoe groter de afstand, des te kleiner de dosis blootstellingtijd hoe korter de blootstelling- tijd, des te kleiner de dosis afscherming hoe dikker de afscherming, des te kleiner de dosis

Absorptie Absorptie van stralingsenergie door een stof hangt af van: soort straling eigenschappen van de stof, zoals dichtheid dikte van het materiaal Men gebruikt hierbij de halveringsdikte is de dikte van een plaat die de helft van de straling doorlaat

Halveringsdikte De stralingsintensiteit die op materiaal invalt noemen we I(0), na het afleggen van een afstand x in het materiaal is de intensiteit afgenomen tot I(x) Na één halveringsdikte (x=d1/2) is de intensiteit ½·I(0) De formule voor de stralingsintensiteit I(x) als functie van de afgelegde afstand x is I(x) is de intensiteit na het afleggen van afstand x (in m) I(0) is de intensiteit van de invallende straling d1/2 is de halveringsdikte van het materiaal (in m)

Straling en gezondheid Röntgenstraling wordt gebruik voor het doorlichten, bijvoorbeeld bij mogelijke botbreuk, maar kan ook de beweging van het hart volgen Bij een CT-scan draait de bron om de patiënt, een computer maakt daarbij een beeld van een doorsnede van een deel van het lichaam

Kernstraling wordt gebruikt voor radiodiagnostiek, bijvoorbeeld een scintigram door γ-straling De stof werkt als tracer (spoorzoeker) die naar aandoeningen of tumoren zoekt Bij radiotherapie bestraalt men een tumor, dit kan zowel inwendig als uitwendig gebeuren