5 Straling en gezondheid - natuurkunde-bovenbou · c Niet waar: De fotonenergie van ultraviolette...

© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 23

Uitwerkingen basisboek

5.1 INTRODUCTIE 1 [W] Toepassingen en risico

2 [W] Atoombouw

3 [W] Voorkennistest

4 Waar of niet waar?

a Niet waar: Een negatief geladen ion heeft altijd meer elektronen dan protonen.

b Niet waar: Het aantal protonen in de kern is altijd gelijk aan het aantal elektronen.

c Waar

d Niet waar: Elektronen kunnen in verschillende banen rondom de kern bewegen. Ze

hebben dan ook verschillende afstanden tot de kern.

e Waar

5

a Diagnostisch onderzoek is erop gericht om ziekte of probleem in het lichaam vast te

stellen (een diagnose te stellen).

b Röntgenfoto, CT-scan, scintigram.

c Therapeutische toepassingen zijn erop gericht om een ziekte te genezen. Hierbij

worden de schadelijke cellen gedood.

d Uitwendige of inwendige bestraling van een tumor.

5.2 RÖNTGENSTRALING

6 [W] Beeldvorming met röntgenstraling

7 [W] Experiment: Stralingsintensiteit en absorptie


a Waar

b Waar

c Niet waar: De fotonenergie van ultraviolette straling is kleiner dan de fotonenergie van

röntgenstraling.

d Niet waar: Straling met een laag doordringend vermogen wordt gemakkelijk

geabsorbeerd.

e Waar

f Niet waar: Zichtbaar licht is ook elektromagnetische straling, net als röntgenstraling,

maar zichtbaar licht richt heeft te weinig energie om schade aan te richten in levende

cellen.

g Waar

h Niet waar: Een loodplaat met een dikte van tweemaal de halveringsdikte absorbeert

75% van de röntgenstraling (het laat 50% x 50% = 25% door).

i Waar

j Waar

5 Straling en gezondheid

Ioniserende straling | Havo


9 Het licht en de andere soorten elektromagnetische straling hebben er even lang over

gedaan om bij de aarde te komen, dan moeten ze met dezelfde snelheid hebben gereisd.

De snelheid is dus voor alle soorten fotonen gelijk.

10

massief blokje hol blokje

n.b. een leerling kan dit natuurlijk ook “in negatief” hebben getekend, en ook dat is goed.

11 Als de halveringsdikte groter is, is er meer materiaal nodig om de helft van de

röntgenstraling te absorberen. Materiaal met een kleine halveringsdikte absorbeert meer

röntgenstraling per mm en absorbeert de röntgenstraling dus sterker.

12 Bot houdt meer straling tegen en heeft dus de kleinste halveringsdikte. Zacht weefsel heeft

de grootste halveringsdikte.

13

a Een dikte van tweemaal de halveringsdikte betekent dat de intensiteit twee keer wordt

gehalveerd. 0,5 x 0,5 = 0,25 dus wordt er 25% van de straling doorgelaten.

b Als 25% van de straling wordt doorgelaten, wordt de rest geabsorbeerd, dat is

100% - 25% = 75%.

14 In stoffen met een hogere dichtheid zitten de deeltjes dichter op elkaar. Dat maakt de kans

groter dat de fotonen tegen de deeltjes opbotsen en geabsorbeerd worden. De absorptie

per mm is daardoor groter, dus de halveringsdikte kleiner.

15 -

16 Bij elke halveringsdikte wordt de intensiteit van de invallende straling gehalveerd, dus 2

keer zo klein. Drie halveringsdiktes betekent 3 x halveren (n = 3). De intensiteit van de

doorgelaten straling is dan 2 x 2 x 2 = 23 = 8 keer zo klein.

17 Na halveringsdikte houdt je de helft van de straling over, na twee halveringsdiktes is dat

één vierde (0,5 x 0,5), na 3 halveringsdiktes één achtste (0,5 x 0,5 x 0,5) en na 4

halveringsdiktes is er één zestiende (0,5 x 0,5 x 0,5 x 0,5) van de oorspronkelijke straling

over. Het zijn dus 4 halveringsdiktes.

18

a De loodplaat laat meer dan de helft van de invallende straling door. De plaat is dus

dunner dan één halveringsdikte. De dikte is kleiner dan de halveringsdikte van lood

voor röntgenstraling.

b De oorspronkelijke loodplaat laat 80% van de straling door, dan zal een twee keer zo

dikke loodplaat 0,80 x 0,80 = 0,64 = 64% van de straling doorlaten. De uitspraak is

niet juist. De intensiteit van de doorgelaten straling bij een twee maal zo dikke plaat


wordt alleen twee keer zo klein, als de oorspronkelijke plaat de intensiteit ook

halveert.

19 Je kunt per plaat bekijken uit hoeveel halveringsdiktes deze plaat bestaat. Bijvoorbeeld

plaat A heeft een halveringsdikte van 1 cm en is ook 1 cm dik. Plaat B heeft ook een

halveringsdikte van 1 cm, maar een dikte van 2 cm, deze plaat halveert de straling dus 2

keer. Zie verder tabel hieronder.

De intensiteit van de doorgelaten röntgenstraling is bij alle platen gelijk. Bij de plaat met de

meeste halveringsdiktes zal de intensiteit van de invallende röntgenstraling het grootst

moeten zijn. Dat is plaat E. En zo verder. De volgorde wordt dan (tussen haakjes staan de

platen met gelijke invallende intensiteit): E – C – (B – D – F) – A.

20

a Oriëntatie:

Voor de intensiteit I van de doorgelaten straling geldt (

)

met

.

Uitwerking:

(

)

(

)

.

.

b

(

)

( ) .

Het weefsel laat 25% van de invallende straling door, en absorbeert dus 75% van de

invallende straling.

c

(

)

(

)

.

Het weefsel laat 1,6% van de invallende straling door.

21

a

⁄

(

)

(

)

.

Het bot laat 6,3% van de invallende straling door.

b In werkelijkheid wordt er 7,0% van de invallende straling doorgelaten. Dat is meer dan

6,3%, dus zitten er minder dan 4 halveringsdiktes tussen. De halveringsdikte is meer

dan 2,0 cm.

22

a Oriëntatie:

Voor de eenheid elektronvolt (eV) geldt: .

Uitwerking:

.

b Oriëntatie:

Voor de foton-energie geldt , waarin .

A B C D E F

halveringsdikte d1/2 (cm) 1 1 1 0,5 0,5 1,5

dikte d (cm) 1 2 3 1 2 3

aantal halveringsdiktes

n (=

) 1 2 3 2 4 2


Uitwerking:

.

23

a Oriëntatie:

Voor de foton-energie geldt , waarin .

Uitwerking:

.

b Oriëntatie:

Het vermogen P van de bundel röntgenstraling is de gezamenlijke energie E van de

per seconde uitgezonden röntgenfotonen. Het aantal per seconde uitgezonden

röntgenfotonen N is dan te berekenen door deze energie E te delen door de foton-

energie Ef.

Uitwerking:

röntgenfotonen.

24

a Het bot absorbeert meer röntgenstraling. Hierdoor wordt de film in de ‘schaduw’ van

de botten minder belicht. Op de röntgenfoto zien de botten er dan wit of lichtgrijs uit.

De zachte weefsels laten röntgenstraling voor het overgrote deel door. Deze zien er

op de röntgenfoto donkergrijs of zwart uit.

b Oriëntatie:

Bij een gegeven fotonenergie is in het diagram van figuur 14 de

halveringsdikte af te lezen: voor bot en voor zacht

weefsel. De dikte van bot en zacht weefsel is op te meten in figuur 15, rekening

houdend met de schaal van 1:3.

Uitwerking:

Op de lijn B’B bevindt zich alleen zacht weefsel. De dikte d van dit weefsel is 2,3 cm in

figuur 15

(

)

(

)

.

Het zachte weefsel laat 80% van de invallende straling door.

c Op de lijn A’A bevindt zich zacht weefsel en bot. De totale dikte dw van het zachte

weefsel is 1,8 cm in figuur 15, de dikte db van het bot is 0,6 cm in figuur 15. Bereken

eerst hoeveel procent van de straling het zachte weefsel doorlaat, en daarmee

hoeveel procent van de straling het bot doorlaat.

(

)

(

)

.

Het zachte weefsel laat 84% van de invallende straling door. Daarna geldt voor de

verdere afname van de intensiteit als gevolg van het bot:

(

)

en

(

)

(

)

.

Het zachte weefsel en het bot samen laten 76% van de invallende straling door.

d Bij een doorsnede met beenmerg zal de straling door meer zacht weefsel gaan. Er

wordt meer straling doorgelaten dan bij bot alleen, maar minder dan bij alleen maar


zacht weefsel (omdat er bot rondom het beenmerg zit). Op de foto is het beenmerg

grijs (lichter dan het bot op de foto, donkerder dan het zachte weefsel op de foto).

25

a .

b Oriëntatie:

Rond de halveringsdikte af op evenveel cijfers als de dikte van het lood in het schort.

Bereken dan hoeveel procent van de invallende straling wordt doorgelaten en daaruit

hoeveel procent wordt tegengehouden.

Uitwerking:

(

)

(

)

.

Het loodschort laat 3% van de invallende straling door, en houdt dus 97% van de

invallende straling tegen.

c Doorlaatkromme voor lood met d1/2 = 0,86 cm:

d Oriëntatie:

Lees in de getekende doorlaatkromme af hoeveel procent van de invallende straling

door het loodschort wordt doorgelaten bij een dikte .

Uitwerking:

Bij valt af te lezen dat: .

Het loodschort laat 95% van de invallende straling door, en houdt dus 5% van de

invallende straling tegen.

e Oriëntatie: Voor eenzelfde bescherming als in vraag b moet het loodschort weer een

dikte hebben van 5 halveringsdiktes. De halveringsdikte is nu 0,86 cm.

Uitwerking:

.

f Dat zou veel te zwaar worden.

26 [W] Röntgenbuis

5.3 KERNSTRALING

27 [W] Beeldvorming met kernstraling


a Niet waar: het doordringend vermogen van α-straling is kleiner dan van γ-straling.

b Waar


c Waar

d Waar

e Waar

f Waar, er kunnen naast α- en β-deeltjes ook γ-fotonen worden uitgezonden.

g Niet waar: Na twee halveringstijden is de activiteit van een radioactieve bron

afgenomen met 75%.

h Niet waar: Na 15 uur is de activiteit 7/9e van de oorspronkelijke activiteit. Dus na nog

eens 15 uur is de activiteit nog 7/9e van 7 kBq. Dat is

.

29 Als een stof radioactief is, zendt het straling uit. De straling is zelf niet radioactief, de stof

wel.

30

a De oorspronkelijke atoomkern is radioactief.

b Als de atoomkern γ-straling uitzendt, verandert de samenstelling van de atoomkern

niet, want γ-straling bestaat uit fotonen.

31 Overeenkomsten: ze kunnen alle drie atomen ioniseren en de straling komt bij alle drie uit

de kern van een atoom.

Verschillen: α- en β- straling bestaan uit echte deeltjes, γ-straling bestaat uit fotonen.

α-straling kan meer schade aanrichten dan β- en γ-straling, maar dringt minder ver door

(je kunt het makkelijk tegenhouden).

32

a Het doordringend vermogen geeft aan hoe makkelijk de straling door materialen heen

gaat. Het ioniserend vermogen is het vermogen van de straling om elektronen uit

atomen weg te stoten, waardoor de atomen ioniseren.

b De α- en β-deeltjes raken bij de botsing energie kwijt, waardoor ze na de botsing

langzamer zullen bewegen.

c Als de straling een groot ioniserend vermogen heeft, vinden er veel ionisaties plaats in

het materiaal. Door de ionisaties zal de snelheid van de α- en β-deeltjes snel

afnemen, waardoor de deeltjes snel stil komen te staan en dus niet ver in het

materiaal kunnen doordringen.

33

A Röntgenstraling. Er wordt een röntgenfoto van de borst gemaakt. Er wordt weinig

schade aangericht en er gaat veel straling door het weefsel heen.

B Bij het gebruiken van een tracer is een γ-straler het meest geschikt: de uitgezonden γ-

straling is buiten het lichaam meetbaar en richt weinig schade aan.

C Bij het behandelen van een tumor met inwendige bestraling is een β-straler het meest

geschikt. De bestraling is effectiever door het kleine doordringende vermogen in

combinatie met het hoge ioniserende vermogen. Een α-straler zou niet dicht genoeg

bij de tumor doordringen en bij gebruik van een γ-straler zou slechts een klein deel

van de straling in de tumor worden geabsorbeerd.

D Als er een radioactieve bron buiten het lichaam wordt gebruikt, is een γ-straler het

meest geschikt. De straling van α- en β-stralers dringt niet ver genoeg door in het

lichaam.

E De straling van een β-straler zal net genoeg de huid binnen kunnen dringen om de

schadelijke cellen te doden.

F Injectiespuiten kunnen het best gesteriliseerd worden met γ-straling, dat gaat goed


door het plastic verpakkingsmateriaal en de (plastic) injectiespuiten heen.

34

a Op t=0 s is de activiteit A = 4 MBq, er vervallen dan 4,0∙106 kernen per seconde.

b Na 8 dagen is de activiteit A = 2 MBq. De halveringstijd is dus 8 dagen.

c Na 32 dagen zijn er

halveringstijden verstreken.

d Na 32 dagen zijn er (

)

van de oorspronkelijke hoeveelheid

instabiele kernen over. Omdat we die oorspronkelijke hoeveelheid instabiele kernen

niet weten kunnen we ook niet zeggen hoeveel er na 8 dagen over zijn.

35

a

b Aflezen wanneer A = 37,9 MBq: t1/2 = 25 min.

c Na 50 min is A = 19 MBq, dat is ¼e van 75,8.

d 5 keer halveren na 5 x 25 = 125 min.

36

a

b Op t = 10 s is A = 11 MBq.

37 -


38 Zie tabel.

39 Bron A loopt eigenlijk steeds één halveringstijd ‘achter’ op

bron B: de activiteit van bron A is altijd de twee keer zo

groot als de activiteit van bron B.

40

a Bij de bron met de kleinste halveringstijd neemt de

activiteit het snelste af. Dat is dus bij bron A.

b Voor stof B duurt het twee keer zo lang totdat de

activiteit is gehalveerd, vandaar de lege plekken in de

tabel. In de tabel is goed te zien dat bron A na twee

halveringstijden nog op 1/4e van de oorspronkelijke

activiteit zit. Na twee halveringstijden van bron A, is er

pas één halveringstijd van bron B verstreken. Omdat

bron B met een twee keer zo kleine activiteit als bron A is begonnen zijn de

activiteiten van bron A en B dan gelijk. Dus na twee halveringstijden van bron A (en

dus één halveringstijd van bron B) is de activiteit van bron A en B gelijk.

41 (

) , dat is minder dan 1% (gevonden door te proberen welke macht van 0,5

onder de 0,01 uitkomt). Dat zijn dus 7 halveringstijden t = 7∙30 = 210 jaar.

42 Maak een tabel met beginactiviteit en halveringstijd van elke stof (zie hieronder). Bedenk

voor elke stof hoeveel halveringstijden er nodig zijn om de activiteit te laten dalen tot 1,25

kBq (4e rij van de tabel). Reken dan voor elke stof uit hoe lang het duurt voordat die

halveringstijden verstreken zijn (laatste rij van de tabel).

De volgorde van langste tijd naar kortste tijd is nu: E – B – A – F – D – C.

t (jaar) A (kBq)

0 185

30 92,5

60 46,3

90 23,1

120 11,6

150 5,8

180 2,9

210 1,4

240 0,7

270 0,4

300 0,2

330 0,1

n = t/t1/2 AbronA AbronB

0 200 100

1 100 50

2 50 25

3 25 12,5

4 12,5 6,3

5 6,3 3,1

t AbronA AbronB

0 200 100

1 100

2 50 50

3 25

4 12,5 25

5 6,3

A B C D E F

beginactiviteit A0 (kBq) 10 10 10 5 20 40

halveringstijd t1/2 (s) 120 200 60 120 200 60

aantal halveringstijden

nodig voor 1,25 kBq: n 3 3 3 2 4 5

benodigde tijd t = n∙t1/2 (s) 360 600 180 240 800 300


43

a Zoek in Binas het juiste symbool met het juiste massagetal bij elkaar (kolom 2 en 3).

Lees af in de laatste kolom welk deeltje er uitgezonden wordt:

U-238 zendt α- (en γ-)straling uit

Th-232 zendt α- (en γ-)straling uit

K-40 zendt β- (en γ-)straling uit.

b Lees in de één na laatste kolom van Binas, tabel 25, de halveringstijd af:

U-238 heeft een halveringstijd van: t1/2 = 4,47∙109 jaar

Th-232 heeft een halveringstijd van: t1/2 = 1,4∙1010

jaar

K-40 heeft een halveringstijd van: t1/2 = 1,28∙109 jaar

c De aarde bestaat al miljarden jaren, de stoffen met een korte halveringstijd zijn al lang

bijna volledig vervallen.

44

a Co-60 zendt β - (en γ-)straling uit,

Tc-99m zendt γ-straling uit,

I-131 zendt β- (en γ-)straling uit.

b Co-60 heeft een halveringstijd van: t1/2 = 5,27 jaar,

Tc-99m heeft een halveringstijd van: t1/2 = 6,0 uur,

I-131 heeft een halveringstijd van: t1/2 = 8,0 dagen.

c A Bij het gebruik van een tracer heb je een γ-straler nodig, omdat γ-straling buiten het

lichaam gedetecteerd moet worden. Bovendien moet de halveringstijd laag zijn,

zodat na enkele dagen al het radioactieve materiaal vervallen zal zijn. Dus Tc-99m.

B Om in het lichaam te kunnen doordringen is weer een γ-straler nodig met een

voldoend lange halveringstijd. Dus Co-60 (de β-straling wordt eruit gefilterd).

C Voor het bestralen van een tumor in het lichaam is het benodigde doordringend

vermogen niet zo hoog. Dit kan goed met een β-straler. Wel is het belangrijk dat de

radioactieve bron niet nog jarenlang straling blijft uitzenden. Dus is I-131 het meest

geschikt.

45 Oriëntatie:

Voor de activiteit A van een radioactieve bron geldt (

) met

.

Uitwerking:

.

.

46

.

.

47

a Alleen γ-straling is meetbaar buiten het lichaam, α- en β-straling worden in het

lichaam al helemaal geabsorbeerd.

b Oriëntatie:

Zie Binas voor de halveringstijd van I-123: 13,3 uur.

Uitwerking:


.

⁄ .

48 [W] Koolstofdatering

49 [W] Straling in de industrie

5.4 RADIOACTIEF VERVAL

50 [W] Experiment: Radioactief verval


a Niet waar: In een radioactieve bron zitten instabiele en stabiele isotopen van de stof,

en het vervalproduct van de instabiele isotoop.

b Waar

c Niet waar: Het atoomnummer geeft het aantal protonen in een atoomkern.

d Waar

e Niet waar: Isotopen zijn atoomkernen met hetzelfde aantal protonen en een

verschillend aantal neutronen.

f Waar

52

a Het atoomnummer Z is het aantal protonen in de kern en geeft de atoomsoort aan.

b Het massagetal A is de som van het aantal protonen en het aantal neutronen.

c Aantal neutronen = massagetal A – atoomnummer Z

53

a 29 + 35 = 64 kerndeeltjes.

b Atoomnummer Z = 29, massagetal A = 64.

c Oriëntatie:

Zie Binas voor de isotopen en hun vervalproducten.

Uitwerking:

Atoomnummer 29 is koper. Symbool of Cu-64.

d Binas: Cu-64 is instabiel, het zendt β-straling uit.

e Bij radioactief verval van Cu-64 verandert een neutron in een proton en een elektron.

Het elektron wordt uitgestoten als β-straling. De kern bestaat dan uit 30 protonen en

34 neutronen. Het wordt een Zn-64 atoomkern.

f

.

54

a 16 – 7 = 9 neutronen.

b Atoomnummer Z = 7, massagetal A = 16.

c Atoomnummer 7 is stikstof. Symbool of N-17.

d De atoomkern van N-17 is instabiel en zendt bij radioactief verval β-straling uit.

e Het atoomnummer zal met 1 stijgen, er ontstaat zuurstof: O-17.

f

.


55 Het atoomnummer Z geeft het aantal protonen aan, en daarmee ook de lading van de

kern. Het massagetal A geeft aan hoeveel kerndeeltjes er zijn, dat is de som van de

protonen en de neutronen.

Een proton heeft een lading 1+ en maar 1 kerndeeltje Z = 1 en A = 1 of

.

Een neutron heeft lading 0 en maar 1 kerndeeltje Z = 0 en A = 1 .

Een β-deeltje is een elektron, dat heeft lading -1 en 0 kerndeeltjes Z = -1 en A = 0

of

.

Een α-deeltje is een heliumkern, dat heeft 2 protonen en 2 neutronen Z = 2 en A = 4

of

.

56 Oriëntatie:

Zie vraag 53.

Uitwerking:

a Pu-240 zendt bij verval α-straling uit.

b

, na radioactief verval ontstaat een uraniumisotoop: U-236.

c U-236 is ook radioactief en zendt bij verval α-straling uit.

57

a Sr-90 zendt bij verval β-straling uit.

b

, na radioactief verval ontstaat een yttriumisotoop: Y-90.

c Y-90 is ook radioactief en zendt bij verval β-straling uit.

58

a H-3 heeft maar 3 kerndeeltjes. Voor een α-deeltje zijn 4 kerndeeltjes nodig, dus tritium

kan geen α-deeltje uitzenden.

b H-3 zendt bij radioactief verval β-straling uit.

c

, na radioactief verval ontstaat een heliumisotoop: He-3.

d He-3 is niet radioactief.

59

a

.

b

.

60 [W] Computersimulatie: Radioactief verval

61 -

62 Je kunt niet voorspellen op welk moment één instabiele kern vervalt. Elke instabiele kern

heeft op elk moment een bepaalde kans om te vervallen. Bij een zeer groot aantal

instabiele kernen (40∙106) ontstaat daardoor toch een duidelijk regelmaat: Na één

halveringstijd zal de helft van die kernen zijn vervallen.

Vergelijk het met de kans om 6 te gooien met een dobbelsteen: voor één worp is niet te

voorspellen of je 6 gooit, maar na 6.000.000 keer gooien zal je toch ongeveer 1.000.000

keer 6 hebben gegooid.

63

a Na één halveringstijd is nog de helft van de instabiele kernen over. Na 2

halveringstijden de helft van de helft, dat is een kwart, van de instabiele atoomkernen.

En na 3 halveringstijden is de helft van een kwart, dat is een achtste, van de instabiele

atoomkernen over.


b Bij het radioactief verval verandert de instabiele atoomkern in een andere atoomkern.

Er verdwijnen dus geen hele atoomkernen. De massa is dan ook niet achtmaal zo

klein geworden. De massa is wel een klein beetje gedaald, omdat er α- of β-deeltjes

door de instabiele atoomkernen zijn uitgezonden, deze hebben een hele kleine

massa.

c Als het aantal instabiele kernen achtmaal zo klein is geworden, is ook het aantal

instabiele atoomkernen dat per seconde vervalt achtmaal zo klein geworden. De

activiteit is het aantal instabiele atoomkernen dat per seconde vervalt, dus is de

activiteit dan ook achtmaal zo klein geworden.

64

a Maak de vervalvergelijking kloppend:

. Er wordt α-straling

uitgezonden.

b Na 3 halveringstijden is het aantal Po-210 atoomkernen 3 keer gehalveerd, dus 8 keer

zo klein geworden: (

)

.

c Elke Po-210 atoomkern die vervalt, verandert in een Pb-206 atoomkern. Na 3

halveringstijden zijn er Po-210 kernen vervallen. Dan

zijn er dus ook Pb-206 kernen ontstaan. De bron bevat dan Pb-206

kernen.

65

a .

b Oriëntatie:

De activiteit A van een radioactieve bron op een tijdstip t is het hellingsgetal van de

raaklijn aan de kromme in het N,t-diagram op dat tijdstip: (

) .

Uitwerking:

(

)

.

c (

)

( )

.

d Tussen t = 30 h en t = 90 h verlopen twee halveringstijden, waarin het aantal

instabiele kernen is viermaal zo klein wordt. Dan is de activiteit ook viermaal zo klein.

e Oriëntatie:

Voor de gemiddelde activiteit Agem in een periode Δt geldt:

.

Uitwerking:

( )

.

66

a Oriëntatie:

Voor de gemiddelde activiteit Agem in een periode Δt geldt:

.

Uitwerking:

.

b Uit Binas blijkt dat de halveringstijd van Po-210 138 dagen is. Dan zal de activiteit in

één uur vrijwel constant zijn.

67

a

.


b

.

c Oriëntatie:

Het aantal instabiele atoomkernen N is te berekenen met de in de opgave gegeven

nieuwe formule voor de activiteit A. Opmerking: je hoeft deze formule niet te kennen,

maar je moet er wel mee kunnen rekenen.

Zie Binas voor de halveringstijd van Rn-222: 3,825 dag.

Uitwerking:

.

d Oriëntatie:

Het aantal atomen Rn-222 per m3 buitenlucht is dus 1,4·10

6.

Zie Binas voor de atoommassa van Rn-222: 222,01757 u.

De massa ma van een atoom Rn-222 is te berekenen met de atomaire

massa-eenheid u: .

De massa m van het Rn-222 per m3 buitenlucht volgt uit N en ma (het aantal atomen

en de massa van een atoom):

Uitwerking:

.

68

a Oriëntatie:

Voor het aantal instabiele atoomkernen N in een radioactieve bron geldt

(

) met

.

Uitwerking:

Zie Binas voor de halveringstijd van Tc-99: 2,2·105 jaar.

(

)

(

)

Na 1,1 miljoen jaar is dus nog 3,1% van het Tc-99 over.

b Een Tc-99 kern bestaat uit 43 protonen en 99 – 43 = 56 neutronen. Een Tc-100 kern

bevat dus 57 neutronen.

c Bij β-verval blijft het massagetal van de kern gelijk en neemt het atoomnummer met 1

toe: pijl c.

d Zie de figuur op het tekenblad: .

e Oriëntatie:

Het aantal instabiele atoomkernen ΔN dat in een periode Δt vervalt is te berekenen uit

de gemiddelde activiteit:

.

Uitwerking:

Tussen t = 0 en t = 10 s is de gemiddelde activiteit 13·104 Bq:

Er zijn in de eerste 10 s dus 13·103 kernen Tc-100 vervallen.

f Het langlevende Tc-99 (halveringstijd 2,2·105 jaar) wordt omgezet in het kortlevende

Tc-100 (halveringstijd 15 s), waardoor de activiteit zeer snel afneemt tot vrijwel nul. Bij

het verval van Tc-100 ontstaat Ru-100, een isotoop die stabiel is en dus geen

kernstraling uitzendt.

69 [W] PET-scan in het ziekenhuis

70 [W] Productie van Tc-99m


71 [W] Activiteit en halveringstijd

5.5 STRALINGSBELASTING

72 [W] Stralingsschade en bescherming

73 [W] Experiment: Stralingsintensiteit en afstand


a Waar

b Niet waar: Röntgen- en γ-straling kunnen nooit volledig door een materiaal worden

geabsorbeerd.

c Waar

d Waar

e Waar

f Niet waar: Bij uitwendige bestraling γ-straling gevaarlijk.

g Niet waar: Bij inwendige bestraling is vooral α-straling gevaarlijk.

75

a Dracht is de afstand die α- en β-deeltjes afleggen in een materiaal. Bij de absorptie

van deze deeltjes botsen ze tegen atomen waarbij de snelheid van de deeltjes steeds

meer daalt, tot ze uiteindelijk stil staan en in het materiaal zijn opgenomen.

b Halveringsdikte is de dikte van het materiaal waarbij de helft van het aantal röntgen-

of γ-fotonen wordt geabsorbeerd. De fotonen bewegen altijd met de lichtsnelheid en

kunnen niet worden afgeremd. Bij een botsing met een atoom in het materiaal wordt

het foton geabsorbeerd: het atoom wordt geïoniseerd en het foton verdwijnt. De

absorptie is nooit volledig: er zijn altijd fotonen die door het materiaal heen dringen.

76 Bij het maken van een röntgenfoto wordt je bestraald met ioniserende straling. De

röntgenfoto is niet radioactief en je wordt zelf ook niet radioactief. Als je niet teveel

röntgenfoto’s laat maken in korte tijd, is het niet gevaarlijk.

77

a Bronnen van achtergrondstraling zijn kosmische straling, straling afkomstig van

radioactieve stoffen op aarde (bijvoorbeeld uranium en radongas) en straling

afkomstig van radioactieve stoffen in je lichaam (bijvoorbeeld jodium).

b Die stoffen krijgen we binnen via ons voedsel, het water wat we drinken en inademing

van de lucht.

c Figuur 38: de equivalente dosis van één röntgenfoto van je gebit is: H = 0,01 mSv.

Figuur 40: de jaarlijkse equivalente dosis achtergrondstraling per persoon in

Nederland is 1,8 mSv. Dus de equivalente dosis van 1800 röntgenfoto’s van je gebit is

gelijk aan de jaarlijkse equivalente dosis achtergrondstraling.

d Figuur 38: de equivalente dosis van één CT-scan is 10 mSv en de jaarlijkse

equivalente dosis achtergrondstraling per persoon in Nederland is 1,8 mSv. De

equivalente dosis van een CT-scan is 10/1,8 = 5,6 keer zo groot als de jaarlijkse dosis

achtergrondstraling.


78

a α- en β-straling zijn hiervoor heel geschikt, want van α- en β-straling is de dracht heel

klein, dus wordt alle straling in een klein gebied geabsorbeerd.

b Röntgen- en gammastraling zijn hiervoor heel geschikt, want deze straling wordt nooit

volledig geabsorbeerd, er gaat altijd een gedeelte door het lichaam heen.

c Röntgenstraling komt niet uit een radioactieve bron, maar wordt met een apparaat

opgewekt. Besmetting vindt plaats als je een radioactieve bron op of in je lichaam

hebt. Dat kan dus niet bij röntgenstraling.

79

a Besmetting vindt plaats als je radioactief materiaal (dus instabiele atomen) op of in je

lichaam krijgt. Bij bestraling absorbeert je lichaam (een gedeelte van) de ioniserende

straling die van het radioactieve materiaal komt. Besmetting duurt totdat de bron uit of

van je lichaam is. Bestraling duurt veel korter: zolang je in de buurt van het

radioactieve materiaal bent.

b Bij uitwendige bestraling bevindt de radioactieve bron zich buiten je lichaam. Bij

inwendige bestraling bevindt de radioactieve bron zich in je lichaam.

c Als er sprake is van uitwendige besmetting kun je dit bestrijden door je grondig te

wassen en het wegwerpen of wassen van de besmette kleding.

d Bij een kernexplosie worden de β-stralers Cs-137 en Sr-90 in de lucht geblazen. Deze

worden met de wind meegevoerd en vallen ergens anders weer op de grond. Mensen

(en dieren) krijgen deze stoffen via voedsel binnen en het lichaam slaat de stoffen op

in bot en spierweefsel. Hier kan het nog heel lang blijven zitten en je van binnenuit

bestralen.

80 Antwoord A is juist. Er is sprake van besmetting als er zich op of in het lichaam

radioactieve deeltjes bevinden. Het gevolg ervan is dat er straling op de huid of in het

lichaam komt. Uiteindelijk kan de equivalente dosis van de ontvangen straling zo hoog

worden dat er stralingsziekte optreedt.

81

a C-14 en K-40 zijn β-stralers, Ra-226 en Rn-222 zijn α-stralers.

b α-stralers zijn gevaarlijker in het lichaam dan β-stralers. Daarmee zouden Ra-226 en

Rn-222 allebei het gevaarlijkst zijn. Maar als je naar de halveringstijden van de

isotopen kijkt, is Rn-222 gevaarlijker dan Ra-226 omdat de halveringstijd van Rn-222

maar 3,835 dagen is terwijl de halveringstijd van Ra-226 zijn veel langer is: 1,6∙103

jaar. Dus zal de activiteit van Rn-222 veel hoger zijn.

82

a Het gas zal zich in een vrij korte tijd door de hele ruimte verspreiden, zodat afstand

houden geen zin heeft. Wel zo snel mogelijk weglopen, en de deur achter je dicht

doen.

b Een loodschort aantrekken is geen goede veiligheidsmaatregel: het gas zal om het

loodschort heen gaan en zo in je luchtwegen en op je huid komen.

83 ’s Avonds, als de schoonmakers komen, zal de röntgenapparatuur uit staan. Er is op dat

moment geen röntgenstraling in de afdeling, dus een loodschort is niet nodig.


84 Als de tumor vanuit verschillende richtingen wordt bestraald wordt het omliggende weefsel

telkens maar heel kort bestraald en daarmee wordt de schade aan het omliggende

weefsel beperkt.

85 Bij het doorstralen komen er geen radioactieve deeltjes op het voedsel. Het voedsel wordt

niet besmet en wordt dus ook niet zelf radioactief.

86 -

87 De dosis D is een maat voor de hoeveelheid geabsorbeerde stralingsenergie per kilogram

materiaal. Bij de equivalente dosis H wordt er rekening gehouden met het soort straling en

de biologische effecten daarvan. De equivalente dosis is daarmee een maat voor het

mogelijke effect van ioniserende straling op het menselijk lichaam.

88

a De dosis is de geabsorbeerde stralingsenergie per kg. Beide voorwerpen absorberen

evenveel stralingsenergie , maar de massa van voorwerp A is tweemaal zo groot, dus

zal de dosis van voorwerp A tweemaal zo klein zijn. De dosis van voorwerp B is

tweemaal zo groot als de dosis van voorwerp A.

b Voorwerp A wordt bestraald met α-straling en dat heeft een twintigmaal zo grote

stralingsweegfactor dan de β-straling waarmee voorwerp B wordt bestraald. Zouden

de voorwerpen dezelfde dosis ontvangen, dan zou de equivalente dosis van voorwerp

A twintigmaal zo groot zijn als de equivalente dosis van voorwerp B.

In dit geval is de dosis van voorwerp A tweemaal zo klein als die van voorwerp B, dus

is de equivalente dosis van voorwerp A tienmaal zo groot als de equivalente dosis van

voorwerp B.

89

a Het K-43 zendt γ-straling uit. Dit wordt zichtbaar op de foto als zwarte plekken. In de

linker opname is veel meer zwart te zien, daar is dus meer K-43 opgenomen door de

goed werkende hartspieren. De rechteropname is de slecht werkende hartspier.

b Een voordeel van Tl-201 is dat het geen β-straling uitzendt, dit wordt zorgt namelijk

voor inwendige bestraling van de hartspier. Een nadeel van Tl-201 is de grotere

halveringstijd. De patiënt moet langer in het ziekenhuis blijven wachten tot hij minder

straling uitzendt.

90

a Gammastraling heeft een groot doordringend vermogen, en gaat dus voor een deel

ongehinderd door het water heen. De energie van de doorgelaten straling wordt niet

door het water geabsorbeerd.

b Oriëntatie:

Voor de dosis D geldt

. Hierin is Estr de geabsorbeerde stralingsenergie.

Uitwerking:

.

91 Oriëntatie:


en voor de equivalente dosis H geldt .

Hierin wR de stralingsweegfactor, in dit geval die voor α-straling.

Uitwerking:


.

.

92 Oriëntatie:

De geabsorbeerde stralingsenergie Estr volgt uit het stralingsvermogen Pstr, de

blootstellingstijd Δt en het absorptiepercentage.



Uitwerking:

.

93

a

. b Zie Binas:

.

c Zie Binas: de halveringstijd van K-40 is 1,28·109 jaar. Vanwege deze zeer lange

halveringstijd zal de activiteit van K-40 gedurende een jaar vrijwel constant zijn.

d De bij het verval van K-40 uitgezonden β-straling heeft in het lichaam een dracht van

enkele mm en zal dus voor het overgrote deel door het spierweefsel zelf worden

geabsorbeerd.

e Oriëntatie:

Uit de (vrijwel constante) activiteit A en de energie Eβ van het bij verval uitgezonden β-

deeltje volgt het vermogen van de uitgezonden straling: . De activiteit A

geeft namelijk het aantal per seconde vervallende kernen K-40, en dus ook het aantal

per seconde uitgezonden β-deeltjes.

De geabsorbeerde stralingsenergie Estr volgt uit het stralingsvermogen Pstr, en de

blootstellingstijd Δt.



Uitwerking:

.

94

a

.

b Zie Binas: .

c Oriëntatie:

Uit de (vrijwel constante) activiteit A en de energie Eα van het bij verval uitgezonden α-

deeltje volgt het vermogen van de uitzonden straling: . De activiteit A

geeft namelijk het aantal per seconde vervallende kernen Rn-222, en dus ook het

aantal per seconde uitgezonden α-deeltjes.

Uitwerking:

.

d Oriëntatie:

De geabsorbeerde stralingsenergie Estr volgt uit het stralingsvermogen Pstr, en de


blootstellingstijd Δt.



Uitwerking:

.

e Bij de berekening van de equivalente dosis is uitgegaan van de gemiddelde

concentratie radongas in de buitenlucht. In de binnenlucht (in woningen, scholen,

kantoren enzovoort) is de radonconcentratie meestal hoger, zodat ook de equivalente

jaardosis hoger uitvalt. Daarnaast ontstaat bij het verval van Rn-222 de radioactieve

poloniumisotoop Po-218 (een α-straler) en daaruit de radioactieve loodisotoop Pb-214

(een β-straler) enzovoort. Ook deze isotopen leveren een bijdrage aan de equivalente

jaardosis als gevolg van de aanwezigheid van Rn-222 in de longen.

95 [W] Stralingsbronnen opsporen

96 [W] Stralingsdetectie

5.6 BEELDVORMING

97 [W] Medische beeldvormingstechnieken


a Waar

b Waar

c Niet waar: Bij nucleaire diagnostiek wordt een radioactieve stof in het lichaam van de

patiënt gebracht. De uitgezonden straling wordt buiten het lichaam gedetecteerd.

d Niet waar: Voor het maken van een scintigram worden radioactieve stoffen gebruikt

die meestal in het ziekenhuis worden geproduceerd.

e Niet waar: Een echogram wordt gemaakt met behulp van het terugkaatsen van de

geluidsgolven.

f Niet waar: Bij een MRI-scan loopt de patiënt geen stralingsdosis op.

99

a Een overeenkomst tussen een röntgenfoto en een CT-scan is dat er voor beide

beeldvormingstechnieken röntgenstraling wordt gebruikt. Een verschil is dat een

röntgenfoto 2-dimensionaal is en een CT-scan 3-dimensionaal.

b Voor een gebitscontrole is het maken van een röntgenfoto een geschikte

beeldvormingstechniek: de foto is snel gemaakt, de stralingsbelasting is laag en

tanden, wortels en kaakbot zijn goed zichtbaar op een röntgenfoto.

c Voor het in beeld brengen van een gecompliceerde botbreuk is een CT-scan geschikt.

Het bot is dan van alle kanten te bekijken.

d Een röntgenfoto is goedkoper en de stralingsbelasting van de patiënt is lager bij een

röntgenfoto.

100

a Met een scintigram kun je goed de doorbloeding van de hartspier in beeld brengen. Je

kunt dan goed bekijken hoe het hart functioneert, dus terwijl het klopt.


b Bij een zwangerschapscontrole kun je met een echogram de ligging van de foetus

goed in beeld brengen. Het is snel, goedkoop en niet schadelijk voor de foetus en de

moeder.

101

a Zowel bij een CT-scan als bij een MRI-scan krijg je een heel gedetailleerd beeld. Er

wordt een 3D beeld gemaakt waardoor het uitzenden en detecteren van straling in

een cirkel (of spiraal) rond de patiënt moet plaatsvinden. Hierdoor lijken de apparaten

uiterlijk erg op elkaar: de patiënt moet op een tafel liggen en wordt dan een tunnel in

geschoven waarbij het apparaat rond de patiënt draait.

b De CT-scan en de MRI-scan maken allebei een 3-dimensionaal beeld. Bij een CT-

scan ontvangt de patiënt een hoge equivalente dosis radioactieve straling, terwijl de

MRI-scan geen stralingsbelasting oplevert.

c De CT-scan en de MRI-scan kunnen allebei gebruikt worden bij hersenonderzoek.

Omdat de MRI-scan geen stralingsbelasting geeft, heeft deze de voorkeur.

d Een MRI-scan is de duurste beeldvormingstechniek en daarmee te duur voor de

gewone sporter.

102

röntgenfoto CT-scan Nucleaire

diagnostiek

Echografie MRI

a maakt gebruik van

röntgenstraling X X

b maakt gebruik van

radioactieve stoffen X

c gebruikt geen

ioniserende straling X X

d brengt zachte weefsels

goed in beeld X X X X

e brengt harde weefsels

goed in beeld X X X

f driedimensionaal beeld X X

g duurste techniek X

h makkelijkst toepasbaar X

103

a Bij een MRI-scan en een CT-scan moet de patiënt worden vastgemaakt aan een tafel

en schuift hij een soort koker in, dat kan beangstigend zijn. Bij een MRI-scan klinken

er ook nog harde geluiden en een MRI-scan duurt langer dan een CT-scan.

Bij nucleaire diagnostiek krijgt de patiënt een radioactieve vloeistof ingespoten, en

mag de patiënt pas weer het ziekenhuis uit als de radioactiviteit van de vloeistof

voldoende is afgenomen.

b De beste methode om stress te voorkomen is een goede voorlichting voorafgaande

aan het onderzoek.

104

a Eigen antwoord.

b Eigen antwoord.


105

A Nucleaire diagnostiek: de patiënt krijgt het radioactieve Tc-99m toegediend. Dit

concentreert zich in de tumor(en), waardoor er op het scintigram een donkere plek

ontstaat.

B Echografie: met geluidsgolven is de foetus goed in beeld te brengen en ook het

kloppende hartje is goed te zien. Het is niet schadelijk voor de foetus.

C Röntgenfoto: op een Thorax-röntgenfoto van de borst is goed te zien of de longen

gevuld zijn met lucht of met vocht.

D Nucleaire diagnostiek: de patiënt krijgt het radioactieve Tc-99m (in de vorm van de

verbinding Tc-tetrofosmine) toegediend. Deze verbinding hecht zich aan de rode

bloedlichaampjes, waardoor op het scintigram de bloedstroom door het hart zichtbaar

wordt.

E MRI-scan: daarmee kunnen de zachte weefsels van de knie zoals kruisbanden en

meniscus van alle kanten goed bekeken worden.

F PET-CT-scan: de plaats van een eventuele tumor is uit het driedimensionale beeld te

bepalen.

G Röntgenfoto, angiografie: de bloedvaten worden op de röntgenfoto zichtbaar gemaakt

met behulp van een sterk absorberende contrastvloeistof.

H Nucleaire diagnostiek: de patiënt krijgt het radioactieve I-123 toegediend. De

schildklier heeft de eigenschap jodium in de vorm van jodide op te nemen (in

follikelcellen), waardoor de werking van de schildklier beoordeeld kan worden op een

scintigram (na 4 uur en na 24 uur).

I Röntgenfoto: de kunstheup en botten zijn goed te zien op een röntgenfoto.

J Röntgenfoto: op de röntgenfoto is goed te zien of de bijholten vol zitten.

106 [W] Veiligheidsscanners op het vliegveld

5.7 AFSLUITING

107 -

108

a De fotonenergie Ef (in J) hangt af van de frequentie f (in Hz) van de

elektromagnetische straling volgens: . Hierbij is h de constante van Planck:

.

b Röntgenstraling is een vorm van elektromagnetische straling, die bestaat uit energie

die zich als een stroom fotonen met de lichtsnelheid voortplant. Röntgenstraling heeft

een doordringend en een ioniserend vermogen.

c Bij kernstraling komt er een deeltje uit de atoomkern. Dat kan een α- of β-deeltje of

een γ-foton zijn. Kernstraling heeft een doordringend en een ioniserend vermogen.

d Kernstraling wordt uitgezonden door de atoomkernen van een radioactieve stof. In

een radioactieve stof zijn de atoomkernen instabiel: op een willekeurig moment zendt

zo’n instabiele atoomkern een α- of β-deeltje of een γ-foton uit. Dit verschijnsel

noemen we radioactief verval. Door het uitzenden van een α- of β-deeltje verandert de

instabiele atoomkern in een atoomkern van een andere stof.

e De activiteit A (in Bq) van een radioactieve stof is het aantal instabiele atoomkernen

dat per seconde vervalt. Een activiteit van 1 Bq betekent dat er per seconde

gemiddeld één atoomkern vervalt.


f De halveringstijd t1/2 is de tijd waarin de activiteit van een radioactieve bron telkens

tweemaal zo klein wordt. Deze is per radioactieve stof verschillend.

g Bij radioactief verval wordt de activiteit A van een radioactieve stof in de loop van de

tijd t weergegeven door (

) met

. In deze formule is A0 de

activiteit op het tijdstip t = 0 s en t1/2 de halveringstijd.

h Het atoomnummer Z is het aantal protonen in de kern. Het massagetal A is het aantal

kerndeeltjes (protonen én neutronen) in de kern.

i Isotopen zijn kernen van dezelfde atoomsoort maar met een verschillend aantal

neutronen. Het atoomnummer van isotopen is gelijk, maar het massagetal verschilt.

j Bij α-verval ( of

) verdwijnen er twee protonen en twee neutronen uit de

atoomkern.

Bij β-verval ( of

) verandert in de kern een neutron in een proton en komt er

een elektron uit de kern.

Als bij radioactief verval een instabiele atoomkern een γ-foton uitzendt, verandert de

samenstelling van de atoomkern niet.

k Met een vervalvergelijking geef je weer wat er bij het radioactief verval van een

atoomkern gebeurt. Links van de pijl komt het symbool van de radioactieve isotoop,

rechts de symbolen van de nieuwe kern die ontstaat en het stralingsdeeltje. Het totale

aantal kerndeeltjes en de totale elektrische lading moeten links en rechts van de pijl

aan elkaar gelijk zijn.

l Voor het aantal instabiele atoomkernen N in de loop van de tijd t geldt:

(

) met

. In deze formule is N0 het aantal instabiele atoomkernen

op het tijdstip t = 0 s en t1/2 de halveringstijd.

m In een N,t-diagram kun je de activiteit A op een tijdstip t bepalen met een raaklijn aan

de grafiek. Voor de activiteit A op een tijdstip t geldt: (

) .

n De formule voor de gemiddelde activiteit van een radioactieve stof is:

.

o Als de atoommassa van een radioactieve stof is gegeven, dan is de massa van één

atoom te berekenen met waarbij u de atomaire massa-

eenheid is: u = 1,66∙10-27

kg.

Als de massa m van de radioactieve stof bekend is, is het aantal instabiele

atoomkernen N te berekenen met

.

p De dracht is de afstand die α- en β-deeltjes afleggen in een materiaal. Bij de absorptie

van deze deeltjes botsen ze tegen atomen waarbij de snelheid van de deeltjes steeds

meer daalt, tot ze uiteindelijk stil staan en in het materiaal zijn opgenomen.

q De halveringsdikte is de dikte van het materiaal waarbij de helft van het aantal

röntgen- of γ-fotonen wordt geabsorbeerd. De fotonen bewegen altijd met de

lichtsnelheid en kunnen niet worden afgeremd. Bij een botsing met een atoom in het

materiaal wordt het foton geabsorbeerd: het atoom wordt geïoniseerd en het foton

verdwijnt. De absorptie is nooit volledig: er zijn altijd fotonen die door het materiaal

heen dringen.

r De intensiteit I van röntgen- of γ-straling die een absorberend materiaal doorlaat hangt

af van de dikte d van het materiaal volgens: (

) met

. In deze

formule is I0 de intensiteit van de invallende straling en d1/2 de halveringsdikte.

s Bij de absorptie van ioniserende straling wordt energie van de stralingsdeeltjes of de

fotonen geabsorbeerd.

t Achtergrondstraling is de kosmische straling en de straling afkomstig van radioactieve

stoffen op aarde en in het lichaam. Deze straling is overal op aarde aanwezig.


u Als een stralingsbron zich buiten het lichaam bevindt, zorgt dat voor uitwendige

bestraling van het lichaam. Als de radioactieve stoffen zich op of in het lichaam

bevinden, is er sprake van besmetting. De radioactieve stoffen in het lichaam zorgen

voor inwendige bestraling.

v De dosis D (in Gy) is de hoeveelheid stralingsenergie Estr (in J) die 1 kg van het

bestraalde voorwerp heeft geabsorbeerd:

.

Bij de equivalente dosis H wordt rekening gehouden met het grotere effect van α-

straling: . Hierbij is wR de stralingsweegfactor, deze is 20 voor α-straling

en 1 voor de andere soorten straling.

109 [W] Risicoafweging

110 Oriëntatie:

Voor het maken van een scintigram moet de activiteit groot genoeg zijn, en de

stralingsbelasting voor de patiënt zo laag mogelijk.

Uitwerking:

Door de kortere halveringstijd van I-123 is de activiteit van deze isotoop in het begin (op

en direct na het tijdstip t = 0 s groter dan die van I-131: vergelijk de helling van de raaklijn

aan de beide vervalkrommes op het tijdstip t = 0 s. Daardoor is de intensiteit van de door I-

123 uitgezonden straling groter dan bij I-131. Voor eenzelfde stralingsintensiteit

(voldoende voor het maken van een scintigram) is dus een kleiner aantal instabiele

atoomkernen van I-123 nodig. Daardoor is de stralingsbelasting van de patiënt kleiner. De

jodiumisotoop I-123 is dus het meest geschikt voor dit onderzoek.

111

a Oriëntatie:

Voor de activiteit A van een radioactieve bron geldt (

) met

.

Binas: voor Co-60 is t1/2 = 5,27 jaar.

Uitwerking:

(

)

.

De bron moet na 21 jaar worden vervangen.

b Oriëntatie:

Voor de equivalente dosis H geldt . Hierin is wR de stralingsweegfactor, in

dit geval die voor γ-straling. Voor de dosis D geldt

. Hierin is Estr de

geabsorbeerde stralingsenergie. De maximale blootstellingstijd volgt uit de

geabsorbeerde stralingsenergie Estr en het stralingsvermogen Pstr.

Uitwerking:

. De maximale

blootstellingstijd is dus 1,5·104 uur (1,7 jaar).

112

a Een overeenkomst tussen röntgen- en γ-straling is dat ze beide een vorm van

elektromagnetische straling zijn, en dus uit fotonen bestaan.


Een verschil tussen röntgen- en γ-straling is de energie van de fotonen: de foton-

energie van γ-straling is groter dan die van röntgenstraling.

b

.

c Oriëntatie:

Voor het controleren van de werking van de badges moet de badge bestraald worden

met de soort straling waarvoor de badge gevoelig is.

Uitwerking:

Po-209 is een α-straler, en dus ongeschikt voor het testen van de badges op β-

straling. Cs-137 en Sr-90 zijn beide β-stralers, maar Cs-137 zendt naast β-straling ook

γ-straling uit. Voor het testen van de badges op β-straling is dus Sr-90 het meest

geschikt, omdat deze isotoop alleen β-straling uitzendt.

5 Straling en gezondheid - natuurkunde-bovenbou · c Niet waar: De fotonenergie van ultraviolette...

Documents

Transcript of 5 Straling en gezondheid - natuurkunde-bovenbou · c Niet waar: De fotonenergie van ultraviolette...