Samenvatting Straling en gezondheid

Ioniserende straling

Hoofdstuk 8

Newton Havo

Ioniserende straling

Soorten Ioniserende straling

• Alfadeeltjes zijn relatief groot en zwaar (het zijn heliumkernen die bestaan uit twee protonen en twee neutronen). Alfastralen zijn dus niet erg doordringend en kunnen gemakkelijk worden tegengehouden. Een vel papier of een laag lucht van 3 cm volstaat.

Soorten Ioniserende straling

• Bètastralen zijn veel lichtere energiedeeltjes (elektronen). Ze kunnen worden tegengehouden door bijvoorbeeld een aluminiumplaat van enkele millimeters dik of door 3 meter lucht.

Soorten Ioniserende straling• Gammastralen zijn golven van pure

energie zonder massa. Zoals alle elektromagnetische golven bewegen ze met de snelheid van het licht, ongeveer 300.000 kilometer per seconde. Hun energie wordt bepaald door hun frequentie

• Gammastralen hebben een zeer sterk doordringingvermogen in de omgevende materie. Ze kunnen alleen worden tegengehouden door enkele centimeters tot meters van een materiaal met hoge dichtheid, zoals ijzer, beton of lood, afhankelijk van de intensiteit van de straling.

• Gammastraling gaat door honderden meters lucht zonder merkbaar energieverlies.

Soorten Ioniserende straling

-stralingbestaat uitsnelle He-kernen

-stralingbestaat uitzeer snellevrijeelektronen

γ-stralingbestaat uitfotonen

röntgen-straling(fotonen)

grootioniserendvermogen

kleinioniserendvermogen

zeer kleinioniserendvermogen

zeer kleinioniserendvermogen

geringe dracht(cm)

vrij grotedracht(m)

zeer grotedracht

zeer grotedracht

kleindoordringendvermogen

grootdoordringendvermogen

zeer grootdoordringendvermogen

zeer grootdoordringendvermogen

Röntgenstraling

• Groot doordringend vermogen, afhankelijk van energie

• wordt wel grotendeels geabsorbeerd door zware metalen maar ook door bijv. barium

• voorbeeld van toepassing: http://intranet.vituscollege.nl

/Vaklokalen/Natuurkunde/Applets/ll

_menu/bovenbouw/6vwo/atoomfysica/

Rontgenstralen/rontgen_1.htm

Radioactiviteit kan worden gemeten – eenheden

• De eenheid voor radioactiviteit is de becquerel, afgekort tot Bq. Eén becquerel is gelijk aan één verval per seconde. De becquerel is dus een eenheid voor de hoeveelheid radioactief materiaal en verwijst naar de hoeveelheid van dit materiaal waarin één verval plaatsvindt per seconde. Bijvoorbeeld: het water in de oceaan heeft een radioactiviteit van ongeveer 12 Bq per liter.

Radioactief verval

Instabiele kernen vervallen en zenden straling uit. Wanneer valt niet te voorspellen

Halveringstijd: t1/2:

na t1/2 seconden is de helft van het aantal instabiele kernen vervallen. Elke isotoop heeft zijn eigen halveringstijd.

Activiteit=het aantal kernen dat per seconde vervalt.(eenheid s-1=Bq)

Iedere radionucleïde heeft zijn eigen halveringstijd.

Iridium-191 4,9 seconden

Jodium-123 13 uur

Iridium-192 74 dagen

Kobalt-60 5,27 jaar

Caesium-137 30 jaar

Koolstof-14 5.730 jaar

Plutonium-239 24.065 jaar

Jodium-129 15.700.000 jaar

Uranium-235 704.000.000 jaar

Er zijn duizenden radionucleïden, elk met hun eigen halveringstijd.

http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/applist/decay/decay.htm

Halveringstijd(=halfwaardetijd)

N(t)=N(0)·(½)t/T

Binas tabel 35.8 (71)

2

1t

t

A(0)·(½)A(t)

-A(t)omdat En

t

N

Voorbeeld:

Van een isotoop Ni-65 is de activiteit op een bepaald moment

Bereken wanneer de activiteit is

Bq4102,4 Bq4109,0

Oplossing:

De halveringstijd is 2,6 u.

uurtut

xxx

7,3679,36,2415,1

415,12,6

t415,1

(½)log

375,0log(½)log375,0log

(½)log375,0log(½)375,0(½)104,2

109,0

·(½)104,2109,0·(½)104,2109,0

A(0)·(½)A(t)

xxx4

4

x442,6

t44

t

t

2

1

Meten van ioniserende straling

• Badge(dosismeter): fotografisch vastleggen van de opgelopen hoeveelheid straling

• resultaat pas zichtbaar na ontwikkelen

• registreert opgevangen stralingdosis in periode

Meten van ioniserende straling

• Geiger-Muller telbuis: telt deeltjes per seconde op bepaald moment

• resultaat direct hoorbaar(zichtbaar)

• registreert activiteit

Meten van ioniserende straling

• Dosistempometers meten het dosistempo in microsievert of millisievert per uur

• Sommige geven een signaal als er een bepaalde waarde wordt overschreden

Effect van straling op levend weefsel

• Dosis D is de hoeveelheid geabsorbeerde straling in Gray(Gy) = J.kg-1

• D = Estr / m waarin Estr is de geabsorbeerde stralingsenergie

• 1Gy=1Sv mits de weegfactor één is.

• Dosisequivalent H is een maat voor het effect van ioniserende straling op het lichaam in Sievert(Sv)

• H=D•weegfactor • deze weegfactor is 20

bij en 1 bij en -straling

Effecten van straling• Net zoals de zon onze huid kan verbranden, kan ook

ioniserende straling schade toebrengen aan ons lichaam.

• Hoe gebeurt dit? Ioniserende straling kan elektronen van atomen of moleculen uit hun baan trekken (ionisatie). Deze ionisatie kan celschade veroorzaken. Nu is dit een constant proces, ook in ons lichaam, want we staan onafgebroken bloot aan ioniserende straling. Ons lichaam echter heeft hiertegen een doeltreffend herstelmechanisme ontwikkeld: het produceert voortdurend nieuwe cellen.

• Soms evenwel is de schade onherstelbaar. De aangetaste cellen sterven af of leven voort in een gewijzigde vorm: ze hebben een mutatie ondergaan.

• Het risico op gevaarlijke effecten voor de gezondheid is afhankelijk van:

de duur van de blootstelling

de intensiteit van de bestraling

het type bestraling.

Effecten van straling

• Een zeer grote dosis straling kan leiden tot het afsterven van zo veel cellen dat het lichaam ze niet snel genoeg kan vervangen. Ernstige symptomen, zoals huidverbranding, braken en interne bloedingen, zijn daarvan het gevolg.

• Bij ongeveer 10.000 mSv of meer sterft de persoon na enkele dagen of weken. Dergelijke effecten deden zich alleen nog maar voor bij het gebruik van kernwapens en als gevolg van enkele ernstige ongevallen met kernreactoren. Het zwaarste kernongeval vond plaats in 1986 in Tsjernobyl.

• Er zijn geen bewijzen voor een overmaat van kankergevallen bij doses onder ca. 200 mSv (dit geldt niet voor foetussen in de baarmoeder, waar doses van ca. 10 mSv kanker kunnen veroorzaken)

Stralingsnormendosislimiet

• Limiet wordt door overheid ingesteld:• maximale stralingsbelasting 5mSv/jaar (voor

een normale Nederlander die niet dagelijks werkzaam is met ioniserende straling)

• achtergrondstraling: 2mSv/jaar

• zie voor effecten van straling tabel 99F(225) van je Binas

Werkwijze(algemeen)

• Tekst in zijn geheel inclusief vragen goed doorlezen

• Gegevens uit tekst halen(liefst met symbolen en eenheden)

• vraag vertalen naar natuurkundige grootheid

• bijbehorende formule zoeken

• invullen en uitrekenen

• uitkomst noteren met eenheid en in juiste aantal significante cijfers

• ordegrootte controleren