hoofdstuk 5

Overal Natuurkunde 4 havo
Samenvatting
5 Straling
Straling en bronnen
Stralingsoort
α
Komt
uit
kern
β
γ
kern
kern
röntgenstraling
apparaat
Bestaat uit
He -kernen
elektronen
elektromagnetische
straling
elektromagnetische
straling
4
2
Doordringend
vermogen
gering
Ioniserend
vermogen
Zeer groot
gemiddeld
groot
gemiddeld
gering
groot
gering
 Straling beweegt in rechte lijn vanuit de bron. Hoe groter de
afstand tot de bron, hoe minder sterk de straling is.
 Een meetapparaat voor straling van radioactieve stoffen is een
GM-teller.
 Er zijn natuurlijke en kunstmatige bronnen van ioniserende straling.
 Achtergrondstraling is altijd in onze omgeving aanwezig.
 Als er radioactief materiaal op of in de ontvanger terechtkomt, is de
ontvanger besmet. Als de ontvanger niet in direct contact komt met
het radioactieve materiaal is er alleen sprake van bestraling.
Atomen die vervallen
A
A = (atoom)massagetal
N = aantal neutronen
Z = aantal protonen =
atoomnummer
A=N+Z
Een atoom of element noteer je als Z X .
Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met een verschillend
aantal neutronen.
Sommige isotopen zijn stabiel en vervallen dus niet. Anderen zijn
instabiel en zullen na verloop van tijd vervallen en daarbij straling
uitzenden.
Door het vervallen verandert het aantal protonen en het aantal
neutronen van de moederkern en ontstaat een dochterkern = een
ander element.
Voor een vervalvergelijking geldt massabehoud en ladingbehoud.
matoom = A ∙ u
1 u = 1,66054 ∙ 10-27 kg.
19
8O
→
19
9
F +
0
1 e
Ioniserende werking en doordringend vermogen
Straling bezit energie waarmee het atomen kan ioniseren. Bij γ- en
röntgenstraling hebben fotonen die energie en bij α- en β-is het
bewegingsenergie. Hoe meer energie, hoe groter het ioniserend
vermogen.
Ioniserende straling dringt meer of minder ver door in stoffen. De
maximale afstand die α- of β-deeltjes in een stof afleggen heet de
dracht. De dracht hangt af van:
 het soort deeltje (α of β);
 de beginenergie van het deeltje;
 de soort stof waar de straling door gaat.
γ- en röntgenstraling hebben een groot doordringend vermogen,
omdat ze minder ioniseren.
Een doorlaatkromme geeft het percentage fotonen weer als functie
van de afstand die ze in een stof afleggen. De halveringsdikte d½ van
een stof is de dikte waarbij de intensiteit van de straling gehalveerd is.
© Noordhoff Uitgevers Overal Natuurkunde 4 havo
Samenvatting hoofdstuk 5 Straling
Keuzes bij bestraling:
 Welke soort straling?
 Welke energie?
 Is schade aan levend materiaal aanvaardbaar (gezondheidszorg)?
 Is schade aan levend materiaal voldoende (voedselconservering,
radiotherapie)?
 Is het veilig voor de mensen die met de straling werken?
Activiteit en halveringstijd
De activiteit A (in Bq) van een radioactieve stof is het aantal kernen
dat per seconde vervalt. De activiteit meet je met een GM-teller of
scintillatieteller. Daarbij moet je rekening houden met de
achtergrondstraling.
Met een dosimeter kun je de persoonlijk opgelopen hoeveelheid
straling meten.
Bij verval blijven steeds minder instabiele kernen over. Ook de
activiteit neemt steeds verder af. Het tempo van vervallen geef je aan
met de halveringstijd t½. Dat is de tijd waarin de helft van alle
instabiele kernen is vervallen, en ook de tijd waarin de activiteit A
met de helft is afgenomen. Hoe instabieler de kernen van een isotoop
zijn, des te kleiner is de halveringstijd.
Wanneer de halveringstijd klein is, is de activiteit in het begin hoog en
neemt snel af. Activiteit en halveringstijd zijn omgekeerd evenredig
met elkaar.
Bij (medische) toepassingen moet je rekening houden met de
activiteit, het doordringend vermogen en de halveringstijd.
De biologische halveringstijd is de tijd waarin de mens de helft van de
opgenomen radioactieve stof weer uitscheidt.
Vanwege de langdurige activiteit van isotopen met grote halveringstijd
moeten ze heel lang veilig worden opgeslagen.
A = -∆N / ∆t
N = N0 ∙ (½)n
n = t / t½
A = A0 ∙ (½)n
Effecten van straling
Er ontstaat schade in het lichaam doordat ioniserende straling cellen
in het lichaam beschadigt.
De stralingsdosis D is de hoeveelheid geabsorbeerde
stralingsenergie per kg weefsel.
Bij het berekenen van de stralingsenergie moet je rekening houden
met de activiteit, de energie per deeltje en de tijdsduur van de
D = Estr / m
bestraling.
Per soort straling verschilt de schadelijkheid. Dat geef je aan met de
stralingsweegfactor wR.
Het dosistempo geeft aan hoe groot de dosis is die je per tijdseenheid H = wR ∙ D
ontvangt.
grootheid
eenheid
naam
symbool
naam
symbool
A
aantal kerndeeltjes of nucleonen (= massagetal)
N
aantal neutronen in de kern
Z
aantal protonen in de kern (= atoomnummer)
aantal instabiele kernen na n halveringstijden
N
aantal instabiele kernen op tijdstip t = 0 s
N0
t½
halveringstijd
seconde
s
A
activiteit
becquerel
Bq
D
stralingsdosis
gray
Gy = J/kg
Estr
hoeveelheid geabsorbeerde stralingsenergie
joule
J
m
massa
kilogram
kg
H
equivalente dosis
sievert
Sv = J/kg
wR
stralingsweegfactor
© Noordhoff Uitgevers Overal Natuurkunde 4 havo
Samenvatting hoofdstuk 5 Straling