5 Straling en gezondheid

5 Straling en gezondheid
Ioniserende straling | VWO
Uitwerkingen basisboek
5.1 INTRODUCTIE
1
[W] Toepassingen en risico
2
[W] Atoombouw
3
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
4
a
b
c
d
Bij een diagnose wordt de ziekte of het probleem in het lichaam vastgesteld.
Röntgenfoto, CT-scan, scintigram.
Therapie is erop gericht om een ziekte te genezen.
Uitwendige of inwendige bestraling van een tumor. Hierbij worden de schadelijke
cellen gedood.
5.2 RÖNTGENSTRALING
5
[W] Beeldvorming met röntgenstraling
6
[W] Experiment: Stralingsintensiteit en absorptie
7
Waar of niet waar?
a Waar
b Niet waar: Straling met een laag doordringend vermogen wordt gemakkelijk
geabsorbeerd.
c Waar
d 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.
e Waar
f
Niet waar: Een loodplaat met een dikte van tweemaal de halveringsdikte absorbeert
75% van de röntgenstraling (het laat 50% x 50% = 25% door).
g Waar
h Waar
8
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.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 1 van 22
9
massief blokje
hol blokje
n.b. een leerling kan dit natuurlijk ook “in negatief” hebben getekend, en ook dat is goed.
10
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.
11
Bot houdt meer straling tegen en heeft dus de kleinste halveringsdikte. Zacht weefsel heeft
de grootste halveringsdikte.
12
a
b
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.
Als 25% van de straling wordt doorgelaten, wordt de rest geabsorbeerd, dat is
100% - 25% = 75%.
13
a
b
De intensiteit van de doorgelaten röntgenstraling hangt af van de intensiteit van de
invallende röntgenstraling, de dikte van het materiaal en het soort materiaal.
Als de intensiteit van de invallende röntgenstraling groter is, dan is de intensiteit van
de doorgelaten straling groter. Als de dikte van het materiaal groter is, dan is de
intensiteit van de doorgelaten straling kleiner. Als het materiaal dichter (compacter) is,
dan is de intensiteit van de doorgelaten straling kleiner.
14
Eigen antwoord.
15
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
3
doorgelaten straling is dan 2 x 2 x 2 = 2 = 8 keer zo klein.
16
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.
17
a
b
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.
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
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 2 van 22
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.
18
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.
halveringsdikte d1/2 (cm)
dikte
d (cm)
aantal halveringsdiktes
n (=
)
A
B
C
D
E
F
1
1
1
2
1
3
0,5
1
0,5
2
1,5
3
1
2
3
2
4
2
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.
19
Oriëntatie:
( ) met
Voor de intensiteit I van de doorgelaten straling geldt
.
Uitwerking:
a
( ) 
( ) 

.

b
( )
( )
Het weefsel laat 27% van de invallende straling door, en absorbeert dus 73% van de
invallende straling.

c
( )
( )
.
Het weefsel laat 2,4% van de invallende straling door.
20
a
b
21
⁄

( )
( )
Het bot laat 6,3% van de invallende straling door.
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.
Oriëntatie:
Voor de eenheid elektronvolt (eV) geldt:
Voor de foton-energie geldt
, waarin
Uitwerking:
a
.
.
.
.
b
c
.
De energie (in keV) is 10 keer zo klein, dus zijn de fotonenergie (in J) en de frequentie
ook 10 keer zo klein. Beide antwoorden moeten dus door 10 gedeeld worden.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 3 van 22
22
Oriëntatie:
Voor de foton-energie geldt
, waarin
.
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:
a
.
b
röntgenfotonen.
23
a
b
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.
Bij een gegeven fotonenergie
is in het diagram van figuur 14 de
halveringsdikte af te lezen:
voor bot en
voor zacht
weefsel. Op de lijn B’B in figuur 15 bevindt zich alleen zacht weefsel. De dikte d van
dit weefsel is 2,3 cm in de figuur. Rekening houden met de schaal van 1:3 is de dikte

dus:
( )
c

( )
.
Het zachte weefsel laat 80% van de invallende straling door.
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
( )
d

( )

.
Het zachte weefsel en het bot samen laten 76% van de invallende straling door.
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).
24
.
a
b
( )
( )
.
Het loodschort laat 2,7% van de invallende straling door, en houdt dus 97% van de
invallende straling tegen.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 4 van 22

c
( )
d
( )
.
Het loodschort laat 95,7% van de invallende straling door, en houdt dus 4,3% van de
invallende straling tegen.
Dan zou het loodschort 2,7% van de invallende straling mogen doorlaten:

(
( )
)
. Bereken met de grafische
rekenmachine het snijpunt van de 2 lijnen Y1=0,5^X en Y2=0,027 

.
e
Dat zou veel te zwaar worden.
25
[W] Röntgenbuis
26
[W] Röntgenstraling in de industrie
5.3 KERNSTRALING
27
[W] Beeldvorming met kernstraling
28
Waar of niet waar?
a Waar
b Niet waar: Een radioactieve atoomkern stoot bij α- en β-verval een deeltje uit.
Bij γ-verval wordt een foton uitgezonden.
c Waar
d Niet waar: Een activiteit van 5 kBq betekent dat in de radioactieve bron per seconde
3
5·10 instabiele atoomkernen vervallen.
e Niet waar: Na twee halveringstijden is de activiteit van een radioactieve bron
afgenomen met 75%.
e
f
Niet waar: Na 15 uur is de activiteit 7/9 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
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).
31
a
b
c
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.
De α- en β-deeltjes raken bij de botsing energie kwijt, waardoor ze na de botsing
langzamer zullen bewegen.
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
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 5 van 22
afnemen, waardoor de deeltjes snel stil komen te staan en dus niet ver in het
materiaal kunnen doordringen.
32
A
B
C
D
E
F
Röntgenstraling. Er wordt een röntgenfoto van de borst gemaakt. Er wordt weinig
schade aangericht en er gaat veel straling door het weefsel heen.
Bij het gebruiken van een tracer is een γ-straler het meest geschikt: de uitgezonden γstraling is buiten het lichaam meetbaar en richt weinig schade aan.
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.
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.
De straling van een β-straler zal net genoeg de huid binnen kunnen dringen om de
schadelijke cellen te doden.
Injectiespuiten kunnen het best gesteriliseerd worden met γ-straling, dat gaat goed
door het plastic verpakkingsmateriaal en de (plastic) injectiespuiten heen.
33
6
a
b
c
Op t=0 s is de activiteit A = 4 MBq, er vervallen dan 4,0∙10 kernen per seconde.
Na 8 dagen is de activiteit A = 2 MBq. De halveringstijd is dus 8 dagen.
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.
34
a
b
c
d
Aflezen wanneer A = 37,9 MBq: t1/2 = 25 min.
Na 50 min is A = 19 MBq, dat is ¼e van 75,8.
5 keer halveren na 5 x 25 = 125 min.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 6 van 22
35
a
b
Op t = 10 s is A = 11 MBq.
a
De activiteit van een radioactieve bron zal afhangen van het aantal instabiele
atoomkernen N, en het aantal verstreken halveringstijden n.
Als N groter is, dan is de activiteit van de bron groter. Als n groter is, dan is de
activiteit van de bron kleiner.
36
b
c
( ) met
.
37
Eigen antwoord.
38
Oriëntatie:
Maak eerst een tabel voor de activiteit van de bronnen.
Uitwerking:
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.
39
Oriëntatie:
t
AbronA AbronB
Maak eerst een tabel voor de activiteit van de bronnen.
0
200
100
Uitwerking:
1
100
a Bij de bron met de kleinste halveringstijd neemt de
2
50
50
activiteit het snelste af. Dat is dus bij bron A.
3
25
b Voor stof B duurt het twee keer zo lang totdat de
4
12,5
25
activiteit is gehalveerd, vandaar de lege plekken in de
5
6,3
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.
40
()
n = t/t1/2
0
1
2
3
4
5
AbronA
200
100
50
25
12,5
6,3
AbronB
100
50
25
12,5
6,3
3,1
, 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.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 7 van 22
41
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
e
kBq (4 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.
beginactiviteit
halveringstijd
A0 (kBq)
t1/2 (s)
aantal halveringstijden
nodig voor 1,25 kBq: n
benodigde tijd t = n∙t1/2 (s)
A
10
120
B
10
200
C
10
60
D
5
120
E
20
200
F
40
60
3
3
3
2
4
5
360
600
180
240
800
300
42
a
b
c
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.
Lees in de één na laatste kolom van Binas, tabel 25, de halveringstijd af:
9
U-238 heeft een halveringstijd van: t1/2 = 4,47∙10 jaar
10
Th-232 heeft een halveringstijd van: t1/2 = 1,4∙10 jaar
K-40 heeft een halveringstijd van: t1/2 = 1,28∙109 jaar
De aarde bestaat al miljarden jaren, de stoffen met een korte halveringstijd zijn al lang
bijna volledig vervallen.
43
Co-60 zendt β - (en γ-)straling uit en heeft een halveringstijd van: t1/2 = 5,27 jaar,
Tc-99m zendt γ-straling uit en heeft een halveringstijd van: t1/2 = 6,0 uur en
I-131 zendt β- (en γ-)straling uit en heeft een halveringstijd van: t1/2 = 8,0 dagen
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. De halveringstijd
hiervan moet voldoende lang zijn, zodat de bron wat langer in het ziekenhuis bewaard
en gebruikt kan worden. 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.
44
( ) en
( )

(oplossen met behulp van
Calc  Intersect op je GR, zie blz 185).

© ThiemeMeulenhoff bv
.
Pagina 8 van 22
(
45
)


.
46
a
b
Alleen γ-straling is meetbaar buiten het lichaam, α- en β-straling worden in het
lichaam al helemaal geabsorbeerd.
De halveringstijd van I-123 is 13,3 uur (zie Binas).
(

)

⁄
.
47
a
b
c
d
e
f
I-131 zendt β- en γ-straling uit.
t1/2 = 8,0 dagen.
De β-straling heeft dichtbij een groot
ioniserend vermogen, dus deze straling is
vooral verantwoordelijk voor de
beschadiging van de cellen.
Omdat het radioactieve I-131 niet alleen
verdwijnt door radioactief verval, maar
ook doordat het door het lichaam wordt
afgevoerd, neemt het aantal radioactieve
deeltjes in het lichaam sneller af dan
verwacht.
Aflezen op welk tijdstip de activiteit 115
MBq is geworden: t1/2 = 6 dagen.
48
[W] Koolstofdatering
49
[W] Straling in de industrie
5.4 RADIOACTIEF VERVAL
50
[W] Experiment: Radioactief verval
51
Waar of niet waar?
a Waar
b Niet waar: Isotopen zijn atoomkernen met hetzelfde aantal protonen en een
verschillend aantal neutronen.
c Niet waar: In een radioactieve bron zijn sommige atoomkernen instabiel, door het
verval ontstaan voortdurend ook stabiele atoomkernen.
d Niet waar: Als er bij radioactief verval een deeltje met massa en/of lading wegschiet
ontstaat er een andere atoomkern. Bij γ-verval niet blijft de atoomkern dezelfde.
e Niet waar: Bij β -verval van de radioactieve isotoop C-14 ontstaat N-14.
f
Niet waar: Voor α-verval zijn 2 protonen en 4 neutronen nodig. Tritium heeft maar drie
kerndeeltjes en kan dus geen α-deeltje uitzenden bij verval.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 9 van 22
52
a
Vul eerst de tabel aan met behulp van: Z + N = A, zoek vervolgens op in Binas:
isotoop
P
Q
R
b
c
53
Z
29
7
5
N
35
9
6
A
64
16
11
naam
Koper
Stikstof
Boor
symbool
Cu-64
N-16
B-11
Cu-64 is instabiel en zendt β-straling uit, N-16 is instabiel en zendt ook β-straling uit,
B-11 is stabiel.
en
.
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
.
54
a
b
c
e
e
Zoek het atoomnummer Z op in Binas en vervolgens het vervalproduct, zie 4 en 5
kolom in onderstaande tabel.
Bij β--verval gaat het atoomnummer 1 omhoog en blijft het massagetal gelijk,
bij β+-verval gaat het atoomnummer 1 omlaag en blijft het massagetal gelijk,
bij α-verval gaat het atoomnummer 2 omlaag en het massagetal 4 omlaag.
Zie kolom 6 t/m 9 in onderstaande tabel.
Zie kolom 10 in onderstaande tabel.
atoomsoort
waterstof
stikstof
strontium
plutonium
radioactieve isotoop
isotoop Z
A
H-3
1
3
N-12
7
12
Sr-90
38 90
Pu-240 94 240
soort straling
β
β+
β
α
Z
2
6
39
92
A
3
12
90
236
vervalproduct
naam
symbool
helium
He-3
koper
C-12
yttrium
Y-90
uranium
U-236
radioactief?
nee
nee
ja
ja
55
a
b
.
.
.
56
57
a
b
© ThiemeMeulenhoff bv
.
.
Pagina 10 van 22
58
a
b
c
Van de verstreken tijd, van de halveringstijd en van het aantal instabiele kernen
waarmee je begint.
Als de verstreken tijd groter is, zal het aantal instabiele kernen afnemen.
Als de halveringstijd groter is, zal het aantal instabiele kernen na een bepaalde
verstreken tijd kleiner zijn.
Als het aantal instabiele kernen bij aanvang groter is, zal na een bepaalde verstreken
tijd het aantal instabiele kernen ook groter zijn.
( ) met
.
59
[W] Computersimulatie: Radioactief verval
60
Eigen antwoord.
61
a
b
c
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.
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.
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.
62
a
b
Maak de vervalvergelijking kloppend:
. Er wordt α-straling
uitgezonden.
Na 3 halveringstijden is het aantal Po-210 atoomkernen 3 keer gehalveerd, dus 8 keer
zo klein geworden:
c
63
( )
.
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.
Oriëntatie:
Maak een tabel voor het verloop van het aantal instabiele kernen en de activiteit van de
bronnen.
Uitwerking:
t
NbronA NbronB 63 AbronA
AbronB
0
100
100
100
200
1
50
100
2
50
25
50
50
3
12,5
25
5
25
6,25
25
12,5
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 11 van 22
a
b
Zie kolom 2 en 3 van de tabel. Het aantal instabiele kernen neemt bij bron B af in twee
keer zo korte tijd, dus neemt het aantal instabiele kernen bij bron B twee keer zo snel
af. De activiteit van bron B is dus twee keer zo groot als de activiteit van bron A op
tijdstip t = 0 s.
Zie kolom 4 en 5 van tabel. De beginactiviteit van bron B is twee keer zo hoog en
neemt twee keer zo snel af als de activiteit van bron A. In de tabel is goed te zien dat
na één halveringstijd van bron A de activiteit van bron B vier keer zo klein is geworden
en dus gelijk is aan de activiteit van bron A.
64
a
b
c
.
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:
Op t = 30 uur:
(
)
Op t = 90 uur:
(
)
,
(
)
.
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.
65
a
.
b
Uit Binas blijkt dat de halveringstijd van Po-210 138 dagen is. Dan zal de activiteit in
één uur vrijwel constant zijn.
a
b
c
.
.
Zie Binas voor de halveringstijd van Rn-222: 3,825 dag.
66

d
.

Zie Binas voor de atoommassa van Rn-222: 222,01757 u en

.
67
a
b
.
Achtergrondstraling is 24 cpm, dus



⁄
⁄
en
dus de activiteit is 2 keer gehalveerd
. Dit komt overeen met de in Binas
genoemde halveringstijd van As-76 dus deze stof zou arseen kunnen zijn.
c

.

Zie Binas voor de atoommassa van As-76: 75,92240 u en

.
68
[W] Productie van Tc-99m
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 12 van 22
69
[W] Activiteit en halveringstijd
70
[W] Computermodel van radioactief verval
5.5 STRALINGSBELASTING
71
[W] Stralingsschade en bescherming
72
[W] Experiment: Stralingsintensiteit en afstand
73
Waar of niet waar?
a Niet waar: Als de dikte van een materiaal groter is dan de dracht, worden α- en βstraling volledig door het materiaal geabsorbeerd.
a Niet waar: Röntgen- en γ-straling kunnen nooit volledig door een materiaal worden
geabsorbeerd.
b Waar
c Niet waar: Bij het berekenen van de equivalente dosis wordt rekening gehouden met
de biologische schade die de verschillende soorten straling aanrichten.
d Waar
e Waar
f
Niet waar: Bij uitwendige bestraling is vooral γ-straling gevaarlijk en bij inwendige
bestraling is vooral α- en β-straling gevaarlijk.
74
a
b
c
75
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.
Röntgen- en gammastraling zijn hiervoor heel geschikt, want deze straling wordt nooit
volledig geabsorbeerd, er gaat altijd een gedeelte door het lichaam heen.
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.
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.
76
a
b
C-14 en K-40 zijn β-stralers, Ra-226 en Rn-222 zijn α-stralers.
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
3
maar 3,835 dagen is terwijl de halveringstijd van Ra-226 zijn veel langer is: 1,6∙10
jaar. Dus zal de activiteit van Rn-222 veel hoger zijn.
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.
77
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 13 van 22
b
78
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.
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.
79
a
b
Bij het doorstralen komen er geen radioactieve deeltjes op het voedsel. Het voedsel
wordt niet besmet en wordt dus ook niet zelf radioactief. Er is alleen sprake van
absorptie van stralingsenergie.
Bij bestraling kan iemand denken dat het bestraalde voedsel radioactief wordt. Het
woord doorstraling suggereert dat er straling door het voedsel heen gaat (en dus niet
in het voedsel blijft steken, waardoor het voedsel radioactief zou worden).
80
a
b
c
d
81
Van de hoeveelheid stralingsenergie waaraan het lichaam wordt blootgesteld en van
de massa van het bestraalde weefsel.
Als de hoeveelheid stralingsenergie groter is, dan is de dosis groter.
Als de massa van het bestraalde weefsel groter is, dan is de dosis kleiner.
Van de dosis en de schade die de soort straling kan aanrichten.
Als de dosis groter is, dan is de equivalente dosis groter.
Als de schade die de soort straling kan aanrichten groter is, dan is de equivalente
dosis groter.
Eigen antwoord.
82
a
b
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.
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.
83
a
b
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.
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.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 14 van 22

84

.
85
a
b
c
d
e
Zie Binas:
9
Zie Binas: de halveringstijd van K-40 is 1,28·10 jaar. Vanwege deze zeer lange
halveringstijd zal de activiteit van K-40 gedurende een jaar vrijwel constant zijn.
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
De activiteit A geeft het aantal per seconde vervallende kernen K-40, en dus ook het
aantal per seconde uitgezonden β-deeltjes. Voor het vermogen van de uitgezonden
straling geldt dus:
.


.
86
a
b
c
.
Zie Binas:
.
De activiteit A geeft het aantal per seconde vervallende kernen Rn-222, en dus ook
het aantal per seconde uitgezonden α-deeltjes. Voor het vermogen van de
uitgezonden straling geldt dus:

.
d
.
.
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.
87
a
b
Bij de tumor komt de hoogste dosis terecht en de schade aan het weefsel dat minder
diep ligt dan de tumor is veel kleiner.

over 30 bestralingen dus
de energie per bestraling moet zijn:
.
dus het vermogen van de
straling is:
.

© ThiemeMeulenhoff bv
.
Pagina 15 van 22
88
[W] Stralingsbronnen opsporen
89
[W] Stralingsdetectie
5.6 BEELDVORMING
90
[W] Medische beeldvormingstechnieken
91
a
b
c
d
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.
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.
Voor het in beeld brengen van een gecompliceerde botbreuk is een CT-scan geschikt.
Het bot is dan van alle kanten te bekijken.
Een röntgenfoto is goedkoper en de stralingsbelasting van de patiënt is lager bij een
röntgenfoto.
92
a
b
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.
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.
93
a
b
c
d
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.
De CT-scan en de MRI-scan maken allebei een 3-dimensionaal beeld. Bij een CTscan ontvangt de patiënt een hoge equivalente dosis radioactieve straling, terwijl de
MRI-scan geen stralingsbelasting oplevert.
De CT-scan en de MRI-scan kunnen allebei gebruikt worden bij hersenonderzoek.
Omdat de MRI-scan geen stralingsbelasting geeft, heeft deze de voorkeur.
Een MRI-scan is de duurste beeldvormingstechniek en daarmee te duur voor de
gewone sporter.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 16 van 22
94
a maakt gebruik van
röntgenstraling
b maakt gebruik van
radioactieve stoffen
c gebruikt geen
ioniserende straling
d brengt zachte weefsels
goed in beeld
e brengt harde weefsels
goed in beeld
f driedimensionaal beeld
g duurste techniek
h makkelijkst toepasbaar
röntgenfoto
CT-scan
X
X
Nucleaire
diagnostiek
Echografie
MRI
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
95
a
b
96
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.
De beste methode om stress te voorkomen is een goede voorlichting voorafgaande
aan het onderzoek.
Eigen antwoord.
97
A
B
C
D
E
F
G
H
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.
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.
Röntgenfoto: op een Thorax-röntgenfoto van de borst is goed te zien of de longen
gevuld zijn met lucht of met vocht.
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.
MRI-scan: daarmee kunnen de zachte weefsels van de knie zoals kruisbanden en
meniscus van alle kanten goed bekeken worden.
PET-CT-scan: de plaats van een eventuele tumor is uit het driedimensionale beeld te
bepalen.
Röntgenfoto, angiografie: de bloedvaten worden op de röntgenfoto zichtbaar gemaakt
met behulp van een sterk absorberende contrastvloeistof.
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
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 17 van 22
scintigram (na 4 uur en na 24 uur).
Röntgenfoto: de kunstheup en botten zijn goed te zien op een röntgenfoto.
Röntgenfoto: op de röntgenfoto is goed te zien of de bijholten vol zitten.
I
J
98
[W] Veiligheidsscanners op het vliegveld
5.7 AFSLUITING
99
Eigen antwoord.
100
a
b
c
d
e
f
g
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:
.
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.
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.
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.
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.
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.
Bij radioactief verval wordt de activiteit A van een radioactieve stof in de loop van de
tijd t weergegeven door
h
i
j
k
( ) met
. In deze formule is A0 de
activiteit op het tijdstip t = 0 s en t1/2 de halveringstijd.
Het atoomnummer Z is het aantal protonen in de kern. Het massagetal A is het aantal
kerndeeltjes (protonen én neutronen) in de kern.
Isotopen zijn kernen van dezelfde atoomsoort maar met een verschillend aantal
neutronen. Het atoomnummer van isotopen is gelijk, maar het massagetal verschilt.
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.
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.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 18 van 22
l
Voor het aantal instabiele atoomkernen N in de loop van de tijd t geldt:
( ) met
m
. In deze formule is N0 het aantal instabiele atoomkernen
op het tijdstip t = 0 s en t1/2 de halveringstijd.
In een N,t-diagram kun je de activiteit A op een tijdstip t bepalen met een raaklijn aan
de grafiek.
( )
.
(
)
n
Voor de activiteit A op een tijdstip t geldt:
o
Het verband tussen de activiteit en het aantal instabiele atoomkernen is
.
p
Als de atoommassa van een radioactieve stof is gegeven, dan is de massa van één
atoom te berekenen met
waarbij u de atomaire massa-27
eenheid is: u = 1,66∙10 kg.
Als de massa m van de radioactieve stof bekend is, is het aantal instabiele
atoomkernen N te berekenen met
q
r
s
.
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.
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.
De intensiteit I van röntgen- of γ-straling die een absorberend materiaal doorlaat hangt
( ) met
af van de dikte d van het materiaal volgens:
t
u
v
w
formule is I0 de intensiteit van de invallende straling en d1/2 de halveringsdikte.
Bij de absorptie van ioniserende straling wordt energie van de stralingsdeeltjes of de
fotonen geabsorbeerd.
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.
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.
De dosis D (in Gy) is de hoeveelheid stralingsenergie Estr (in J) die 1 kg van het
bestraalde voorwerp heeft geabsorbeerd:
x
. In deze
.
Bij de equivalente dosis H wordt rekening gehouden met het grotere effect van αstraling:
. Hierbij is wR de stralingsweegfactor, deze is 20 voor α-straling
en 1 voor de andere soorten straling.
De veiligheidsmaatregelen bij uitwendige bestraling zijn blootstellingstijd beperken,
afstand houden en afschermen van de bron.
De veiligheidsmaatregelen bij besmetting door radioactieve stoffen zijn grondig
wassen, isolatie en evacuatie.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 19 van 22
y
Röntgenfoto:
De absorptie van röntgenstraling door de botten in het lichaam is groter dan de
absorptie door de zachte weefsels. De film wordt in de ‘schaduw’ van de botten niet
of minder belicht en waardoor de botten duidelijk zichtbaar worden.
Voordelen: Gemakkelijk, snel en goedkoop.
Nadelen: Zachte weefsels niet goed zichtbaar, structuren vallen over elkaar heen
en de patiënt loopt een (kleine) stralingsdosis op.
Computertomografie (CT):
De röntgenbuis en de detector draaien rond het lichaam van de liggende patiënt,
die langzaam in horizontale richting door de scanner beweegt. Uit heel veel digitale
foto’s wordt een driedimensionaal beeld opgebouwd.
Voordelen: Elke gewenste dwarsdoorsnede is mogelijk, goed beeld met goed
contrast.
Nadelen: Veel duurder dan een röntgenfoto en de patiënt loopt een veel grotere
stralingsdosis op.
Nucleaire diagnostiek:
Een radioactieve stof (de tracer) wordt in het lichaam van de patiënt gebracht. De
door de tracer uitgezonden γ-straling wordt buiten het lichaam gedetecteerd met
een γ-camera en weergegeven in de vorm van een tweedimensionaal scintigram.
Voordelen: Biologische en chemische processen in organen zijn duidelijker
zichtbaar te maken.
Nadelen: Duur en een stralingsdosis die tussen de röntgenfoto en de CT-scan in
zit.
Echografie:
Een zender-ontvanger-combinatie zendt pulsen ultrasone geluidsgolven het
lichaam in en vangt ze daarna weer op. De geluidspulsen worden op de
grensvlakken van de verschillende weefsels in het lichaam voor een deel
teruggekaatst. Uit het tijdsverschil van de ontvangen pulsen berekent de computer
de ‘diepte’ van de grensvlakken en construeert daarmee een echogram.
Voordelen: zachter weefsels zijn veel beter zichtbaar te maken en het lichaam loopt
geen stralingsdosis op. De apparatuur is klein, goedkoop en gemakkelijk te
verplaatsen.
Nadelen: De beelden zijn minder duidelijk. Longen en botten zijn niet te
onderzoeken met echografie.
Magnetic resonance imaging (MRI):
De patiënt wordt in een sterkt magnetisch veld gelegd. Hierdoor gaan de
waterstofkernen met hun draaias allemaal in dezelfde richting staan. Daarna stuurt
een antenne een puls radiogolven het lichaam in, waardoor de draaias van de
waterstofkernen in trilling wordt gebracht (resonantie). Bij terugkeer naar hun
evenwichtsstand zenden de waterstofkernen zelf ook radiogolven uit, die worden
opgevangen. De frequentie en intensiteit van de ontvangen radiogolven geven
informatie over de plaats in het lichaam waarvandaan de radiogolven afkomstig
zijn en over de concentraties van de waterstofatomen op die plaats. Zo kan een
beeld worden gemaakt.
Voordelen: Alle weefsels zijn nauwkeurig in beeld te brengen en er zijn geen
schadelijke effecten.
Nadelen: Zeer duur, het onderzoek duurt lang en maakt lawaai en het is niet
geschikt voor patiënten met ijzer, kobalt of nikkel in hun lichaam (pacemaker,
insulinepompje).
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 20 van 22
101 102 [W] Risicoafweging
103 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 I123 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.
104
a
Binas: voor Co-60 is t1/2 = 5,27 jaar.
( ) 
( ) 



.
De bron moet na 21 jaar worden vervangen.

b
en


. De maximale
4
blootstellingstijd is dus 1,5·10 uur (1,7 jaar).
105
a
b
c
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 fotonenergie van γ-straling is groter dan die van röntgenstraling.
.
Po-209 is een α-straler, en dus ongeschikt voor het testen van de badges op βstraling. 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.
106
a
b
De α-straling zal al worden tegengehouden door het materiaal van de naald. De βstraling zal wel door het materiaal heen gaan en een stralingsdosis geven in de
directe omgeving van de naald. De γ-straling gaat makkelijk door naald en weefsel
heen. Dus de β-straling zal het zieke weefsel vlak bij het radium het meeste
aantasten.
.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 21 van 22

c
in
.
Het gemiddelde vermogen moet dus zijn:
Ook geldt:
.
dus de gemiddelde activiteit is:
.
d
De halveringstijd van iridium-192 is 74 dagen en 4 weken is 28 dagen dus

⁄
( )
( )
.
Het vermogen van de toegediende straling is nu dus 0,769 keer zo groot, dus
moet de behandeltijd worden vermenigvuldigd met 1/0,769 
.
107
a
Zie Binas voor de halveringstijd en atoommassa van Tc-99m:
en
(met

b
).


.
1 keV = 1,60∙10-16 J dus de energie die vrijkomt per kern die vervalt is:
. Dus de totaal geabsorbeerde energie is:
door een massa van 70 kg 
en
.
© ThiemeMeulenhoff bv
Pagina 22 van 22