Hoofdstuk 3 Straling

• Nask / Techniek
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 3

Straling

Pak spullen voor aantekeningen op tafel!

Paragraaf 3.2

Straling en besmetting

Leerdoelen:

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

• uitleggen hoe tumoren behandeld kunnen worden met radiotherapie;
• uitleggen welke soorten straling gevaarlijk kunnen zijn;
• uitleggen hoe een röntgenfoto en een CT-scan gemaakt worden;
• uitleggen wat het verschil is tussen bestraling en besmetting;
• rekenen met millisievert en microsievert.

Bestralen

Tumoren = snel delende cellen

Bestraling beschadigt tumorcellen

Tumorcellen stoppen met delen of gaan dood

Gezonde cellen kunnen soms ook schade oplopen, straling kan dus genezen én kanker veroorzaken

Soorten straling

Onschadelijk: radiogolven, microgolven, infrarood, licht

Schadelijk: uv, röntgen, gamma

Gammastraling is het meest schadelijk

CT en Röntgen

Röntgenfoto:

• straling gaat door zacht weefsel
• botten houden straling tegen

CT-scan:

• veel röntgenfoto’s
• 3D-beeld
• meer straling dan één foto

Radioactieve stoffen

Sommige stoffen zenden zelf straling uit

Kunnen gamma- en deeltjesstraling uitzenden

Worden soms gebruikt om tumoren te bestrijden

Bestraling en besmetting

Bestraling:

Straling van buitenaf

Geen radioactieve stof in het lichaam

Besmetting:

Radioactieve stof in of op het lichaam

Langdurige bestraling van binnenuit

Achtergrondstraling

Straling komt ook in de natuur voor en is dus altijd aanwezig

Komt uit bodem, lucht, gebouwen en lichaam

Ook kosmische straling uit de ruimte

Stralingsdosis

Totale hoeveelheid = stralingsbelasting

Eenheid: sievert (Sv)

1 Sv → ziek

10 Sv → dodelijk

Stralingsdosis

Stralingsdosissen kunnen zeer klein zijn daarom gebruiken we milli en micro.

millisievert (mSv) = 0,001 Sv

microsievert (μSv) = 0,000001 Sv

1000 μSv = 1 mSv

1000 mSv = 1 Sv

Jaarlijks krijgt een Nederlander ± 3 mSv

Veiligheid

Elke hoeveelheid straling vergroot kankerkans kom daarom met zo min mogelijk straling in aanraking.

Straling wordt aangegeven met de bekende gele gevaren driehoek!

Maximaal 20 mSv per jaar (NL)

Huiswerk

Lees en maak:

Paragraaf 3.2 Blok C en D

Paragraaf 3.3

Radioactiviteit en straling

Leerdoelen

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

• uitleggen wat isotopen zijn, en hoeveel protonen en neutronen er in de kern zitten;
• uitleggen waardoor atoomkernen vervallen, en dat er dan een andere atoomsoort ontstaat;
• uitleggen welke soorten straling bij radioactief verval kunnen worden uitgezonden;
• uitleggen dat instabiele atoomkernen een korte halveringstijd hebben;
• rekenen met activiteit en halveringstijd.

Atoom

Kern + elektronen

Kern: proton: +

neutron: 0

Protonen bepalen de atoomsoort

Instabiele atoomkernen

Sommige kernen zijn niet stabiel

Deze kernen zenden straling uit en de kern verandert

Dit heet radioactief verval

Wanneer een kern vervalt kan je niet voorspellen.

Soorten kernstraling

Alfastraling (α)

• 2 protonen + 2 neutronen

Bètastraling (β)

• Eén elektron

Gammastraling (γ)

• Elektromagnetische straling

Isotopen

Atomen met dezelfde  hoeveelheid protonen

maar andere hoeveelheid neutronen

Voorbeeld: C-12, C-13, C-14

C-14 → radioactief

Activitiet

Activiteit = aantal vervallen kernen per seconde

Eenheid: becquerel (Bq)

Hoge Bq = veel straling

Halveringstijd

Halveringstijd = de tijd waarin de helft van de kernen vervalt

Na elke halveringstijd blijft 50% over.

Activiteit halveert net zo snel.

Halveringstijd

Bijvoorbeeld:

jodium-131 → 8 dagen

koolstof-14 → 5 730 jaar

uranium-238 → 4,5 miljard jaar

Elke isotoop heeft zijn eigen halveringstijd.

Koolstof-14 datering

Koolstof-14 zit in alle levende organismen

Na de dood: geen opname meer

Hoeveelheid C-14 neemt af

Geschikt voor:

500 tot 60 000 jaar oud

Ötzi

Gevonden in 1991 in de Alpen

Gedateerd met koolstof-14

Leefde ongeveer 5 300 jaar geleden

Bewijs voor vroege koperen werktuigen

Huiswerk

Lees en maak:

Paragraaf 3.3 Blok C en D

Paragraaf 3.4

Gaat straling overal doorheen?

Leerdoelen

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

• uitleggen hoe alfa- en bètadeeltjes worden afgeremd in een stof.
• uitleggen hoe gamma- en röntgenstraling geabsorbeerd worden;
• uitleggen dat de halveringsdikte bij zacht weefsel groter is dan bij botten;
• bij een doorlaatkromme de halveringsdikte aflezen;
• rekenen met intensiteit en halveringsdikte.

Indringdiepte

Indringdiepte = hoe ver straling een stof binnendringt.

Is afhankelijk van soort straling en soort stof.

Alfa: zeer kleine indringdiepte.

Bèta: grotere indringdiepte dan alfa.

Hoe komt dit?

Deeltjes botsen met atomen in de stof en bij elke botsing verliezen ze energie.

Alfadeeltjes zijn groter en zwaarder -> meer botsingen -> komen sneller stilstand.

In vaste stoffen meer botsingen dan in lucht.

Indringdiepte

Hogere snelheid → grotere indringdiepte.

Gammastraling

Gammastraling -> geen massa -> niet af te remmen

Wordt geabsorbeerd door atomen.

Halveringsdikte (d1/2): dikte hoeveelheid materiaal die 50% van de straling tegenhoudt.

Röntgenstraling

Werkt hetzelfde als gammastraling.

Maar minder energie → kleinere halveringsdikte.

bot: houdt meer straling tegen

weefsel: laat straling door

Halveringsdikte bot < halveringsdikte weefsel.

Rekenen met halveringsdikte

Elke halveringsdikte halveert de straling.

Overzicht:

1 laagje → 50%

2 laagjes → 25%

3 laagjes → 12,5%

Voorbeeld:

6 cm beton (2 × 3 cm) → 25%.

d1/2 in een grafiek

x-as: dikte materiaal.

y-as: doorgelaten straling.

Waar de straling halveert → halveringsdikte.

Toepassing:

Diktemeting:

papier/plastic → bèta;

aluminium → gamma.

Steriliseren:

voedsel

medische instrumenten

tumor krijgt hoogste dosis.

Huiswerk

Lees en maak:

Paragraaf 3.4 blok C en D