4.5 Toepassingen

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

4.5 Toepassingen

Leerdoelen

Na deze les kan je:

• de kenmerken van ioniserende straling beschrijven die afkomstig is van radioactieve stoffen.
  
• medisch onderzoek met tracers beschrijven. 
• beschrijven hoe kanker van buiten het lichaam en binnenin het lichaam bestraald wordt.
  

moluculen

Een moleculen zijn kleine deeltjes waaruit van een stof bestaat.

water heet als molecuul H2O

Zout heet als molecuul NaCl

Koolstofdioxide heet als molecuul CO2

Atoom

Een molecuul kun je eigelijk weer splitsen in nog kleinere delen

Water: H2O dus 2H (waterstof)atomen en 1 O (zuurstof)atoom

Zout: NaCl is dus 1 Na (natrium) atoom en 1 Cl (Chloor) atoom

Koolstofdioxide: CO2 is dus 1 C (koolstofatoom) en 2 O (zuurstof) atomen

Welke deeltjes zorgen voor de massa van een atoom

1. De neutronen en elektronen
2. De protonen en elektronen
3. De protonen en neutronen
4. De neutronen en de... neutronen? (help)

Wat betekent halveringstijd?

IJzer-55 heeft een halfwaardetijd van drie dagen.

Hoeveel radioactiviteit is er na negen dagen nog over?

1. 50%
2. 25%
3. 33,3%
4. 12,5%

2,0 gram thorium vervalt gedurende 72 dagen, waarna er nog maar 0,25 gram thorium over is.
Hoe groot is de halveringstijd van thorium?

1. 9 dagen
2. 12 dagen
3. 24 dagen
4. 36 dagen

Radioactiviteit

Sommige stoffen geven spontaan (zelf) ioniseren de straling af.

Wat is ioniserende straling ook alweer?

Dit is straling die moleculen kapot kan maken.

Deze straling noemen we radioactief.

Halveringstijd

Doordat isotopen straling uitzenden vervallen instabiele isotopen. 

Het isotoop valt dan "uit elkaar"

Dit betekent dat de hoeveelheid radioactieve deeltjes in een bron afneemt in de tijd.

De tijdsduur waarna de helft van het aantal deeltjes in de bron vervallen is, noemen we de halveringstijd of de halfwaardetijd (    als grootheid). 

t​​2​​1​​​​

Halveringstijd

Elke radioactieve isotoop heeft zijn eigen halveringstijd en deze kan variëren van een fractie van een seconde tot miljoenen jaren. Voor een aantal isotopen is de halveringstijd te vinden in BINAS tabel 25. 

In deze tabel vinden we bijvoorbeeld dat Koolstof-14 een halveringstijd heeft van 5730 jaar. 

Na 5730 jaar is dus nog maar de helft van de koolstof-14 over. 

Na 2 x 5730 = 11 460 jaar is nog slechts 25% over. 

Na 3 x 5730 = 17 190 jaar nog 12,5% over.

Na 4 x 5730 = 22 920 jaar nog 6,25% over. etc 

(N,t)-diagram

In het (N,t)-diagram hieronder zie je een voorbeeld van een radioactieve bron waarbij het aantal deeltjes N afneemt in de tijd.    

     is in dit geval 10 uur, omdat het 

aantal radioactieve deeltjes N 

elke 10 uur halveert.

t​​2​​1​​​​

Soorten straling

De ioniserende straling lopen van minder sterk naar sterk:

Alfa straling 

Beta straling

Gamma straling

Alle drie de verschillende soorten straling komen voor in onze atmosfeer; vaak in lage hoeveelheden.

Stralingskracht

Het ene soort straling heeft een veel groter doordringend vermogen dan de andere:

• Alfastraling
  
• Betastraling
  
• Gammastraling
  

Gammastraling

Alfastraling

Betastraling

Groot doordringend vermogen

Klein doordringend vermogen

Bijna geen doordringend vermogen

 α,

β

γ

Met welk materiaal kan je jezelf beschermen tegen gammastraling?

Straling die moleculen kapot kan maken noem je....

Dracht 

Hoe ver de straling in een stof kan doordringen 

(doordringend vermogen)

Alfa komt niet ver, gamma komt verder

Onderzoek met gammastraling

Met behulp van een tracer

Tracer

Radioactieve merkstof die cellen zichtbaar maakt

Medisch onderzoek

1. een tracer wordt in je lichaam gespoten

2. de tracer verspreidt zich door je lichaam en komt aan bij het orgaan dat onderzocht moet worden

3. de gammastraling die de tracer uitzendt komt je lichaam uit en kan met een camera geregistreerd worden

Van welke straling is de dracht het verst?

1. Gamma
2. Alfa
3. Beta

Hoe werkt het?

Tracer in lichaam.

Een tracer laat zien waar het probleem zit.

Van welke straling is de dracht het kortst?

1. Gamma
2. Alfa
3. Beta

Een radioactieve merkstof die ingespoten of ingenomen kan worden is een ...

Bestraling

Inwendige bestraling --> 

Van binnen uit je lichaam

Uitwendige bestraling -->
Van buiten je lichaam

Uitwendige bestraling

Bijv. om kanker te bestrijden

Alleen daar bestralen waar nodig; de rest beschermen!

Inwendige bestraling

Radioactieve stof in het lichaam brengen (chemo)

Patient wordt tijdelijk radioactief! 

Stoffen met korte halveringstijd!

Nog een aantal toepassingen van straling zijn:

• Röntgen foto
  
• Bestralings therapie
• Douane check
• Voedsel steriliseren
• Kernenergie opwekken

Radioactiviteit

Onder radio-activiteit verstaan we het proces waarin een stof (de bron) onstabiel is en via een toevalsproces 'spontaan' overgaat in een andere vorm, onder uitzending van één of meer stralingsdeeltjes. Deze uitgezonden straling zelf is NIET radio-actief, maar kan WEL schade aanrichten bij de ontvanger door de energie die het met zich meedraagt. 

Wanneer je een radio-actieve bron op of in je lichaam hebt, ben je besmet.

Wanneer je wordt getroffen door de straling van een bron, het dat bestraald.

Hoe wordt radioactief verval ook wel genoemd?

1. röntgen straling
2. vervalstraling
3. Kernstraling
4. zonnestraling

Welke soort straling is schadelijk voor je lichaam?

1. Alfa-straling
2. Bèta-straling
3. Gamma-straling
4. Zeta-straling

Wat is de activiteit van een kern?

1. Hoe druk wij zijn in deze les
2. Hoeveel radioactiviteit het atoom per seconde uitstraalt
3. Hoeveel er gebeurd vandaag.
4. Hoeveel instabiele kernen die per seconde vervallen

Lezen en maken

Lees de theorie van 4.5

Maak de opdrachten van 4.5