10.3 Nucleaire diagnostiek

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

10.3

Planning

- Uitleg 10.3 nucleaire diagnostiek.

- Opdrachtjes. 

Leerdoelen

- Beschrijven van de werking van een Tracer.

- Opstellen vervalvergelijking. 

- Werking PET scan, andere technieken volgen bij 10.4. 

Tracers

Tracer: Een stof met moleculen die radioactieve kernen bevatten. 

Deze worden gebruikt bij medisch onderzoek.

De stofeigenschappen bepalen waar in het lichaam de tracer naartoe gaat.

Tracers

De halveringstijd van de isotoop mag niet te groot of te klein zijn: de kernen vervallen dan te snel of te langzaam.

Te grote halveringstijd: er wordt te weinig straling uitgezonden.

Te kleine halveringstijd:  de tracer is te snel uitgewerkt

Tracers

De patiënt moet zo kort mogelijk bestraald worden -> korte halveringstijd.

We moeten de tracer zo kort mogelijk voor het onderzoek indienen.

Deze vorm van nucleaire diagnostiek is even stralingsbelastend als die van CT-scans.

Antideeltjes

Antideeltjes zijn deeltjes die dezelfde eigenschappen als het deeltje maar met een tegenovergestelde lading.

Het antideeltje van het elektron is het positron        : 

q​positron​​=+e=+1,602⋅10​−19​​

β​+​​

Annihilatie

Als een elektron en positron elkaar tegenkomen, annihileren de twee deeltjes.

Reactievergelijking: 

Er ontstaan twee fotonen met hoge energie.

Er verdwijnt veel massa bij deze reactie. 

e​−​​+e​+​​→γ+γ

E=mc​2​​

Paarproductie

Het tegenovergestelde proces van annilihatie, is paarproductie.

Als een hoogenergetisch gammafoton tegen een willekeurig ander deeltje botst, kan er een elektron-positron paar worden gevormd.

Reactievergelijking:

γ→e​−​​+e​+​​

Stralingsdosis

                                 [J/kg] of [gray]

Grafiek hiernaast --->

Activiteit, tijdsduur  en energie 

per deeltje bepalen E_str                  

D=​m​​E​str​​​​

Schijf de formule op

De dosis van een persoon geeft weer hoe groot zijn blootstelling is. Dosis wordt uitgedrukt in millisievert (afgekort: mSv millisievert ). Hoe hoger de dosis van een persoon is, hoe groter is de kans op het krijgen van kanker. Ook een kleine dosis brengt een klein risico op kanker met zich mee.

Dosis equivalent.

Dosisequivalent:

[Sv] Sievert

H=w​R​​⋅D

Dosisequivalent

Nederlanders ontvangen
2 mSv per jaar

Rokers een extra
0,25 - 80 mSv per jaar

Arbo wet maximaal
20 mSv/jaar

Opdracht

Opdracht Straling.

• Bekijk de feedback en verbeter de opdracht.
• De opdracht op de achterkant maak je individueel. Boek en aantekeningen mag je gebruiken.
• Na 25 minuten lever je het zaakje in!
• De laatste 20 minuten van de les starten we met modelleren van een trilling: H9