26-27 8.x Herhaling deel 1

• newEditor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Pak a.j.b. je spullen:                                

Vandaag

8.x Herhaling - deel 1

• Overzicht opgaves 8.1 t/m 8.6

• Oefentoets
  

• Nog niet klaar voor oefentoets?? PO afmaken mag ook!!

• Lever PO in: Heb je de inleverlocatie op Magister gezien?

Opgaves tot nu toe + oefentoets

8.1: 1 t/m 8

8.2: 14 t/m 17

8.3: 20 t/m 23, 26, 28, 29

8.4: 31, 34, 36 t/m 40, 41, 42

8.5 44 t/m 46, 50, 53

8.6: 55, 58

een paar laptops pakken voor antwoordenboek is ok, of de mijne

Of PO afmaken

Tafels opschuiven

Totale equivalente dosis na 20 jaar

Ik heb 20 jaar geleden een dosis ²³²₉₀Th binnengekregen. De dosis bestaat uit 10²⁰ deeltjes. Al deze deeltje worden opgeslagen in mijn lever en verlaten mijn lichaam niet. ²³²₉₀Th heeft alfa-verval met een 3,98 MeV per verval en een halfwaardetijd van 1,4*10¹⁰ jaar. De massa van mijn lever is 1,5kg.

Hoeveel equivalente dosis heb ik opgelopen afgelopen 20 jaar?

Doe dit -voor de oefening- niet via de N_t=N₀*(1/2) ^t/t_1/2, maar via activiteit!!

Hint 1: Reken de activiteit uit, b.v. van 20 jaar geleden, en beargumenteer dat die nauwelijks verandert, zodat je de gemiddelde activiteit van afgelopen 20 jaar weet.

Hint 2: Activiteitformule werkt alleen in seconden

Bereken de halveringsdikte

G5.nat2 G5.nat3

Ik heb een soort glas met de doorlaatkromme die hiernaast staat.

Ik wil graag dat minstens 95% van mijn daglicht door de ruit valt.

Hoe dik mag mijn glas maximaal zijn?

doorlaatkromme

van licht in glas

I (W/m²) tegen d (cm)

Bereken de halveringsdikte

G5.nat2 G5.nat3

Antwoord: d_max = 0,74 cm

doorlaatkromme

van licht in glas

I (W/m²) tegen d (cm)

Doel van deze les

• Je kunt de werking uitleggen van verschillende medische beeldvormingstechnieken.
  

• Je kunt beargumenteren welke technieken in welke situatie het beste passen.

Allemaal kansprocessen, 3x hetzelfde

I = intensiteit in W/m², dus J/s ⁻¹m ⁻²

maar de formule werkt ook met aantal fotonen

of met totale vermogen W (J/s)

$$N_t=N_0\cdot {(\frac{1}{2})}^{\frac{t}{t_{halfwaarde}}}$$

$$A_t=A_0\cdot {(\frac{1}{2})}^{\frac{t}{t_{halfwaarde}}}$$

$$I_d=I_0\cdot {(\frac{1}{2})}^{\frac{d}{d_{halvering}}}$$

Maar nog meer...

Maar ook...

Als er n_gamma,voor deeltjes op een materiaal vallen,
en ik weet de halveringsdikte, dan blijft er over:

Als er 10 Joule aan straling op een materiaal valt, dan

Als er 2 kW aan straling op een materiaal valt, dan

\

maar de formule werkt ook met aantal fotonen

of met totale vermogen W (J/s)

$$E_{na}=E_{voor}\cdot {(\frac{1}{2})}^{\frac{d}{d_{halvering}}}$$

$$n_{gamma,na}=n_{gamma,voor}\cdot {(\frac{1}{2})}^{\frac{d}{d_{halvering}}}$$

$$P_{na}=P_{voor}\cdot {(\frac{1}{2})}^{\frac{d}{d_{halvering}}}$$

Geen ioniserende straling - geen gevaar

• Echografie: ultrasoon 'geluid' > 20 kHz

  • alle golven weerkaatsen op overgangen van golfsnelheid = echo

  • put is diep, als echo lang op zich laat wachten; goedkoop, snel

• MRI: Protonen hebben een spin, 'kompasnaaldje'

  • 1: Wordt uitgelijnd: Allemaal zelfde richting door groot B-veld

  • 2: Radiopuls: Slaat de protonen aan:
    Ken je! 8.3 Metastabiele isomeren; De stemvork of gitaarsnaar

  • 3: Terugvaltijd=Relaxatietijd (werk net als halfwaardetijd),
    hangt af van weefsel: Vrij bewegend water t_relax groot, meer structuur, t_relax klein

  • 4: Veel beeldverwerking computer: Zeer hoge resolutie

Röntgen & CT

• Beide op basis van Röntgenstraling, dus elektromagnetische straling, licht ioniserend.

• Standaard Röntgenfoto geen reflectie maar schaduw: Scherper wanneer detector dichter bij afgebeeld voorwerp.
  

• CT = computed tomography

  • Röntgenscanner die om het lichaam draait en zo hoog detail 2D of 3D beeld construeert met computer.

  • Hoge stralingsbelasting

Tracers & PET

• Tracer = specifiek molecuul dat door een orgaan opgenomen wordt met een radioactief atoom erin

• Atoom vervalt, gammadetector kan beeld vormen

• Halfwaardetijd niet te kort of te lang:

  • Te kort: Stof is al weg voordat patient voor de detector staat

  • Te lang: Activiteit is te laag, want
    

• PET-scan: Positron emission tomography: Beta+-straler is tracer

  • Positron annihileert; twee fotonen, tijdsverschil bepaalt locatie

  • fluorodeoxiglucose: Activteit: Tumor?

  • Combi met CT-scan voor koppeling beeld aan positie in lichaam

  • Hoge stralingsbelasting

$$A_t=\frac{ln(2)}{t_{halfwaarde}}{N}_t$$

Even terug naar 8.2: Doses

• Maat voor schade: Energie per massa: Dosis
  
  in Gray, Gy = J/kg

• Alfa straling 20x gevaarlijker dan Bèta en Gamma:
  dus betere maat is de equivalente dosis:
  (meer weegfactoren: BiNaS 27D3)
  

• in Sievert, Sv

$$D=\frac{E}{m}$$

$$H=w_R\ast D=w_R\ast \frac{E}{m}$$

$$w_{R\alpha }=20w_{R\beta }=1w_{R\gamma }=1$$

Schade en dosis

• Wie kan de deze eenheid omzetten in basiseenheden?
  (s, m, kg, K, A, mol)
  

$$D=\frac{E}{m}$$

Werk aan huiswerk:

Huiswerk = opgave 53, 55, 56, 58, 59

Wat heb je geleerd deze les?

G5.nat2 G5.nat3

Electromagnetisch Spectrum
+
Hoe ontstaat het...