SAMENVATTING NATUURKUNDE HOOFDSTUK 10
§10.1: Elektromagnetische straling
Veel straling behoort tot de elektromagnetische golven, die langs rechte lijnen
van de bron af bewegen. Hoe groter de afstand tot de bron, hoe minder sterk de
straling. Elk soort straling heeft zijn eigen kenmerken. Straling die schadelijk kan
zijn, heeft een hoog ioniserend vermogen. Dit betekent dat de straling moleculen
kan ioniseren en deze ionen kunnen ongewenste chemische reacties in gang zetten.
Het doordringend vermogen geeft aan hoe diep de straling in een bepaalde stof
doordringt. Straling beweegt langs rechte lijnen van de bron af en deze
elektromagnetische golven zijn driedimensionaal. Alle golven samen vormen het
elektromagnetische spectrum of EM-spectrum. Straling kun je beschouwen als
een stroom deeltjes: fotonen. Een foton is het kleinst mogelijke pakketje
stralingsenergie van een elektromagnetische golf.
E f =h∙ f c=f ∙
E f =de energie van het foton∈ joule(J ) c=de lichtsnelheid ∈meter per seconde (m/s)
−34
h=de constante van Planck :6,62607 ∙10 J s ¿ de golflengte∈meter (m)
f =de frequentie ∈hertz (Hz)
Zichtbaar licht neemt een klein, maar belangrijk stukje van het EM-spectrum in.
Licht gebruik je in de gezondheidszorg vooral om aandoeningen te verhelpen. Lasers
zijn monochromatische lichtbronnen (= licht met één golflengte) met een smalle
bundel en een hoge intensiteit. Aan de hoogfrequentie kant van het spectrum van
zichtbaar licht bevindt zich ultraviolette straling (uv). Uv bestaat uit fotonen met
een hogere energie dan zichtbaar licht. Aan de laagkant bevindt zich infrarode
straling (ir). Ir bestaat uit fotonen met een lagere energie dan zichtbaar licht. Het
elektromagnetische spectrum begint bij de laagfrequentie radiogolven en eindigt
met hoogfrequentie gammastraling. Hoe hoger de frequentie en de energie van de
straling, hoe gevaarlijker de straling is. Vooral röntgen- en gammastraling zijn
gevaarlijk door het grote doordringende en ioniserende vermogen. Gammastraling is
afkomstig uit radioactieve kernen. De gammafotonen ontstaan bij vervalreacties
van een atoomkern. Microgolven ontstaan in de magnetronbuis en blijven
gevangen in de oven zelf.
§10.2: Straling uit kernen
Röntgenstraling gebruik je uitwendig voor het maken van een beeld. De
röntgenfoto is gebaseerd op het feit dat botten meer straling absorberen dan
omliggend weefsel. Je lichaam absorbeert vrijwel geen gammastraling. Bevinden
zich radioactieve kernen in je lichaam, dan kun je de uitgezonden gammastraling
buiten het lichaam met een detector opvangen. Een CT-scanner maakt vanuit
verschillende hoeken een röntgenfoto. De CT-scan is een driedimensionale
afbeelding van de anatomie van je lichaam. Het nadeel van een CT-scan is dat je
gemiddeld 6 mSv aan straling tegelijk krijgt. Bij nucleaire diagnostiek dien je een
tracer toe aan een patiënt. De tracer gaat naar een specifieke plek in het lichaam.
Een tracer is een stof met moleculen waarin een radioactieve kern gebonden is. De
halveringstijd mag niet te kort zijn voor onderzoek anders is de stof al uitgewerkt.
De gammastraling vang je op met een gammacamera. Door het proces van
annihilatie ontstaan twee gammafotonen. Er is dan een botsing van een elektron
en een anti-elektron die elkaar vernietigen, waarbij gammafotonen ontstaan. Bij
creatie of paarvorming ontstaan vanuit een gammafoton een deeltje en zijn
antideeltje. Energie wordt dan omgezet in massa. Een PET-scanner vangt
gammastraling op die door annihilatie is ontstaan. Je maakt gebruik van tracers om
(afwijkende) processen in het lichaam zichtbaar te maken. Een PET-CT-scan geeft
processen aan en laat zien waar die processen in het lichaam plaatsvinden.
§10.1: Elektromagnetische straling
Veel straling behoort tot de elektromagnetische golven, die langs rechte lijnen
van de bron af bewegen. Hoe groter de afstand tot de bron, hoe minder sterk de
straling. Elk soort straling heeft zijn eigen kenmerken. Straling die schadelijk kan
zijn, heeft een hoog ioniserend vermogen. Dit betekent dat de straling moleculen
kan ioniseren en deze ionen kunnen ongewenste chemische reacties in gang zetten.
Het doordringend vermogen geeft aan hoe diep de straling in een bepaalde stof
doordringt. Straling beweegt langs rechte lijnen van de bron af en deze
elektromagnetische golven zijn driedimensionaal. Alle golven samen vormen het
elektromagnetische spectrum of EM-spectrum. Straling kun je beschouwen als
een stroom deeltjes: fotonen. Een foton is het kleinst mogelijke pakketje
stralingsenergie van een elektromagnetische golf.
E f =h∙ f c=f ∙
E f =de energie van het foton∈ joule(J ) c=de lichtsnelheid ∈meter per seconde (m/s)
−34
h=de constante van Planck :6,62607 ∙10 J s ¿ de golflengte∈meter (m)
f =de frequentie ∈hertz (Hz)
Zichtbaar licht neemt een klein, maar belangrijk stukje van het EM-spectrum in.
Licht gebruik je in de gezondheidszorg vooral om aandoeningen te verhelpen. Lasers
zijn monochromatische lichtbronnen (= licht met één golflengte) met een smalle
bundel en een hoge intensiteit. Aan de hoogfrequentie kant van het spectrum van
zichtbaar licht bevindt zich ultraviolette straling (uv). Uv bestaat uit fotonen met
een hogere energie dan zichtbaar licht. Aan de laagkant bevindt zich infrarode
straling (ir). Ir bestaat uit fotonen met een lagere energie dan zichtbaar licht. Het
elektromagnetische spectrum begint bij de laagfrequentie radiogolven en eindigt
met hoogfrequentie gammastraling. Hoe hoger de frequentie en de energie van de
straling, hoe gevaarlijker de straling is. Vooral röntgen- en gammastraling zijn
gevaarlijk door het grote doordringende en ioniserende vermogen. Gammastraling is
afkomstig uit radioactieve kernen. De gammafotonen ontstaan bij vervalreacties
van een atoomkern. Microgolven ontstaan in de magnetronbuis en blijven
gevangen in de oven zelf.
§10.2: Straling uit kernen
Röntgenstraling gebruik je uitwendig voor het maken van een beeld. De
röntgenfoto is gebaseerd op het feit dat botten meer straling absorberen dan
omliggend weefsel. Je lichaam absorbeert vrijwel geen gammastraling. Bevinden
zich radioactieve kernen in je lichaam, dan kun je de uitgezonden gammastraling
buiten het lichaam met een detector opvangen. Een CT-scanner maakt vanuit
verschillende hoeken een röntgenfoto. De CT-scan is een driedimensionale
afbeelding van de anatomie van je lichaam. Het nadeel van een CT-scan is dat je
gemiddeld 6 mSv aan straling tegelijk krijgt. Bij nucleaire diagnostiek dien je een
tracer toe aan een patiënt. De tracer gaat naar een specifieke plek in het lichaam.
Een tracer is een stof met moleculen waarin een radioactieve kern gebonden is. De
halveringstijd mag niet te kort zijn voor onderzoek anders is de stof al uitgewerkt.
De gammastraling vang je op met een gammacamera. Door het proces van
annihilatie ontstaan twee gammafotonen. Er is dan een botsing van een elektron
en een anti-elektron die elkaar vernietigen, waarbij gammafotonen ontstaan. Bij
creatie of paarvorming ontstaan vanuit een gammafoton een deeltje en zijn
antideeltje. Energie wordt dan omgezet in massa. Een PET-scanner vangt
gammastraling op die door annihilatie is ontstaan. Je maakt gebruik van tracers om
(afwijkende) processen in het lichaam zichtbaar te maken. Een PET-CT-scan geeft
processen aan en laat zien waar die processen in het lichaam plaatsvinden.
