Summary
Natuurkunde samenvatting havo 4 hoofdstuk 5: straling en gezondheid
- Course
- Level
Natuurkunde samenvatting havo 4 hoofdstuk 5: straling en gezondheid
[Show more]
1 review
By: bayanalabed2003 • 3 year ago
Seller
Follow
Struijkdemi
Reviews received
Content preview
Samenvatting natuurkunde hoofdstuk 5: straling en gezondheidParagraaf 1:
Röntgen- en kernstraling worden uitgezonden door een stralingsbron en worden geabsorbeerd door
een ontvanger (figuur 1). Een belangrijke eigenschap van straling is het vermogen om cellen in het
lichaam te beschadigen of te doden. Dit kan slecht zijn, maar ook goed (kankercellen).
Röntgen- en kernstraling wordt in het ziekenhuis gebruikt voor diagnose, en kernstraling ook voor
therapie. Ze worden ook gebruikt voor onder andere materiaalonderzoek en het conserveren van
voedsel. Toepassingen brengen risico’s voor de mensen die de straling ontvangen. Het risico hangt
onder andere af van de hoeveelheid straling die het lichaam absorbeert.
Röntgen- en kernstraling worden uitgezonden door de atomen van een stof. Belangrijk bij atoombouw:
Een atoom bestaat uit een kern (protonen en neutronen) en elektronen die rond de kern bewegen.
De massa’s van het proton en neutron zijn vrijwel even groot. De massa van de elektron is veel
kleiner.
Het proton heeft een positieve lading en het elektron een negatieve lading. De ladingen zijn even
groot. Daardoor is een atoom elektrisch neutraal.
Een atoom dat er elektronen bij krijgt of kwijtraakt, verandert in een negatief/positief geladen ion.
Straling met voldoende energie kan een atoom ioniseren: de straling stoot een elektron uit het
atoom (figuur 3).
Röntgen- en kernstraling zijn beide ioniserende straling, want ze hebben voldoende energie om een
atoom te ioniseren.
Paragraaf 2:
Röntgenstraling
Röntgenstraling lijkt op licht, het is energie die met lichtsnelheid wordt overgebracht. De straling
bestaat uit afzonderlijke hoeveelheden energie, dit zijn fotonen. Bij röntgenstraling hebben de fotonen
meer energie dan bij zichtbaar licht en daardoor gaan ze dwars door je lichaam heen. Een foton is een
kort stukje van een golf (figuur 6): een korte trilling die met de lichtsnelheid c van 3,0 ∙ 108 m/s
beweegt. Hoe groter de frequentie f (het aantal trillingen per seconde) is, des te groter is de energie
van het foton. De fotonenergie is evenredig met de frequentie. Röntgenstraling en licht zijn twee
vormen van elektromagnetische straling (figuur 7). Door de hoge energie van de fotonen kan
röntgenstraling diep in een materiaal doordringen en atomen ioniseren. De straling gaat makkelijk door
huid en zacht weefsel. Dat noemen we het doordringend vermogen van de straling. Botten laten
röntgenstraling minder goed door. Röntgenstraling die niet dwars door het lichaam gaat, kan schade
brengen aan het lichaam. De schade in een cel ontstaat doordat fotonen elektronen uit atomen
wegstoten en daardoor atomen ioniseren. Dat noemen we het ioniserend vermogen.
Stralingsabsorptie
Op een röntgenfoto zie je donkere en lichte gebieden. Bij de donkere gebieden is er veel straling door
het lichaam heengegaan, bij de lichte gebieden is er veel straling tegengehouden. Het tegenhouden
van straling noemen we absorptie: de energie van de straling wordt opgenomen in het lichaam. De
röntgenfotonen worden in een materiaal geabsorbeerd. Daarbij verdwijnt het foton, en wordt de
fotonenergie gebruikt om een atoom van dat materiaal te ioniseren. De fotononen worden elk apart
geabsorbeerd, het ene foton eerder dan de andere. Daardoor is de absorptie van röntgenstraling nooit
volledig. Er zijn altijd fotonen die door het materiaal heen dringen. Hoe groter de absorptie, des te
kleiner is de intensiteit van de doorgelaten röntgenstraling. De stralingsintensiteit I (in W/m 2) van
straling is de hoeveelheid stralingsenergie die per seconde door een oppervlakte van 1 m 2 gaat.
De absorptie van röntgenstraling door een materiaal hangt af van het soort materiaal en de dikte van
het materiaal
Materiaalsoort: de absorptie in botten en lood is groter dan in zacht weefsel en beton.
Materiaaldikte: hoe groter de dikte van het materiaal is, des te groter is de absorptie van
röntgenstraling en des te kleiner is de intensiteit van de doorgelaten straling (figuur 9).
, Halveringsdikte
Hoe dikker het materiaal, des te minder straling er doorheen komt. Het materiaal is opgebouwd uit
‘laagjes’. Elk laagje houdt de helft van de straling tegen en laat dus ook de helft van de straling door.
Na het eerste laagje is er 50% van de straling over. Het tweede laagje laat daarvan weer de helft door,
zodat er nog 25% van de straling over is etc. (figuur 9).
De dikte van een laagje dat de helft van de straling doorlaat wordt de halveringsdikte genoemd
(symbool: d1/2). Bij materialen die veel straling absorberen is de halveringsdikte klein. (figuur 10) is een
doorlaatkromme, deze grafiek geldt voor alle materialen.
De halveringsdikte hangt af van het soort materiaal (figuur 11). In het algemeen geldt: hoe groter de
dichtheid van een materiaal is, des te kleiner is de halveringsdikte. Ook hangt de halveringsdikte van
een materiaal af van de energie van de röntgenfotonen: hoe groter de fotonenergie is, des te groter is
de halveringsdikte.
Stralingsintensiteit en halveringsdikte
Na elke halveringsdikte is de intensiteit gehalveerd. Om te berekenen hoeveel procent van de
invallende straling doorgelaten wordt, kun je gebruikmaken van de getallen in de tabel van (figuur 12).
In deze tabel is n het aantal ‘laagjes’ met een dikte gelijk aan de halveringsdikte. De waarde van n
bereken je door na te gaan uit hoeveel laagjes het materiaal bestaat. Daarvoor vergelijk je de dikte d
van het materiaal met de halveringsdikte d1/2 en kijk je hoe vaak de halveringsdikte in de dikte van het
materiaal past.
Voor het berekenen van de intensiteit kun je ook gebruikmaken van een formule. Voor de intensiteit I
na n laagjes geldt dan:
1
I= I0 ∙ ( )n
2
I= de intensiteit van de doorgelaten röntgenstraling (W/m 2 of %)
I0= de intensiteit van de invallende röntgenstraling (W/m 2 of %)
n= het aantal halveringsdikten
de volgende formule wordt gebruikt om te kijken hoe vaak de halveringsdikte in de dikte van het
materiaal past:
d
n=
d 1 /2
n= het aantal halveringsdikten
d= de dikte (mm, cm, etc.)
d1/2= de halveringsdikte van het absorberende materiaal (mm, cm, etc.)
de halveringsdikte van verschillende materialen kun je vinden in Binas
Fotonenergie
De energie van een foton hangt af van de frequentie van de elektromagnetische straling: hoe groter de
frequentie is, des te groter is de fotonenergie (symbool: Ef). Voor deze fotonenergie geldt:
Ef= h∙f
Ef= de fotonenergie (J)
h= de evenredigheidsconstante (J/s) constante van Planck, met een waarde van 6,626∙10-19 J
f= de frequentie (Hz)
Röntgenfotonen hebben een energie tussen ongeveer 10 -16 J en 10-13 J, omdat deze eenheden heel
klein zijn, gebruik je vaak een andere energie-eenheid: elektronvolt (eV). Voor deze energie-eenheid
geldt: 1 eV= 1,6∙10-19 J. Je geeft de energie soms ook in kilo-elektrovolt (keV) of mega-elektrovolt
(meV). 1 keV= 1∙103 ev en 1 meV= 1∙106.
Paragraaf 3:
Alfa-, bèta- en gammastraling
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller Struijkdemi. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.26. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
50402 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 15 years now