Natuurkunde samenvatting
Hoofdstuk 13
Paragraaf 1 en 2: straling
Ionisatie = het proces waarbij een atoom een elektron kwijtraakt. Straling maakt elektronen
los, de straling lijkt zich hierbij te gedragen als een botsend deeltje: het foton.
Lichaamscellen kunnen door de absorptie van een foton beschadigen.
Ioniserende straling = genoeg energie om te ioniseren.
Kosmische straling = deeltjes met een hoge energie die zich tussen alle hemellichamen in
het heelal bevinden.
Natuurlijke achtergrondstraling = straling van het heelal en de aarde.
Kunstmatige straling = ontvang je voornamelijk vanuit de gezondheidszorg, zoals röntgen.
Radioactiviteit = stoffen die spontaan ioniserende straling uitzenden (kernstraling),
radioactieve stoffen. Uraan, polonium en radium zijn radioactieve stof.
De drie soorten kernstraling (= straling uit de kernen van atomen):
Alfastraling = α = snel bewegende heliumkernen
- Wordt tegengehouden door papier. Door het botsen met papier wordt
de energie van het alfadeeltje verloren. Alfadeeltje lost op.
- Groot deeltje (heliumdeeltje)
- Grote massa
- Groot ioniserend vermogen, bij elke ionisatie verliest het α-deeltje een
deel van zijn bewegingsenergie.
Bètastraling = β = elektronen
- Wordt tegengehouden door aluminium
- Kleiner deeltje
- Kleinere massa
- Kleiner ioniserend vermogen
Gammastraling = γ = elektromagnetische straling, bestaat uit fotonen.
- Een kan dat die botst, botst selectief. (soms wel soms niet).
- Raakt niet in één keer alle energie kwijt, de sterkte neemt af. Het ene deeltje botst en
raakt energie kwijt, het andere deeltje botst niet.
Dracht = de afstand die α- en β-straling aflegt in een stof.
Grote dracht = klein ioniserend vermogen.
Doordringend vermogen hangt af van:
Soort stof; stoffen met een grote dichtheid houden straling goed tegen.
Soort straling; α-straling kleinste doordringend vermogen, gamma grootste.
α- en β-straling verliezen hun energie beiden door botsingen, maar doordat een heliumkern
veel groter en zwaarder is dan een β-deeltje, is zijn dracht veel kleiner.
, Röntgenstraling = bestaat uit fotonen met een hogere energie dan uv-straling en kan door
stoffen heen waar zichtbaar licht en uv-straling niet door komen.
- In de röntgenbuis botsen elektronen met grote snelheid waardoor ze fotonen vrijmaken.
- Gaat door huid en spieren heen, maar wordt tegengehouden door botten.
- De straling is schadelijk voor de cellen in je lichaam en voor een foetus.
- Hoe groter de dichtheid van het weefsel, des te kleiner is de hoeveelheid straling die de
detector bereikt.
- Een stof met een hoog atoomnummer absorbeert veel röntgenstraling. Bij een materiaal
zoals lood is een paar mm voldoende om veel straling te absorberen.
CT-scan
- Bij een CT-scanner meet je de transmissie van röntgenstraling door de
weefsels. Dus de bron en detector moeten op één lijn liggen met het te meten
onderwerp (het lichaam) ertussenin. Door de bron en de detector rond het
lichaam te laten draaien kan een 3D-beeld gereconstrueerd worden er worden
voortdurend röntgenfoto’s gemaakt.
- Eén rondgang levert een doorsnede van het gescande object op.
- Het verschil in intensiteit zorgt voor het contrast op de röntgenfoto.
- Meer straling dan bij röntgenfoto, maar nauwkeuriger beeld zoals grootte en positie
tumor.
- Bij een CT-scan wordt gezocht naar onregelmatigheden in weefsels veroorzaakt door
dichtheidsverschillen of vervormingen.
- Voordelen: Je hoeft voor een CT-scan geen radioactief materiaal in je lichaam in te
brengen, geen tracer nodig. Dit is een voordeel qua tijd en qua kosten.
MRI
- Elektromagnetische straling, radiogolven. De patiënt bevindt zich in een
sterk magneetveld. Overal in ons lichaam zijn waterstofatomen aanwezig,
ieder waterstofatoom is eigenlijk een klein magneetje. Het magneetveld
heeft een willekeurige richting. Door een magneetveld aan te brengen
gaan waterstofatomen in parallelle of antiparallele richting staan.
- Parallelle of antieparallelle richting van waterstofatomen met het
externe magneetveld corresponderen met verschillende
energieniveaus. De antiparallelle toestand heeft een hogere energie
dan de parallelle toestand.
Een deel van de waterstofkernen in de parallele toestand zal een radio-foton absorberen
en omklappen naar de aniparallele toestand.
Daarna zou bij het vervallen van antiparallel naar parallel een foton uitgezonden worden.
- Signaal van het foton wordt opgevangen door detectoren. Je krijgt een beeld waar veel
en weinig waterstofatomen zijn.
- Voordelen: Zacht weefsel kun je beter bekijken met de MRI-scanner. MRI werkt niet met
gevaarlijke radioactieve straling of stoffen.
- Nadeel: niet geschrikt voor mensen met een pacemaker of inplantaat.
Hoofdstuk 13
Paragraaf 1 en 2: straling
Ionisatie = het proces waarbij een atoom een elektron kwijtraakt. Straling maakt elektronen
los, de straling lijkt zich hierbij te gedragen als een botsend deeltje: het foton.
Lichaamscellen kunnen door de absorptie van een foton beschadigen.
Ioniserende straling = genoeg energie om te ioniseren.
Kosmische straling = deeltjes met een hoge energie die zich tussen alle hemellichamen in
het heelal bevinden.
Natuurlijke achtergrondstraling = straling van het heelal en de aarde.
Kunstmatige straling = ontvang je voornamelijk vanuit de gezondheidszorg, zoals röntgen.
Radioactiviteit = stoffen die spontaan ioniserende straling uitzenden (kernstraling),
radioactieve stoffen. Uraan, polonium en radium zijn radioactieve stof.
De drie soorten kernstraling (= straling uit de kernen van atomen):
Alfastraling = α = snel bewegende heliumkernen
- Wordt tegengehouden door papier. Door het botsen met papier wordt
de energie van het alfadeeltje verloren. Alfadeeltje lost op.
- Groot deeltje (heliumdeeltje)
- Grote massa
- Groot ioniserend vermogen, bij elke ionisatie verliest het α-deeltje een
deel van zijn bewegingsenergie.
Bètastraling = β = elektronen
- Wordt tegengehouden door aluminium
- Kleiner deeltje
- Kleinere massa
- Kleiner ioniserend vermogen
Gammastraling = γ = elektromagnetische straling, bestaat uit fotonen.
- Een kan dat die botst, botst selectief. (soms wel soms niet).
- Raakt niet in één keer alle energie kwijt, de sterkte neemt af. Het ene deeltje botst en
raakt energie kwijt, het andere deeltje botst niet.
Dracht = de afstand die α- en β-straling aflegt in een stof.
Grote dracht = klein ioniserend vermogen.
Doordringend vermogen hangt af van:
Soort stof; stoffen met een grote dichtheid houden straling goed tegen.
Soort straling; α-straling kleinste doordringend vermogen, gamma grootste.
α- en β-straling verliezen hun energie beiden door botsingen, maar doordat een heliumkern
veel groter en zwaarder is dan een β-deeltje, is zijn dracht veel kleiner.
, Röntgenstraling = bestaat uit fotonen met een hogere energie dan uv-straling en kan door
stoffen heen waar zichtbaar licht en uv-straling niet door komen.
- In de röntgenbuis botsen elektronen met grote snelheid waardoor ze fotonen vrijmaken.
- Gaat door huid en spieren heen, maar wordt tegengehouden door botten.
- De straling is schadelijk voor de cellen in je lichaam en voor een foetus.
- Hoe groter de dichtheid van het weefsel, des te kleiner is de hoeveelheid straling die de
detector bereikt.
- Een stof met een hoog atoomnummer absorbeert veel röntgenstraling. Bij een materiaal
zoals lood is een paar mm voldoende om veel straling te absorberen.
CT-scan
- Bij een CT-scanner meet je de transmissie van röntgenstraling door de
weefsels. Dus de bron en detector moeten op één lijn liggen met het te meten
onderwerp (het lichaam) ertussenin. Door de bron en de detector rond het
lichaam te laten draaien kan een 3D-beeld gereconstrueerd worden er worden
voortdurend röntgenfoto’s gemaakt.
- Eén rondgang levert een doorsnede van het gescande object op.
- Het verschil in intensiteit zorgt voor het contrast op de röntgenfoto.
- Meer straling dan bij röntgenfoto, maar nauwkeuriger beeld zoals grootte en positie
tumor.
- Bij een CT-scan wordt gezocht naar onregelmatigheden in weefsels veroorzaakt door
dichtheidsverschillen of vervormingen.
- Voordelen: Je hoeft voor een CT-scan geen radioactief materiaal in je lichaam in te
brengen, geen tracer nodig. Dit is een voordeel qua tijd en qua kosten.
MRI
- Elektromagnetische straling, radiogolven. De patiënt bevindt zich in een
sterk magneetveld. Overal in ons lichaam zijn waterstofatomen aanwezig,
ieder waterstofatoom is eigenlijk een klein magneetje. Het magneetveld
heeft een willekeurige richting. Door een magneetveld aan te brengen
gaan waterstofatomen in parallelle of antiparallele richting staan.
- Parallelle of antieparallelle richting van waterstofatomen met het
externe magneetveld corresponderen met verschillende
energieniveaus. De antiparallelle toestand heeft een hogere energie
dan de parallelle toestand.
Een deel van de waterstofkernen in de parallele toestand zal een radio-foton absorberen
en omklappen naar de aniparallele toestand.
Daarna zou bij het vervallen van antiparallel naar parallel een foton uitgezonden worden.
- Signaal van het foton wordt opgevangen door detectoren. Je krijgt een beeld waar veel
en weinig waterstofatomen zijn.
- Voordelen: Zacht weefsel kun je beter bekijken met de MRI-scanner. MRI werkt niet met
gevaarlijke radioactieve straling of stoffen.
- Nadeel: niet geschrikt voor mensen met een pacemaker of inplantaat.
