Samenvatting stralingsdeskundigheid periode 1
Je moet weten de aard en gevaren van de bestraling. Ook hoe je jezelf kunt beschermen tegen die
straling. Verder zijn de werkzaamheden van straling belangrijk. Daarom wordt het vak
stralingsdeskundigheid gegeven.
Atoombouw: hoe zit een atoom in elkaar? Een atoom heeft een kern met daar om heen een schril
van elektronen. Deze elektronen passen niet allemaal in een schril. Daarom zijn er meerdere schillen
om een atoom. De dichtbij zijnde schril vanaf het atoom gezien, heet schril K. Hier passen slechts 2
elektronen in. Waarom het schril K heet? Omdat de K het midden van het alfabet is. Er is hierbij een
formule die van toepassing is: 2 N^2. De K schril is dus 1, de L is 2, de M is 3, de N is 4, etc. In de L
schril kunnen 2^3 elektronen, dus 8 elektronen. Let op: de buitenste schril kan maximaal 8
elektronen hebben!!!
De elektronen rondom de atoom die vliegen niet weg van de atoom. Dit komt door bindingsenergie
vanuit de kern. Hoe hoger het atoomnummer, hoe meer protonen, hoe groter de aantrekking, hoe
groter de bindingsenergie van het elektron met de kern is, hoe moeilijker het is om het elektron uit
de schril te krijgen. Mocht je dit elektron er toch uit willen krijgen, moet je energie in de kern
stoppen dat groter is dan de bindingsenergie. Als er eentje weg schiet uit bijvoorbeeld de K kern,
schiet er een elektron van de L schril naar de K schril. Hierbij komt energie vrij. Deze energie komt
vaak vrij als straling.
Dus van binnen naar buiten kost energie, van buiten naar binnen komt er energie vrij.
In de kern zitten de protonen en neutronen. De protonen zijn positieve geladen en de neutronen zijn
niet geladen. De neutronen zitten in de kern, om de protonen samen te houden. De protonen vinden
het niet fijn om met andere protonen te liggen. Dan kaatsen ze af. Doordat er neutronen zijn is dit
niet het geval. Hierdoor krijg je een stabiele kern. Als de kern instabiel is, gaat de atoom zoeken naar
stabiliteit. Dat doet die onder uitzending van straling.
Het nummer Z staat voor het atoomnummer. Dit bepaald hoeveel protonen er in de kern zitten, dus
ook het element. Iedere hoeveelheid protonen is een ander element.
Het massagetal is de hoeveelheid protonen + neutronen in de kern. Bij een waterstof deeltje is er
een proton in de kern. Deze proton heeft geen last van andere protonen, en heeft dus ook geen
neutron nodig. Hierdoor is het massagetal 1. Neon heeft 10 als atoomnummer. Bij een stabiele kern
heeft Neon 10 protonen en 10 neutronen. Het atoomnummer wordt dus 40. Tot ongeveer
atoomnummer 20 staat de verhouding protonen + neutronen gelijk (1:1). Bij zink is het
atoomnummer 30 en het massagetal 66. Dit betekent dat het aantal neutronen in de kern 66 – 30 =
36 is. De atoomnummers en massagetallen staan in de binas.
Massadescriminent is de bindingenergie rondom de kern. Massa = energie. Dit betekent dat het
gehele massa wordt “omgezet” in pure energie. Daarvoor geldt deze formule. E = mc^2.
In deze formule staat de E voor energie in Joule. De m voor massa in kg. De c is altijd 3 x 10^8
In de nucleaire geneeskunde wordt deze formule als volgt gebruikt. Rustmassa elektron is
0,91 x 19^-30 kg. E = (0,91 x 19^-30) x (3 x 10^8)^2 = 8,29 x 10^-14 J. Joule is als energie eenheid in
de stralingsdeskundige niet handig, aangezien dit een groot getal is. Daarom is er in de
stralingsdeskundigheid een nieuwe eenheid bedacht. Er wordt vaak gebruikt van eV. Dan doet je de E
delen door 1,6 x 10^-19. Hieruit komt eV.
Er bestaan ook positieve elektronen, ook wel positron. Die hebben de zelfde massa als elektronen, en
hebben dus dezelfde energie als je ze omzet in energie.
, Algemeen geldt dat een stabiele kern minder energie bevat. Je stopt het aantal losse protonen en
losse neutronen (los van elkaar) in een kern en je gaat kijken wat de massa van de kern is, dan zie je
eigenlijk altijd dat ze net iets lichter zijn. Dit massaverlies wordt ook wel massadecriment genoemd.
De energie dat je verliest bij massadecriment, kun je berekenen door de massa in te vullen in de
formule. Deze “verloren” energie wordt de bindingsenergie voor de elektronen naar de kern. Dus het
massadecriment is de bindingsenergie.
A
Notatie van nuclide. Hoe wordt dit gedaan? N . Hierbij staat A voor het massagetal (aantal
Z
protonen + neutronen) en Z voor het aantal protonen. N is hierbij de naam van het element,
bijvoorbeeld He. Je kunt door notatie van nuclide zien of een atoom stabiel of instabiel is. Dit staat in
de binas op de nuclide kaart. De rode vakjes in de nuclidekaart zenden protonen uit, de blauwe
vakjes elektronen, de zwarte vakjes zijn stabiel en de gele vakjes zenden helium kernen.
Als je naar de nuclidekaart kijkt, zijn er een aantal namen die erbij aan bod komen. Isobaren,
isotopen en isotonen. Iso staat voor gelijk, dus deze namen zeggen iets over wat er gelijk is. Isotopen
zijn nuclide van het zelfde element, maar met een verschillend massagetal. Isotonen hebben
hetzelfde aantal neutronen, maar het verschillende aantal protonen. Dus dit zijn altijd verschillenden
stoffen. Isobaren betekent dat alle nuclides hetzelfde massagetal hebben.
1 2
Isotopen zijn bijvoorbeeld H en H dit komt doordat Z gelijk is (dus het element blijft gelijk) en A
1 1
kan verschillend zijn.
14 14
Isobaar: C en C . Dit komt doordat het massagetal gelijk is. De A blijft gelijk en de Z is
6 7
verschillend.
14 15
Isotoon: C en N . Z is verschillend. Het aantal neutronen blijft gelijk, ook wel A-Z.
6 7
99 99 m
Isomeren: Tc en Tc . Z is gelijk en het aantal neutronen is gelijk. Bij isomeren is het
43 43
energieniveau verschillend. Dit wordt aangegeven door een m.
College 2 elektriciteit, straling, golven
Elke grootheid heeft een bepaald symbool. Het symbool voor lading is Q. De eenheid van Q is
Coulomb. Coulomb kort je af met C.
Elementaire lading eenheid = 1,6 x 10^-19.
Dus de lading van een elektron is 1,6 x 10^-19. Als je hiervan bijvoorbeeld een coulomb van wilt
maken, moet je het delen door zichzelf. Dus 1 / (1,6 x 10^-19) = 6,25 x 10^18 elektronen nodig voor 1
Coulomb lading.
Spanning is een grootheid die wordt afgekort met U. De eenheid hiervan is de V (volt). Als je twee
platen hebt met een verschillende lading, dan ontstaat er tussen die twee platen een elektrische
spanning. Als de elektronen van de – plaat naar de + plaat oversteken, krijgen ze energie. Hoe hoger
de spanning, hoe meer energie dat de elektronen krijgen. Als je deze elektronen wilt terugbrengen
