Natuurkunde hoofdstuk 5 straling
5,1 Straling en bronnen
Straling om ons heen
Je bent voortdurend omgeven door straling.
BINAS tabel 19B (soorten stralingen)
Geiger-müllerteller of GM-teller = een apparaat waarmee je stralingen van radioactieve
stoffen kan meten
In het dagelijks leven ben je voortdurend omgeven door allerlei soorten straling.
Soms kun je straling zien of voelen, maar vaak ook niet. Een meetapparaat voor
straling van radioactieve stoffen is een GM-teller.
Eigenschappen van straling
Eigenschappen van stralingen:
- Stralingen bewegen in rechte lijnen vanuit de bron
- Stralingen worden zwakker als ze verder van de bron komen
Eigenschappen die voor bepaalde stralingen gelden, straling kan:
- Opwarmen
- Zichtbaar of voelbaar zijn
- Je bruin maken
- Door stoffen heen gaan
- Schadelijk zijn
Doordringend vermogen = hoe diep de straling door kan dringen in een bepaalde stof
(met het werken met straling is dit een belangrijke eigenschap)
Ioniserend vermogen = door straling kunnen ionen ontstaan in de bestraalde stof.
Atomen in de stof verliezen één of meer elektronen en veranderen in positieve ionen. De
negatieve elektronen schieten dan weg uit de atomen.
Vooral dit zegt iets over de schadelijkheid, het is slecht voor je. Door ionisatie kunnen
moleculen in de cel (zoals DNA) beschadigen en kunnen cellen veranderen (muteren) of
doodgaan.
Als de straling sterk ioniseert, raakt hij zijn energie snel kwijt en dringt niet ver door. Dus
hoe groter het ioniserend vermogen, des te kleiner is het doordringend vermogen.
Straling beweegt in rechte lijnen vanuit de bron. Hoe groter de afstand tot de bron,
hoe minder sterk de straling is. Elke soort straling heeft zijn eigen kenmerken, zoals
doordringend vermogen en ioniserend vermogen.
Ontdekking van ioniserende straling
, Röntgenstraling = kan atomen ioniseren en
is zeer doordringend.
Een röntgenapparaat zet elektrische energie
om in stralingsenergie. Röntgenstraling wordt
dus niet door een radioactieve stof
uitgezonden.
Instabiele atomen = atomen die niet altijd in deze vorm zullen blijven bestaan.
Radioactieve stof = heeft instabiele atomen, die stralingen uitzenden.
Bestaat uit 3 soorten deeltjes:
- Alfadeeltjes (minder doordringend dan bètastraling) (α)
- Bètadeeltjes (β)
- Gammastraling (lijkt op röntgenstraling, maar is nog doordringender) (γ)
Röntgen- en gammastraling lijken op uv-straling, maar zijn veel gevaarlijker.
α-, β- en γ- stralingen =
- Komen uit de kernen van atomen.
- Dit is ioniserend, en dus voor levende weefsels schadelijk.
- zijn radioactieve stoffen
- radioactieve stoffen zitten in loden kokers, zo beperk je de schadelijkheid
Ioniserende straling beweegt van de bron naar de ontvanger. Daarvoor is geen tussenstof
nodig: ioniserende straling kan zich zowel door vacuüm, lucht en stof of weefsel
verplaatsen.
Er zijn vier soorten ioniserende straling: röntgenstraling en γ-straling zijn
vergelijkbaar met uv-straling; α-straling en β-straling bestaan uit deeltjes.
Röntgenstraling wordt niet door een radioactieve stof uitgezonden, maar opgewekt
uit elektrische energie in een röntgenapparaat.
α-, β- en γ-straling zijn afkomstig uit atoomkernen van radioactieve stoffen.
α-straling blijkt het minst doordringend te zijn, γ-straling het meest.
Bronnen van ioniserende straling
Radioactieve stoffen zijn bronnen van ioniserende α-, β- en γ-straling.
De bronnen onderscheiden we van natuurlijke en kunstmatige straling.
Natuurlijke straling = altijd in onze omgeving aanwezig.
• Kosmische straling (afkomstig van zon en sterren)
Deze straling bestaat uit een mix van 4 verschillende soorten ioniserende straling
(snelle deeltjes als protonen en elektronen, röntgen-, gamma- en uv-straling). De
atmosfeer absorbeert veel straling dus bereikt weinig de aarde.
• Aardse straling (komt uit graniet en gesteentes met uranium en radium)
Tot de 'aardse' bronnen horen ook bakstenen en bouwmaterialen, gemaakt uit klei
en gips, die van nature radioactieve stoffen bevatten.
• Voedsel
Bevat een heel lage concentratie radioactieve stoffen, waaronder een vorm van
kalium.
, Kunstmatige straling = komt uit bronnen die door mensen zijn gemaakt, komen voor in:
• bestralingsapparatuur in ziekenhuizen;
• röntgenapparaten in ziekenhuizen en bij tandartsen;
• rookmelders (zeer kleine hoeveelheid radioactieve stof);
• kerncentrales (waarin radioactief materiaal aanwezig is);
• kernwapens (die direct stralen tijdens de ontploffing en indirect via de verspreiding
van brokstukjes radioactief materiaal);
• tracers (= radioactieve stoffen die de arts in het menselijk lichaam inbrengt, waarna
zichtbaar is hoe ze zich door het lichaam verspreiden)
Achtergrondstraling = alle stralingsbronnen samen in onze omgeving, een permanente
hoeveelheid straling. Meetbaar met de GM-teller.
Bestraling =
- Inwendige bestraling: bron bevind zich in het menselijk lichaam, persoon is besmet.
- Uitwendige bestraling: bron bevind zich buiten het menselijk lichaam, persoon is besmet.
Er zijn natuurlijke en kunstmatige bronnen van ioniserende straling. De straling die
altijd in je omgeving aanwezig is, noem je achtergrondstraling. Bestraling kan zowel
inwendig als uitwendig plaatsvinden. Als er radioactief materiaal op of in de
ontvanger terechtkomt, is er sprake van besmetting. Komt de ontvanger niet in
direct contact met het radioactieve materiaal, dan is er alleen sprake van bestraling.
Stralingsenergie
Als de zon gaat schijnen dan krijg je energie door: infrarode stralen van de zon (warm)/
ultraviolette licht (zorgt voor energie in de huid om vitamine D aan te maken)
Fotonen = een pakketje stralingsenergie. Een golf bestaat uit grote hoeveelheden
pakketjes die achter elkaar aan bewegen.
- We spreken over y-fotonen als we het hebben over pakketjes y-straling en van
röntgenfotonen bij pakketjes röntgenstraling.
- De energie van de fotonen kan atomen ioniseren. Hoe groter de energie, hoe groter het
ioniserend vermogen.
Straling transporteert energie. Bij γ- en röntgen straling is dat in de vorm van een
stroom energiepakketjes die je fotonen noemt, α- en β-straling bestaat uit deeltjes
die energie vervoeren, doordat ze een hoge snelheid hebben. De stralingsenergie
kan atomen ioniseren. Hoe meer energie, hoe groter het ioniserend vermogen.
