Samenvatting
Natuurkunde samenvatting havo 4 hoofdstuk 5: straling en gezondheid
- Vak
- Natuurkunde
- Niveau
- HAVO
Natuurkunde samenvatting havo 4 hoofdstuk 5: straling en gezondheid
[Meer zien]Voorbeeld 2 van de 10 pagina's
Voorbeeld 2 van de 10 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
1 beoordeling
Door: bayanalabed2003 • 3 jaar geleden
Voorbeeld van de inhoud
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
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Struijkdemi. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €3,99. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 48072 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 15 jaar dé plek om samenvattingen te kopen