Ioniserende straling - samenvatting Maak eerst zélf een samenvatting van de theorie over ioniserende straling. Zorg dat je samenvatting de volgende elementen bevat: • Over straling: o een definitie van het begrip straling o een overzicht van de betekenis van de volgende begrippen over straling: ioniserende straling, kernstraling, elektromagnetische straling, deeltjesstraling o een overzicht van de aard en eigenschappen van de volgende soorten straling: licht, UV, IR, alfa, bèta, gamma, radiogolven, microgolven, Röntgenstraling • Over ioniserende straling: o een definitie van het begrip ioniserende straling o een overzicht van de aard en de eigenschappen van de vier belangrijkste soorten ioniserende straling o een definitie of uitleg van de volgende grootheden: halveringstijd, halveringsdikte, dracht, activiteit, dosis, dosisequivalent o een overzicht van diverse toepassingen van ioniserende straling en de bescherming tegen de gevaren van ioniserende straling Vergelijk daarna je samenvatting met de samenvatting in dit document. Vul je eigen samenvatting aan met ontbrekende informatie.
Straling Straling is het overbrengen van energie van een bron naar een ontvanger, zonder dat daar een tussenstof voor nodig is. Stralingsdefinities Er bestaan diverse definities van speciale soorten straling. • Gezien vanuit de manier waarop de straling ontstaat, (de bron): o De meeste straling ontstaat in de elektronenschil van een atoom. Deze straling wordt als elektromagnetische straling getransporteerd. o Kernstraling is straling die ontstaat in de kern van radioactieve stoffen. De meest voorkomende soorten zijn alfa, bèta en gammastraling. •
Gezien vanuit de aard van de straling zelf (de manier waarop de energie wordt overgebracht): o Elektromagnetische straling is straling, waarbij de energie in de vorm van (elektromagnetische veld)-golven of fotonen wordt overgebracht. o Deeltjesstraling is straling, waarbij de energie in de vorm van kleine materiedeeltjes wordt overgebracht. Deeltjesstraling is altijd kernstraling.
•
Gezien vanuit het effect van de straling (de ontvanger): o De meeste soorten straling zijn niet schadelijk o Ioniserende straling is straling die zo energierijk is, dat atomen erdoor geïoniseerd kunnen worden, wat wil zeggen dat er een elektron uit verdwijnt. Dit elektron wordt door de straling ‘weggeslagen’. Ioniserende straling is schadelijk voor levende wezens. Het beschadigt het DNA. UV-C, Röntgen- en alle soorten kernstraling zijn ioniserende straling.
Overzicht veel voorkomende stralingssoorten 1. Tabel naam omschrijving
licht Ultraviolet (UV) straling Infrarood (IR) straling alfa ( ) straling bèta ( ) straling gamma ( ) straling Röntgenstraling radiogolven microgolven
voor de mens zichtbare straling zit in zonlicht zit in zonlicht
radio- en tv-signalen magnetron
bron: kernstrali ng? nee
aard: EM of deeltjes EM
nee
EM
nee ja ja ja nee nee nee
EM deeltjes deeltjes EM EM EM EM
ontvanger: ioniserend? nee UV-A+B: nee UV-C: ja nee ja ja ja ja nee nee
2. Schema nietioniserend
microgolven radiogolven
IR
UV-A
ioniserend
UV-C
licht UV-B
Röntgen
EM
deeltjes
kernstraling Toelichting • Boven de streep de elektromagnetische straling, onder de streep de deeltjesstraling • Links de niet-ioniserende straling, rechts de ioniserende • In het kleine ovaal de kernstraling, die ioniserend is en deels EM- en deels deeltjesstraling omvat. • Alleen binnen de doorgetrokken lijnen komt straling voor.
Ioniserende straling Ioniserende straling is straling, die zo energierijk is, dat hij elektronen uit een atoom kan losslaan. Het atoom raakt dan ‘geïoniseerd’. Soorten Ioniserende stralingssoorten zijn: • UV-C straling • Röntgenstraling • Kernstraling: o alfastraling ( ) o bètastralen ( ) o gammastraling ( ) Meestal worden alleen Röntgenstraling en Kernstraling bedoeld met ioniserende straling.
straling aard doordringbaarheid ioniserend vermogen alfa deeltjes klein groot bèta deeltjes middelmatig middelmatig gamma EM groot klein Röntgen EM groot klein • Aard: elektromagnetische straling of deeltjesstraling • Doordringbaarheid: hoever dringt de straling door in een stof • Ioniserend vermogen: hoe efficiënt is de straling in het ioniseren van atomen. Toepassingen • UV-straling o reiniging en ontsmetting • Röntgenstraling o Röntgenfoto’s ter beveiliging of voor diagnose • Kernstraling o Radiotherapie: bestraling van kankercellen o Radiodiagnostiek: inspuiten en volgen van radioactieve tracer bij een patiënt o Dikte-controle industrie: materiaal (metaal, papier) wordt doorstraald, de dikte wordt gecontroleerd aan de hand van de hoeveelheid doorgelaten straling. o Voedselconservering: voedsel wordt bestraald, om micro-organismen te doden Bron: ontstaan • Röntgenstraling wordt gemaakt in een Röntgenbuis: bij de kathode worden elektronen losgemaakt, die in de buis worden versneld. De elektronen raken de metalen kathode met grote snelheid, waardoor de metalen plaat zeer energierijke straling gaat uitzenden. • Kernstraling ontstaat door het verval van radioactieve atomen of bij kunstmatig opgewekte kernreacties (kernsplijting en kernfusie). Bron: activiteit De activiteit van een (ioniserende) stralingsbron is het aantal fotonen of deeltjes dat een bron per seconde uitzendt. Eenheid: Becquerel (Bq) Bron: halveringstijd De halveringstijd van een radioactieve isotoop is de tijd waarin de helft van een grote hoeveelheid atomen van die isotoop is vervallen.
Ontvanger: interactie met materie • Bij elektromagnetische straling spreken we over halveringsdikte. • Bij deeltjesstraling spreken we over dracht. De halveringsdikte van een materiaal voor een bepaalde straling is de afstand in het materiaal waarover de intensiteit van de straling tot de helft van zijn oorspronkelijke waarde afneemt. De dracht van straling in een materiaal is de maximale afstand die de straling in het materiaal aflegt.
Ontvanger: effect op levende wezens Het effect van ioniserende straling op levende wezens hangt af van: • De ontvangen stralingsenergie (Estr), die afhangt van • De massa van het ontvangende orgaan (m) • Het soort straling De dosis (D) is de hoeveelheid ontvangen stralingsenergie per kilogram. Het dosisequivalent (H) is de dosis vermenigvuldigd met een factor die de stralingssoort meeweegt. In formules:
E str m H = Q⋅D
D=
Ontvanger: bescherming Bescherming tegen ioniserende straling berust op drie uitgangspunten: • De duur van de blootstelling zo kort mogelijk laten zijn • De afstand tussen bron en ontvanger zo groot mogelijk houden • Afschermingsmateriaal tussen bron en ontvanger plaatsen.
