Les 9.1 - herhaling radioactiviteit

Herhaling PTA 3 - les 1
straling en gezondheid

Lesplanning:

1. Toetsstof PTA 3
2. Klassikaal herhaling H5 straling en gezondheid
   
3. Begrippenweb of ...
4. Herhaling activiteit
5. Zelfstandig werken 
6. Afsluiting: kodak en de atoombom

Toetstof & planning

H5 Straling + H10 Medische beeldvorming + H15 Quantum

Datum	Lesstof	Maakwerk
do 27/2	H5 + H10	Oefenopgave radon-219
vr 28/2	H5 + H10	§16.3
do 13/3	H15	Gemengde opdrachten
vr 14/3	H15	Gemengde opdrachten
do 20/3

Voorbereiding

oefenen, oefenen, oefenen, ... 

Maar niet met examens 2023 en 2024. 

Die bewaren we voor de examentraining.

Herhaling H5 & 10 straling en gezondheid

Straling

Kernstraling

Kernstraling

vervalvergelijking

Gaat straling overal doorheen?

Halveringsdikte en 

dracht

Een stof laat 75% van de opvallende gammastraling door. De dikte van de stof is:

1. precies de halveringsdikte.
2. kleiner dan de halveringsdikte.
3. groter dan de halveringsdikte.
4. precies twee halveringsdiktes.

Halveringsdikte de formule

Bij het maken van een röntgenfoto wordt straling gebruikt met een intensiteit van 1,2 mW. De intensiteit van de straling die door het bot heen is gekomen is 1,4 * 10⁻⁴ W. De halveringsdikte van bot is 1,08 cm
Bereken de dikte van het bot.

Halveringstijd en activiteit:

De halveringstijd van een stof is 8 dagen. Bij het begin van de meting is de activiteit 80 Bq. Hoe groot is de activiteit van de stof 4 dagen na het begin van de meting?

1. 20 Bq
2. 60 Bq
3. Meer dan 60 Bq
4. Tussen de 20 en 60 Bq

Halveringstijd

en 
Activiteit

Welk soort straling is het schadelijkst?

Begrippenweb

Je kan ook werken aan de opgaven van §16.3

Activiteit & aantal kernen

Voor een medische behandeling wordt het verval van drie verschillende isotopen
vergeleken (zie diagram).
Welke isotoop heeft na 3,0 uur nog de
hoogste activiteit?

1. Isotoop van de bovenste grafiek.
2. Isotoop van de middelste grafiek.
3. Isotoop van de onderste grafiek.

Activiteit 

De activiteit A (Bq) is het aantal deeltjes dat per seconde vervalt.

A=−​Δt​​ΔN​​

Formules

A=​t​​2​​1​​​​​​ln(2)​​⋅N

A=−​Δt​​ΔN​​

A=A​0​​⋅​2​​1​​​​t​​t​​​​2​​1​​​​​​

Voor een onderzoek aan de doorbloeding van de hartpsier wordt Thalium-201 met een activiteit van 56 MBq gebruikt. Thallium-201 heeft een halveringstijd van 3,04 dag.
Bereken de massa van deze hoeveelheid thallium-201.

A = 56 MBq 
t_1/2= 3,04 dag

m = ?

Bereken de massa van deze hoeveelheid thallium-201.

• invullen levert N =  2,122 * 10¹³ 
• massa atoomkern:
    m = 200,97 u
         = 200,97 * 1,66 x 10⁻²⁷ kg
         = 3,336 * 10⁻²⁵ kg
  
• m = 3,336 * 10⁻²⁵ *  2,122 * 10¹³
          = 7,1 * 10⁻¹² kg

N=t​1/2​​⋅​ln(2)​​A​​

Aan de slag

Maken en nakijken opgaven van §15.4

Tot 10 minuten voor het einde van de les.

00:05

Kijkvraag

Hoe heeft Kodak ontdekt dat er een radioactieve bom was getest?

05:17

Kijkvraag

Hoe heeft Kodak ontdekt dat er een radioactieve bom was getest?

Aan de slag met §16.3

Maken en nakijken opgaven van §15.4

Oefenopgave

In sommige granaten is wat uranium aanwezig. Deze stof wordt gebruikt vanwege zijn hoge dichtheid. Als een granaat op het slagveld ontploft, zal het aanwezige uranium verpulveren of verdampen en als stof of damp in de lucht aanwezig zijn. Veronderstel dat een soldaat een stofdeeltje inademt dat U-236 bevat. Dit stofdeeltje nestelt zich in een longblaasje.

1. Leg uit dat de activiteit van het U-236 tijdens een mensenleven nauwelijks afneemt.

Een stofdeeltje dat door een soldaat wordt ingeademd heeft een activiteit van 2,2 × 10⁻⁶ Bq. Bij het verval van één uraniumkern komt een energie van 6,7 × 10⁻¹³ J vrij. Deze vrijkomende energie wordt in 0,18 × 10⁻⁹ kg omringend weefsel geabsorbeerd.
  2. Bereken de equivalente dosis die het bestraalde weefsel in een jaar ontvangt.

A = 2,2 × 10 -6 Bq

E deeltje = 6,7 × 10 -13 J

❶

De massa van het weefsel is:

m = 0,18 μg = 0,18 × 10 -9 kg

Δt = 365 × 24 × 60 × 60 = 3,1536 × 10 7 s

❶

ΔN = A × Δt

ΔN = 2,2 × 10 -6 × 3,1536 × 10 7 = 69,379 deeltjes.

❶

E str = ΔN × E deeltje

E str = 69,379 × 6,7 × 10 -13 = 4,6484 × 10 -11 J

❶

D = E str / m

D = 4,6484 × 10 -11 / (0,18 × 10 -9 ) = 0,25824 Gy

Volgens BINAS zendt U-236 alfastraling uit. De stralingsweegfactor is dus gelijk aan 20.

H = w × D

❶ H = 20 × 0,25824 = 5,2 Sv

Oefenopgave

De kunstmatig gemaakte kobaltisotoop Co-60 wordt in de geneeskunde gebruikt voor bestraling. Een kern van Co-60 vervalt tot een kern van Ni-60 onder uitzending van een elektron. Behalve een elektron ontstaan bij het verval van een Co-60 kern ook twee γ-fotonen: één met een energie van 1,17 MeV en één met een energie van 1,33 MeV. De γ-straling van een Co-60 bron wordt gebruikt voor bestraling van een kankergezwel. Dit gezwel wordt gedurende 12 minuten bestraald met een Co-60 bron die een activiteit heeft van 45 MBq. Het gezwel heeft een massa van 36 g en absorbeert 15% van de energie van de uitgezonden γ-fotonen. 

Bereken de dosis die het kankergezwel in 12 minuten ontvangt. 

t = 12 min = 720 s
E_verval = 1,33 + 1,17 = 2,5 MeV = 4,005*10⁻¹³ J
A = 45 MBq

m = 36 g

absorptie = 15 %

E = A * t * E_verval = 45*10⁶ * 720 * 4,005*10⁻¹³ = 0,012976 J

15% --> E = 0,00194643 J

H = 1 * 0,00194643 / 0,036 = 0,054 Sv

Examenopgave

inwendige bestraling (2017-1)
& wijnfraude