Samenvatting SD periode 2
Interactie: straling – materie 2
Ioniserende straling:
Straling waarvan aard en energie zodanig zijn dat bij interactie met materie één of meer elektronen
van hun atoom kunnen worden losgemaakt (ionisatie)
- Direct ioniserende straling: - en -straling en protonen
- Indirect ioniserende straling: neutronen, röntgen- en -straling
E.M. straling (fotonen-straling)
Deeltjes straling (corpusculaire straling)
• Interactie met materie via:
- botsingen / collisions
(met de elektronen rond de kern)
- coulombveld van de kern
• Gevolg: afremmen (energie afgifte)
- excitatie
- ionisatie
- remstraling (karakteristiek)
• Resultaat: eindige reikwijdte
Deeltjes straling is alfa, bèta, neutronen en protonen straling.
Negatieve elektronen reageren op de positieve alfa deeltjes die langs komen. De alfadeeltjes nemen
de elektronen mee.
Een elektron verliest zijn snelheid bij een interactie met een andere deeltjes dus aan het einde zijn er
meer botsingen.
Specifieke ionistatie = lineïeke ionisatie; aantal ionisatieparen dat per lengte eenheid van de
afgelegde weg door ioniserende straling in een medium wordt gevormd.
SI = dN/dx [ cm1]
Reikwijdte van alfa straling:
Vuistregel: RL = 1cm/MeV
Wisselwerkingsprocessen bij alfa-straling:
- Ionisatie
- Terugstootenergie: als het alfa deeltje uit de kern ‘springt’, krijgt het atoom zelf ook nog
energie
- Excitatie: elektron springt naar een hoger gelegen schil (aangeslagen toestand)
- De overdracht van energie aan elektronen gaat via Coulomb wisselwerking (ionisatie)
, Alfa-deeltjes komen minder ver dan bèta-deeltjes. Alfa straling heeft een groot ioniserend vermogen
maar een zeer korte dracht.
De vuistregel voor de dracht van alfadeeltjes: RL=1cm / MeV of RL(α)≈0,3√E3(cm) geldt tussen 4 en
15 MeV.
De ionisatie dichtheid van alfadeeltjes neemt net voor het eindpunt toe. Dit is doordat het alfa
deeltje steeds langzamer gaat en dus meer ionisaties per afgelegde afstand aan kan gaan. Aan het
einde van zijn afgelegde weg, komt het alfadeeltje stil te staan. Het neemt dan 2 losse elektronen op
en gaat verder als een helium atoom.
Alfastraling is bij uitwendige besmetting ongevaarlijk omdat je huid je beschermd tegen deze straling.
Maar als je inwendig besmet wordt met alfastraling is dit wel gevaarlijk omdat het wel door weefsel
gaat. Het deeltje gaat niet ver maar heeft wel een hoog ioniserend vermogen dus het omliggend
weefsel wordt aangetast.
Wisselwerkingsprocessen bij absorptie van β- straling:
- Ionisatie
- Excitatie
- Remstraling
- In-elastische botsing (twee auto’s die tegen elkaar boten) + elastisch (biljarten)
- Çerenkov straling
Botsingen en remstralingsproductie
Mass stopping power S/rho
S/ = dE/( · dl) [MeV/(g/cm2)]
Dracht:
– R
– Afstand in een bepaalde stof
– Cm
Gereduceerde dracht:
– Rρ
– Afstand * soortelijke massa
– g/cm2
– Onafhankelijk van soortelijke massa
meer remstraling als de energie en/of het atoomnummer hoger is.
De vuistregel voor de dracht van β-deeltjes in lucht: R[cm] ∗ρ[g/cm3] =0.5 ∗E [MeV] of R= 0,5*E /
Voor de afscherming van β-deeltjes gebruikt men vaak perspex omdat hierbij de kans op
wisselwerking laag is. Er kan geen remstraling optreden en je hebt er maar 1cm van nodig. Bij β +-
deeltjes is perspex niet voldoende omdat er bij β +-deeltjes nog fotonen van 0,511eV vrijkomen door
annihilatie die ook nog afgeschermd moeten worden.
Het verschil tussen dracht en gereduceerde dracht:
De dracht gaat over de afstand van de afscherming (in cm of m) terwijl de gereduceerde dracht gaat
over de hoeveelheid materiaal per oppervlakte-eenheid (in g/cm 2 of mg/cm2). Oftewel:
Dracht (R): reikwijdte in een bepaald materiaal
Interactie: straling – materie 2
Ioniserende straling:
Straling waarvan aard en energie zodanig zijn dat bij interactie met materie één of meer elektronen
van hun atoom kunnen worden losgemaakt (ionisatie)
- Direct ioniserende straling: - en -straling en protonen
- Indirect ioniserende straling: neutronen, röntgen- en -straling
E.M. straling (fotonen-straling)
Deeltjes straling (corpusculaire straling)
• Interactie met materie via:
- botsingen / collisions
(met de elektronen rond de kern)
- coulombveld van de kern
• Gevolg: afremmen (energie afgifte)
- excitatie
- ionisatie
- remstraling (karakteristiek)
• Resultaat: eindige reikwijdte
Deeltjes straling is alfa, bèta, neutronen en protonen straling.
Negatieve elektronen reageren op de positieve alfa deeltjes die langs komen. De alfadeeltjes nemen
de elektronen mee.
Een elektron verliest zijn snelheid bij een interactie met een andere deeltjes dus aan het einde zijn er
meer botsingen.
Specifieke ionistatie = lineïeke ionisatie; aantal ionisatieparen dat per lengte eenheid van de
afgelegde weg door ioniserende straling in een medium wordt gevormd.
SI = dN/dx [ cm1]
Reikwijdte van alfa straling:
Vuistregel: RL = 1cm/MeV
Wisselwerkingsprocessen bij alfa-straling:
- Ionisatie
- Terugstootenergie: als het alfa deeltje uit de kern ‘springt’, krijgt het atoom zelf ook nog
energie
- Excitatie: elektron springt naar een hoger gelegen schil (aangeslagen toestand)
- De overdracht van energie aan elektronen gaat via Coulomb wisselwerking (ionisatie)
, Alfa-deeltjes komen minder ver dan bèta-deeltjes. Alfa straling heeft een groot ioniserend vermogen
maar een zeer korte dracht.
De vuistregel voor de dracht van alfadeeltjes: RL=1cm / MeV of RL(α)≈0,3√E3(cm) geldt tussen 4 en
15 MeV.
De ionisatie dichtheid van alfadeeltjes neemt net voor het eindpunt toe. Dit is doordat het alfa
deeltje steeds langzamer gaat en dus meer ionisaties per afgelegde afstand aan kan gaan. Aan het
einde van zijn afgelegde weg, komt het alfadeeltje stil te staan. Het neemt dan 2 losse elektronen op
en gaat verder als een helium atoom.
Alfastraling is bij uitwendige besmetting ongevaarlijk omdat je huid je beschermd tegen deze straling.
Maar als je inwendig besmet wordt met alfastraling is dit wel gevaarlijk omdat het wel door weefsel
gaat. Het deeltje gaat niet ver maar heeft wel een hoog ioniserend vermogen dus het omliggend
weefsel wordt aangetast.
Wisselwerkingsprocessen bij absorptie van β- straling:
- Ionisatie
- Excitatie
- Remstraling
- In-elastische botsing (twee auto’s die tegen elkaar boten) + elastisch (biljarten)
- Çerenkov straling
Botsingen en remstralingsproductie
Mass stopping power S/rho
S/ = dE/( · dl) [MeV/(g/cm2)]
Dracht:
– R
– Afstand in een bepaalde stof
– Cm
Gereduceerde dracht:
– Rρ
– Afstand * soortelijke massa
– g/cm2
– Onafhankelijk van soortelijke massa
meer remstraling als de energie en/of het atoomnummer hoger is.
De vuistregel voor de dracht van β-deeltjes in lucht: R[cm] ∗ρ[g/cm3] =0.5 ∗E [MeV] of R= 0,5*E /
Voor de afscherming van β-deeltjes gebruikt men vaak perspex omdat hierbij de kans op
wisselwerking laag is. Er kan geen remstraling optreden en je hebt er maar 1cm van nodig. Bij β +-
deeltjes is perspex niet voldoende omdat er bij β +-deeltjes nog fotonen van 0,511eV vrijkomen door
annihilatie die ook nog afgeschermd moeten worden.
Het verschil tussen dracht en gereduceerde dracht:
De dracht gaat over de afstand van de afscherming (in cm of m) terwijl de gereduceerde dracht gaat
over de hoeveelheid materiaal per oppervlakte-eenheid (in g/cm 2 of mg/cm2). Oftewel:
Dracht (R): reikwijdte in een bepaald materiaal
