Samenvattingen - Stralingsdeskundigheid - Compleet leerjaar 1

1.1cSD1 Stralingsdeskundigheid
De stabiliteit van een kern is afhankelijk van het aantal protonen en het aantal
neutronen. Tot het atoomnummer 20 is het atoomnummer en het massagetal recht
evenredig, hierna niet meer.

Atoomnummer (Z) is het aantal protonen in een
kern.
Massagetal (A) is het aantal protonen en
neutronen bij elkaar.
X is de naam van het element.

Een atoom bestaat uit een kern, elektronen en
elektronenschillen.
Aantal elektronen kun je berekenen met 2n2, met
K=1, L=2, enz. De buitenste schil kan maximaal 8 elektronen bezitten.

Als een kern niet stabiel is, is er sprake van radioactiviteit. Elektron en positron
annihileren (vernietigen) elkaar. Hierbij komt energie vrij. Hoe dichter het elektron bij
de kern zit, hoe meer aantrekkingskracht, hoe groter de bindingsenergie. Van binnen
naar buiten, kost energie. Bij van buiten naar binnen komt energie vrij.

Massa = Energie
E = mc2
Algemeen geldt: stabiel systeem bevat minder energie/kern bevat minder energie
dan de losse onderdelen samen.
- E (stabiele kern) < E (protonen) + E (neutronen)
E = mc2
- M (stabiele kern) < M (protonen) + M (neutronen)
- Massadecriment/massaverlies = bindingsenergie kerndeeltjes

Stabiele kern heeft minder energie dan de protonen en neutronen in de kern. Dus de
massa van de stabiele kern is minder dan de massa van de protonen en neutronen.
Deze overgebleven massa noem je massadecriment  massaverlies. Dit wordt
omgezet in energie = bindingsenergie, hierdoor worden de deeltjes bij elkaar
gehouden.

Deuterium  waterstofkern met neutron
Tritium  waterstofkern met 2 neutronen

,Bij een isotoop is het atoomnummer gelijk maar het massagetal verschillend.
Bij een isobaar is het atoomnummer verschillend maar het massagetal gelijk.
Bij een isotoon is het atoomnummer verschillend maar het aantal neutronen gelijk.
Bij een isomeer is het atoomnummer gelijk en het aantal neutronen ook gelijk maar
ze hebben dan wel een ander energieniveau.

1
1
H 2
1
H 14
6
C 15
7
N
Isotoop Isotoon

14
6
C 14
7
N 99m
43
Tc 99
43
Tc
Isobaar Isomeer



naam symbool waarde naam symbool waarde
pico p 10-12 Tera T 1012
nano n 10-9 Giga G 109
micro µ 10-6 Mega M 106
millie m 10-3 kilo k 103
centi c 10-2




Een elektron uit de K-schil halen kost energie. Een elektron naar een lagere schil
halen kost geen energie; hierbij komt energie vrij, dit noem je karakteristieke straling.
Als je een schil uitvergroot, zie je verschillende schillen die een verschillend
energieniveau hebben. De elektronen die het dichtste bij de atoomkern zitten,
worden harder aangetrokken = valentieband.
De geleidingsband is een kleine schil verder, hierin worden de elektronen minder
hard aangetrokken, waardoor ze minder gebonden zijn/losser zitten (geleider).
Valentieband naar geleidingsband kost energie. Geleidingsband naar valentieband
kost geen energie, er komt energie vrij.


Elke deeltje heeft zijn eigen antideeltje.
Elektron positron.
Wanneer deze tegen elkaar botsen ontstaan er twee fotonen. De twee fotonen gaan
met de lichtsnelheid, mogelijk 180 graden de andere kant op. Deze hebben dezelfde
energie als een elektron = 511 keV.
Dit proces heet annihileren; het is energie geworden. = annihilatie straling.
De fotonen worden tegelijkertijd gedetecteerd, zo kan worden berekend waar de
botsing heeft plaatsgevonden.

,1.1cSD2 Basisbegrippen

Elementaire lading = 1,6 x 10-19 Coulomb

1J
1 V= = 1 J ⋅ C −1
1C
Als twee platen een verschil kennen in elektrisch lading, dan spreekt men van een
spanningsverschil of potentiaalverschil. Als twee platen een verschil kennen in
elektrisch lading, en ze worden met elkaar verbonden, dan zullen elektronen van min
naar plus stromen.

Als een elektron hoger is, krijgt die meer energie als ze van – naar + gaan.
Elektrische stroom loopt van + naar – (energie nodig).
Elektronenstroom loopt van – naar + (energie komt vrij).

Elektronen kunnen ook overspringen, als de weerstand niet hoog genoeg is en de
platen niet zijn verbonden.

1C
1 A= = 1C ⋅ s −1
1s
Straling = elke vorm van energie-overdracht vanuit een bron naar de omgeving,
zonder dat hiervoor een medium nodig is. Straling kan dus ook door een vacuüm
heen.

Niet ioniserende straling = niet in staat om fotonen vrij te maken.
Ioniserende straling = in staat om elektronen uit schillen te stoten, waardoor
fotonen ontstaan.

Fotonen-straling (elektromagnetische straling) =
Deeltjes straling (corpusculaire straling) = alfastraling, bètastraling, MeV-straling,
neutronen-straling, protonen-straling.

Theoretisch 4 soorten straling:
1. Niet ioniserende e.m. straling  t/m ultraviolet = overgangsgebied
2. Ioniserende e.m. straling  röntgenstraling en gammastraling
3. Niet-ioniserende deeltjesstraling  bestaat alleen in theorie
4. Ioniserende deeltjesstraling  alfastraling, bètastraling, neutronenstraling

Golfkarakter (frequentie en golflengte)  deeltjes karakter (energie)

Foton heeft altijd rustmassa van 0, lading van 0 en altijd de lichtsnelheid, ze kunnen
niet worden afgeremd.

, Als de frequentie toeneemt, wordt de golflengte kleiner (omgekeerd recht evenredig
verband)


c c v = frequentie

ν= of λ= c = lichtsnelheid
λ = golflengte
λ ν
Sinusgolf:

f = 1/T
T = trillingstijd in seconde
F = frequentie in Hz


E = h x v  E = h x c/ λ
E = energie in Joule
H = constante van Planck (6,63 x 10-34
Js)