Samenvatting - straling en veiligheid

Straling en veiligheid
Ioniserende straling
Definitie van straling
Straling is

 De overdracht van energie vanuit een bron naar een omgeving zonder dat hiervoor een
medium nodig is. Deze overdracht kan de vorm aannemen van golven of van een
deeltjesstraling.

Soorten straling:




Elektromagnetisme en EM-spectrum
Wisselen elektrisch veld wekt magnetisch veld op (en omgekeerd).

Zo’n veld breidt zich onbeperkt uit met de lichtsnelheid = elektromagnetisch veld




Elektrisch veld: rood

Magnetisch veld: blauw



Op opeenvolgende plaatsen trilt het elektrisch veld in fasen (ook het magnetisch veld).

1

,Vorm = harmonische trilling of sinusoïde




Dit kan men beschrijven met een aantal grootheden:

 Frequentie f
 Golflengte λ (afstand)
 Periode
 Lichtsnelheid c

= als een golf zich verder plant in een medium gebeurd er veel interactie.



Het elektromagnetisch spectrum:




Laagste frequentie bij radiogolven, hoogste frequentie bij röntgenstralen

 Als de frequentie stijgt, dan daalt de golflengte



De energie van EM-straling:

Energie in fotonen

Is gekwantiseerd = komen voor in pakketjes met een bepaalde energie

Het zijn deeltjes zonder massa

Uitgedrukt in Joule

1. Energie per foton
 Frequentie, golflengte
2. Aantal fotonen per seconde
 Amplitude (A)



2

,Deeltjes- en golfkarakter van EM-straling
Deeltjesstraling = energetische deeltjes met een massa en een snelheid

- Alfa
- Bèta
- Protonen
- Neutronen

Wordt het gestopt of afgeremd, draagt het zijn energie over aan de atoomstructuur waarin het zichc
bevindt -> exciteren, ioniseren of opwarmen.



Alfa-deeltje / alfa-straling:

 Helium kernen: 2 protonen en 2 neutronen
 Deeltjes met relatief grote massa
 Positief geladen
 Gaan zich aangetrokken voelen door een andere lading

Bèta-deeltje / bèta-straling:

 Zowel negatief ( β−¿¿ ) als positief ( β +¿¿
 Negatief = elektronen (ionisaties, radioactief verval)
 Positief = positronen (radioactief verval)
 Kleine massa, energie komt van hoge snelheid
 Geladen deeltjes, worden aangetrokken of afgestoten door andere ladingen



Ioniserende straling
Straling die in staat is ionen te vormen in de materie waar ze op invalt

 Kunnen elektronen losmaken van de kern
 Atomen kunnen anders gerangschikt worden
 Energie is groter dan bindingsenergie van elektron
 Laagste bindingsenergie ligt rond 10 eV



Energiespectrum




Radioactief röntgenbuis

Röntgenstraling


3

, De röntgenbuis:

= een gloeidraad of filament wordt door een gelijkspanning en -stroom verhit tot er elektronen uit de
gloeidraad ontsnappen.

Katode wordt negatief en anode positief

Elektronen komen tot stilstand bij de anode (door de grote snelheid) ze worden dan omgezet in 99%
warmte en 1% röntgenstraling.



Remstraling:

Ontstaan van fotonen straling

= door interactie van een elektron met een elektrisch veld van de atoomkernen van het
anodemateriaal wordt het elektron afgeremd en afgebogen en zendt het een foton.

 Continue spectrum



Hoe dichter het elektron langs een kern scheert, hoe meer hij afgeremd wordt, hoe meer energie hij
verliest en hoe hoger de frequentie van de EM-golf. De fotonen dat hier ontstaan hebben een lagere
frequentie.



Karakteristieke straling:
Kunnen in ionen ionisaties vormen
= het terugvallen van elektronen uit hogere schillen


Röntgenbuis instelparameters:
 Buisspanning U (kV)
 Buisstroom I (mA)
 Opnametijd t (s)
 Buislading I x t (mAs)


Invloed van buisspanning:
Vorm van het spectrum verandert
De gemiddelde energie schuift op en het aantal fotonen
ook (meer fotonen vrijmaken)


Invloed van buislading:


4