Natuurkunde
Hoofdstuk 5 Straling
§1 straling en bronnen
Straling om je heen
de hele dag en nacht is er straling om je heen, bijvoorbeeld van je telefoon
of van telefoonmasten.
Elektromagnetische straling
er zijn verschillende vormen van elektromagnetische straling (em-
straling), zoals bijvoorbeeld infrarood, zichtbaar licht en ultraviolet. -> te
vinden in BINAS tabel 19B. Elektromagnetische straling wordt
overgedragen in energiepakketjes, fotonen. Bij radiogolven hebben de
fotonen weinig energie en zijn ze ongevaarlijk. De fotonen van
röntgenstraling hebben veel energie en worden door zacht weefsel niet
tegengehouden (zwart) maar door bot wel (wit). De energie van röntgen-
en gammafotonen is hoog waardoor ze ongewenste veranderingen in je
lichaamscellen kunnen veroorzaken. -> gevaarlijk dus zo min mogelijk.
Soorten ioniserende straling
straling kan ervoor zorgen dat een atoom een of meer elektronen verliest,
dit noem je ioniseren. Radioactieve stoffen zijn stoffen die van nature
ioniserende straling uitzenden. Er zijn drie soorten deeltjes in ioniserende
stoffen, alfa, bèta en gammadeeltjes. Alfa is het makkelijkst tegen te
houden. Gamma bestaat niet uit deeltjes met massa en is ook ongeladen
maar de fotonen hebben veel energie en dus zijn gammadeeltjes heel
gevaarlijk. Ze komen uit de kernen van atomen.
Detecteren van ioniserende straling
ioniserende straling zie en voel je niet. Om dit toch te detecteren maak je
gebruik van een geigner-müllerteller (straling meten) en een gps (plek
bepalen).
Eigenschappen van straling
als de afstand tot de bron n keer zo groot wordt, wordt de straling n2 keer
zo zwak. Bij ioniserende straling neemt de intensiteit ook af doordat de
straling energie kwijtraakt aan ionisaties. Hoe groter de afstand tot een
stof, hoe zwakker de straling. En hoe diep de ioniserende straling door kan
dringen hangt af van de soort stof, dit noem je het doordringend
vermogen. Het ioniserend vermogen geeft aan hoe goed de straling in
staat is de atomen te ioniseren. Alle straling links van ultraviolet kunnen
niet ioniseren.
Bronnen van ioniserende straling
natuurlijke bronnen:
- kosmische straling is afkomstig van de zon en sterren (kosmos) en
bestaat uit protonen, elektronen, röntgen-, gamma- en uv-straling. De
, atmosfeer absorbeert veel straling waardoor er heel weinig straling het
aardoppervlak bereikt.
- aardse straling komt vooral uit graniet, gesteenten met uranium en
radium, bakstenen en bouwmaterialen.
- voedsel bevat heel weinig radioactieve stoffen.
kunstmatige bronnen (door mensen gemaakt):
- bestralingsapparatuur en röntgenapparaten in ziekenhuizen
- rookmelders
- kerncentrales
- tracers
- kernwapens
alle stralingsbronnen veroorzaken samen de achtergrondstraling (altijd
aanwezig).
Bestraling en besmetting
blootgesteld worden aan een bron van buiten je lichaam noemen we
bestraling (röntgenfoto). Als de bron van de straling in of op je lichaam
zit spreek je van besmetting. Dit laatste is veel gevaarlijker omdat je de
bron bij je draagt. Besmetting en bestraling kunnen er beide voor zorgen
dat er atomen in je lichaam ioniseren dit kan voor verandering in het DNA
en muterende cellen zorgen. Straling kan je ook heel gericht gebruikt
bijvoorbeeld om kankercellen te bestralen en vernietigen.
§2 kernreacties
de bouw van atomen
atomen bestaan uit een kern van protonen (+e) en neutronen (geen
lading) met daaromheen een elektronenwolk (-e). Een atoom is elektrisch
neutraal. Het aantal protonen noem je het atoomnummer (Z) en dit
bepaalt de chemische en fysische eigenschappen van een element.
A=N+Z A= massagetal N= aantal neutronen
A
X X= symbool element
Z
Tabel 25A en 7B.
Isotopen
een isotoop is een atoom met hetzelfde atoomnummer maar met een
verschillend aantal neutronen. Waterstof (1 proton), deuterium (1 neutron)
en tritium (2 neutronen). Gebruik hiervoor binas tabel 25AB. Sommige
isotopen kunnen niet in de natuur voorkomen en zijn kunstmatig.
Radioactiviteit
de isotopen die instabiel zijn kun je niet op aarde vinden, ze zijn
radioactief. Het uitzenden van straling verandert zo’n atoom in een ander
element, je noemt dit radioactief verval. In tabel 25A kun je zien wat de
tijd is waarin de helft van het aantal radioactieve kernen vervalt, de
halveringstijd. Het vervallen gebeurt door het uitzenden van een α ,
β deeltje of γ -straling. De oorspronkelijke kern noem je de moederkern en
de kern na het verval noem je een dochterkern. Je kunt niet voorspellen
Hoofdstuk 5 Straling
§1 straling en bronnen
Straling om je heen
de hele dag en nacht is er straling om je heen, bijvoorbeeld van je telefoon
of van telefoonmasten.
Elektromagnetische straling
er zijn verschillende vormen van elektromagnetische straling (em-
straling), zoals bijvoorbeeld infrarood, zichtbaar licht en ultraviolet. -> te
vinden in BINAS tabel 19B. Elektromagnetische straling wordt
overgedragen in energiepakketjes, fotonen. Bij radiogolven hebben de
fotonen weinig energie en zijn ze ongevaarlijk. De fotonen van
röntgenstraling hebben veel energie en worden door zacht weefsel niet
tegengehouden (zwart) maar door bot wel (wit). De energie van röntgen-
en gammafotonen is hoog waardoor ze ongewenste veranderingen in je
lichaamscellen kunnen veroorzaken. -> gevaarlijk dus zo min mogelijk.
Soorten ioniserende straling
straling kan ervoor zorgen dat een atoom een of meer elektronen verliest,
dit noem je ioniseren. Radioactieve stoffen zijn stoffen die van nature
ioniserende straling uitzenden. Er zijn drie soorten deeltjes in ioniserende
stoffen, alfa, bèta en gammadeeltjes. Alfa is het makkelijkst tegen te
houden. Gamma bestaat niet uit deeltjes met massa en is ook ongeladen
maar de fotonen hebben veel energie en dus zijn gammadeeltjes heel
gevaarlijk. Ze komen uit de kernen van atomen.
Detecteren van ioniserende straling
ioniserende straling zie en voel je niet. Om dit toch te detecteren maak je
gebruik van een geigner-müllerteller (straling meten) en een gps (plek
bepalen).
Eigenschappen van straling
als de afstand tot de bron n keer zo groot wordt, wordt de straling n2 keer
zo zwak. Bij ioniserende straling neemt de intensiteit ook af doordat de
straling energie kwijtraakt aan ionisaties. Hoe groter de afstand tot een
stof, hoe zwakker de straling. En hoe diep de ioniserende straling door kan
dringen hangt af van de soort stof, dit noem je het doordringend
vermogen. Het ioniserend vermogen geeft aan hoe goed de straling in
staat is de atomen te ioniseren. Alle straling links van ultraviolet kunnen
niet ioniseren.
Bronnen van ioniserende straling
natuurlijke bronnen:
- kosmische straling is afkomstig van de zon en sterren (kosmos) en
bestaat uit protonen, elektronen, röntgen-, gamma- en uv-straling. De
, atmosfeer absorbeert veel straling waardoor er heel weinig straling het
aardoppervlak bereikt.
- aardse straling komt vooral uit graniet, gesteenten met uranium en
radium, bakstenen en bouwmaterialen.
- voedsel bevat heel weinig radioactieve stoffen.
kunstmatige bronnen (door mensen gemaakt):
- bestralingsapparatuur en röntgenapparaten in ziekenhuizen
- rookmelders
- kerncentrales
- tracers
- kernwapens
alle stralingsbronnen veroorzaken samen de achtergrondstraling (altijd
aanwezig).
Bestraling en besmetting
blootgesteld worden aan een bron van buiten je lichaam noemen we
bestraling (röntgenfoto). Als de bron van de straling in of op je lichaam
zit spreek je van besmetting. Dit laatste is veel gevaarlijker omdat je de
bron bij je draagt. Besmetting en bestraling kunnen er beide voor zorgen
dat er atomen in je lichaam ioniseren dit kan voor verandering in het DNA
en muterende cellen zorgen. Straling kan je ook heel gericht gebruikt
bijvoorbeeld om kankercellen te bestralen en vernietigen.
§2 kernreacties
de bouw van atomen
atomen bestaan uit een kern van protonen (+e) en neutronen (geen
lading) met daaromheen een elektronenwolk (-e). Een atoom is elektrisch
neutraal. Het aantal protonen noem je het atoomnummer (Z) en dit
bepaalt de chemische en fysische eigenschappen van een element.
A=N+Z A= massagetal N= aantal neutronen
A
X X= symbool element
Z
Tabel 25A en 7B.
Isotopen
een isotoop is een atoom met hetzelfde atoomnummer maar met een
verschillend aantal neutronen. Waterstof (1 proton), deuterium (1 neutron)
en tritium (2 neutronen). Gebruik hiervoor binas tabel 25AB. Sommige
isotopen kunnen niet in de natuur voorkomen en zijn kunstmatig.
Radioactiviteit
de isotopen die instabiel zijn kun je niet op aarde vinden, ze zijn
radioactief. Het uitzenden van straling verandert zo’n atoom in een ander
element, je noemt dit radioactief verval. In tabel 25A kun je zien wat de
tijd is waarin de helft van het aantal radioactieve kernen vervalt, de
halveringstijd. Het vervallen gebeurt door het uitzenden van een α ,
β deeltje of γ -straling. De oorspronkelijke kern noem je de moederkern en
de kern na het verval noem je een dochterkern. Je kunt niet voorspellen
