Samenvatting Straling I

Straling I
Ioniserende straling
Definitie van straling
Straling is de overdracht van energie vanuit een bron naar de omgeving zonder dat hiervoor
een medium nodig is. Deze overdracht kan de vorm aannemen van goven of deeltjesstraling.

❖ Vertrek van uit een bron kan dus niet zomaar “rondhangen”
❖ Straling plant zich voort (in omgeving zonder interactie  rechtdoor)
❖ Het heeft geen medium nodig dus kan het in ht heelal voortplanten
Geluidsgolven is GEEN straling.

Soorten straling:
Er zijn 2 vormen van straling : golven(elektromagnetische) & deeltjes
Deze kunnen nog een onderverdeeld worden in ioniserende- en niet ioniserende straling.

Straling Elektromagnetische straling deeltjesstraling
Niet-ioniserend ❖ Radiogolven /
❖ Warmtestraling
❖ Licht
ioniserend ❖ Röntgenstraling ❖ -straling
❖ -straling ❖ -straling
❖ elektronenstraling
❖ protonenstraling
❖ neutronenstraling

Elektromagnetisme
❖ wisselend elektrische veld wekt een magnetisch veld op en omgekeerd
❖ onder bepaalde omstandigheden houden ze elkaar instand
❖ het bereid onbeperkt uit met de lichtsnelheid
voorstelling:
Ze bereiken samen hun maximum en hebben op
het zelfde moment de waarde nul.
Ze vormen beide een harmonische trilling.




1

,De harmonische trilling:

Grootheden in deze trilling:
❖ Frequentie (f) = aantal bewegingen per
seconde. Uitgedrukt in (Hz)
❖ Periode (T) = tijd waarin een voledige cyclus
is doorlopen
❖ Verband frequentie en periode:
1
𝑓=
𝑇
❖ De golflengte () is de afstand die een golf
zich voortplant hiervoor is één periodetijd
nodig. Dit is afhankelijk van de
voorplantingssnelheid (V)
𝑣=𝜆/𝑇 =𝑓∙𝜆 𝑜𝑓𝜆=𝑣∙ 𝑇
❖ Bij elektromagnetische golven planten zich in
het luchtledige voort met de lichtsnelheid (c)
C= 300.000 km/s


Het elektromanetische spectrum




Het zijn allemaal elektromagnetische straling maar de frequentie en daarmee de golflengte
van de straling zijn anders.

De energie van elektromagnetische straling
❖ De energie van elektromagnetische golven kan niet oneindig klein worden
(gekwantifiseerd)
❖ Een “pakketje” energie = foton
Efoton= h . v
H= constante van planck (h= 6,63.10_34 J.s)
❖ Een elektromagnetische golf is een straal fotonen waarvan men de energie kan bereken
❖ De energie zal toenemen naar mate de frequentie toeneemt
❖ Hoogenergetische stralin heeft en korte golflengte


Fotonen zijn deeltjes die zich met een energie EFoton en zich voortplanten met de sneheid c,
maar geen massa hebben.




2

,Energie van een golf:
1. Energie per foton:
Frequetie / golflengte
2. Aantal fotonen per seconde:
Amplitude




Deeltjes karakter van straling




Je kunt straling ook bekijken als deeltjes, deze deeltjes noemt men fotonen.
Met een energie hxF
Massa = 0
Energie van een lichtfoton met een frequentie van 5.1014hZ is 3,3 . 10-19 J
Energie van een röntgenfoton van 1019Hz is 7.10-15

De energie van een foton wordt uitgedrukt in elekrovolt (eV).
Één elektrovolt is de energie die een foton krijgt als ze een potentiaalverschil van één volt
doorloopt

1eV = Q.U = 1,6 . 10-19 x 1= 1,6.10-19 J

de energie van een lichtfoton en een röntgenfoton in eV wordt dan:
3,3.10−19
❖ Lichtfoton: 1,6.10−19 = 2 𝑒𝑉
7.10−15
❖ Röntgenfoton: 1,6 .10−19 = 42 𝑘𝑒𝑉

In de röngendiagnostiek is dit een praktische éénheid.
Het potentiaalverschil is de generatorspanning (20-150 kV)
De maximale energie van een foton is de generatorspanning maal de elektronenlading.
De maximale fotonenergie van Rö-straling met een generatorspanning van 70 kV is dan
70keV.

Straling als golf of als deeltje?
Groodheid met een lengte  radioantennes/ licht




3

, Grootheid met de frequentie  Radiozender/ elektronica




Grootheid met een energie  Bestraling


Deeltjesstraling
Energetische deeltjes zijn deeltjes met een massa en een snelheid.
1
𝐸𝑘𝑖𝑛 = 𝑚 . 𝑣 2
2
Energie wordt bepaalt door:
❖ De massa:
-deeltjes hebben 4 kerndeeltjes (2 protone, 2 neutronen) ze hebben een relatief hoge
energie.
-deeltjes (elektron en proton) en bestaan uit deeltjes met de massa van een elektron.
De massa is dus verwaarloosbaar.
❖ De snelheid:
Voortplantingssnelheid is lager dan die van een foton.
“Snelle” elektronen zijn hoogenergetische elektronen
“trage” neutronen bij relatief weinig energetische neutronen

Als een deeltje gestopt of afgeremd wordt draagt hij zijn energie gedeeltelijk of volledig over
aan de atoomstructuur waar hij zich dan bevindt. Hierdoor kan het atoom:
❖ Exiteren
❖ Ioniseren
❖ Opgewarmt worden

Alfa-deeltjes
Bestaat uit 2 protonen en 2 neutronen.
Het heeft een relatief hoge massa.
Het is positief geladen en wordt dus aangetrokken door andere
ladingen.

Beta-deeltjes
Bestaat uit een elektron (-) en een proton (+)
Het heeft een kleine massa energie komt door de hoge snelheid
Geladen deeltje wordt aangetrokken/ afgestoten door ander ladingen
Elektronen: uit ionisaties, radioactief verval
Protonen: uit radioactief verval




4