1
Samenvatting: Radioprotectie:
Toepassingen van ioniserende straling:
• Van bijzonder groot belang voor therapeutische toepassingen en medische beeldvorming
• Gevaren?:
o Verband tussen letsel en ontvangen dosis
▪ Letsel ontstaat vrij snel na de behandeling
▪ Grote dosis zal leiden tot een grote interne brandwonde leiden
Ioniserende straling:
• Toevoegen van energie (onder vorm van een deeltje of elektromagnetische straling) aan
materie
o Voldoende energie zodat ze ionisatie en excitatie veroorzaken in het medium waar
ze door trekken
Materie:
• Alle materie is opgebouwd uit atmomen
• Atoom is opgebouwd uit een atoomkern (met Z protonen en N neutronen) en Z orbitale
elektronen
o Deze is elektrisch neutraal
Ionisatie:
• Simpel:
o Elektron van de kern verwijderen
o Ontstaan van een ionenpaar
• Zekere hoeveelheid energie komt binnen in de materie
o Een deel of de volledige hoeveelheid wordt getransfereerd op 1 van de elektronen
gebonden op een van de orbitalen
• Gevolg:
o Elektron zal energie opnemen, die groot genoeg is om van de binding los te komen
▪ Zo weggeschoten uit de oorspronkelijke positie
o Geheel is nu niet meer neutraal, maar positief geladen (ionisatie)
▪ Er is een vrij bewegend elektron dat verder gaat bewegen in de materie met
een eigen energie
Radioprotectie
, 2
Excitatie:
• Simpel:
o Elektron naar baan verder van de kern brengen
o Atoom blijft neutraal
• Analoog aan ionisatie maar:
o Energie die binnenkomt is niet groot genoeg om het elektron weg te schieten van
atomaire structuren
• Geheel blijft neutraal geladen maar elektron heeft oorspronkelijke positie verlaten
o Creatie van een vacature in dat orbitaal
o Elektron is weggeschoten naar een ander energieniveau
▪ Zorgt voor opeenstapeling van energie in die atomaire structuur
▪ Atoom is nu in geëxciteerde toestand
Desexcitatie:
• Vaak na ionisatie en excitatie
• Elektron van nabij gelegen schil gaat de vacatures gaan
compenseren
• Verschil in bindingsenergie tussen 2 energieniveaus wordt dan
vrijgesteld onder de vorm van X-stralen
o Fluorescente of karakteristieke X-stralen
Direct ioniserende straling:
• Geladen deeltjes met ionisatie door elektrische interacties
• Elektron zal met een zekere energie (meegekregen van een
stralingsbron) naar de atomaire structuur gaan
o Zal botsen tegen orbitaal elektron, wordt uit
oorspronkelijke positie weggeschoten
▪ Orbitaalelektron krijgt dus eigen energie mee
o Startelektron zal nu afwijken van de oorspronkelijke baan
▪ Zal een zekere energie overhouden, daardoor kunnen er nog verdere
botsingen gebeuren
o Fenomeen gaat door tot de volledige energie van het startelektron is afgegeven
Indirect ioniserende straling:
• Neutrale deeltjes en elektromagnetische straling
• Ionisatie wordt veroorzaakt door de secundaire geladen deeltjes
o Deze ontstaan door de fysische interactie van de primaire straling met het medium
o Röntgenstraling
• Elektromagnetische golven zullen zeer diep in het weefsel/materie kunnen dringen
o De röntgenstraling zal interageren met een atomaire structuur
o Gaat interactie ondergaan
▪ Er zal een foto-elektrisch effect waardoor elektron zal ontstaan
• Vervolgens realisatie van directe ioniserende straling
Radioprotectie
, 3
Volledige cascade van indirect ioniserende straling:
• Röntgenstraling valt in de materie
o Elektron wordt vrijgesteld en zal botsen met naburen
o Dosis wordt gedeponeerd (energie wordt afgegeven)
• Deponeren van energie kan voor biologische schade zorgen
• Geen zekerheid dat cascade gebeurt
o Er kan ook niets gebeuren
Röntgenstraling:
• Indringing van de stralen en de lokale absorptie zal zorgen voor beelden geproduceerde
elektronen
o Deze zorgen voor de stralingsbelasting en de dosis
Biologische effecten van ioniserende straling:
• Directe ionisaties ter hoogte van DNA
o Niet veel voorkomend
• Indirecte DNA schade door radicalen na ionisatie van waterk
o Komt vaak voor
Directe ionisatie ter hoogte van DNA:
• Inval van Röntgenstraling op materie zal er voor zorgen dat er een elektron wordt
uitgezonden
o Gaat verder bewegen naar een moleculaire structuur
o Elektron raakt DNA (botsingsreactie)
▪ Elektronen die vasthangen aan de moleculaire structuur worden
weggeschoten
• Balans is verloren en chemische binding
DNA-schade veroorzaken
• Schade aan 1 streng:
o Niet zo problematisch
o Enzymatische repair mechanismen zorgen er voor dat de
schade gerepareerd kan worden
• Schade aan beide strengen:
o Veel moeilijker te herstellen
Indirecte DNA-schade door radicalen na ionisatie van water:
• Röntgenstraal valt indirect in op de materie
o Zal inwerken op de watermoleculen
▪ Water is veel aanwezig dus kans op ionisatie is redelijk groot
• Water zal ioniseren, wat leidt tot een cascade van interacties
o Radiolyse van water zal zorgen voor productie van radicalen
o Deze gaan diffunderen naar de DNA-moleculen
▪ Gaan op indirecte manier schade veroorzaken
Radioprotectie
, 4
Biologische effecten in de tandheelkunde:
• Zeer weinig dosis, dus zeer geringe kans op dubbelstrengige DNA-schade
• Indien schade:
o Zeer hoge kans op DNA-herstel
▪ Dus geen gevolgen voor de patiënt
X-stralenbron:
• Zal X-stralen genereren
• Dun draadje van een filament (kathode gemaakt van Wolfraam)
o Grote stroom wordt gestuurd door het filament, hierdoor zal het sterk opwarmen
• Door opwarming:
o Elektronen worden vrijgesteld ter hoogte van het filament
▪ Ze versnellen in het elektrisch veld
• Aan weerzijden is er hoogspanning geplaatst
o Zullen aangetrokken worden door dit positief veld
▪ Zullen aan de anode dan botsen met hun materiaal
• Optreden van 2 processen:
o Remstraling
o Ionisaties (botsingreacties)
Remstraling:
• In de anode
• Wordt geproduceerd door elektronen die van het filament komen
o Deze gaan interageren met de trefplaat zelf
• In trefplaat:
o Hier bevindt zich Wolfraam
o Wanneer elektronen indringen gaan ze het sterke positieve veld voelen van de
atoomkernen
▪ Zo wordt het traject afgebogen
o Hoe sterker de afbuiging, hoe intenser het geproduceerd wordt
kVp-waarde:
• Hoogspanning tussen anode en kathode
• Piekhoogspanningswaarde van de installatie
o Kan variëren van systeem tot systeem
• Installaties rond het hoofd hebben grotere waarden
o Want moet door grotere delen weefsel
• +- 60 kVp (hoger is er meer saturatie)
mA-waarde:
• Stroom van elektronen
• Hoeveelheid elektronen dat passeert van de filamentpositie naar de trefplaat (anode kant)
• Hoe groter de stroom elektronen, hoe groter de Röntgenbundel
• 5-10 mA
Radioprotectie
Samenvatting: Radioprotectie:
Toepassingen van ioniserende straling:
• Van bijzonder groot belang voor therapeutische toepassingen en medische beeldvorming
• Gevaren?:
o Verband tussen letsel en ontvangen dosis
▪ Letsel ontstaat vrij snel na de behandeling
▪ Grote dosis zal leiden tot een grote interne brandwonde leiden
Ioniserende straling:
• Toevoegen van energie (onder vorm van een deeltje of elektromagnetische straling) aan
materie
o Voldoende energie zodat ze ionisatie en excitatie veroorzaken in het medium waar
ze door trekken
Materie:
• Alle materie is opgebouwd uit atmomen
• Atoom is opgebouwd uit een atoomkern (met Z protonen en N neutronen) en Z orbitale
elektronen
o Deze is elektrisch neutraal
Ionisatie:
• Simpel:
o Elektron van de kern verwijderen
o Ontstaan van een ionenpaar
• Zekere hoeveelheid energie komt binnen in de materie
o Een deel of de volledige hoeveelheid wordt getransfereerd op 1 van de elektronen
gebonden op een van de orbitalen
• Gevolg:
o Elektron zal energie opnemen, die groot genoeg is om van de binding los te komen
▪ Zo weggeschoten uit de oorspronkelijke positie
o Geheel is nu niet meer neutraal, maar positief geladen (ionisatie)
▪ Er is een vrij bewegend elektron dat verder gaat bewegen in de materie met
een eigen energie
Radioprotectie
, 2
Excitatie:
• Simpel:
o Elektron naar baan verder van de kern brengen
o Atoom blijft neutraal
• Analoog aan ionisatie maar:
o Energie die binnenkomt is niet groot genoeg om het elektron weg te schieten van
atomaire structuren
• Geheel blijft neutraal geladen maar elektron heeft oorspronkelijke positie verlaten
o Creatie van een vacature in dat orbitaal
o Elektron is weggeschoten naar een ander energieniveau
▪ Zorgt voor opeenstapeling van energie in die atomaire structuur
▪ Atoom is nu in geëxciteerde toestand
Desexcitatie:
• Vaak na ionisatie en excitatie
• Elektron van nabij gelegen schil gaat de vacatures gaan
compenseren
• Verschil in bindingsenergie tussen 2 energieniveaus wordt dan
vrijgesteld onder de vorm van X-stralen
o Fluorescente of karakteristieke X-stralen
Direct ioniserende straling:
• Geladen deeltjes met ionisatie door elektrische interacties
• Elektron zal met een zekere energie (meegekregen van een
stralingsbron) naar de atomaire structuur gaan
o Zal botsen tegen orbitaal elektron, wordt uit
oorspronkelijke positie weggeschoten
▪ Orbitaalelektron krijgt dus eigen energie mee
o Startelektron zal nu afwijken van de oorspronkelijke baan
▪ Zal een zekere energie overhouden, daardoor kunnen er nog verdere
botsingen gebeuren
o Fenomeen gaat door tot de volledige energie van het startelektron is afgegeven
Indirect ioniserende straling:
• Neutrale deeltjes en elektromagnetische straling
• Ionisatie wordt veroorzaakt door de secundaire geladen deeltjes
o Deze ontstaan door de fysische interactie van de primaire straling met het medium
o Röntgenstraling
• Elektromagnetische golven zullen zeer diep in het weefsel/materie kunnen dringen
o De röntgenstraling zal interageren met een atomaire structuur
o Gaat interactie ondergaan
▪ Er zal een foto-elektrisch effect waardoor elektron zal ontstaan
• Vervolgens realisatie van directe ioniserende straling
Radioprotectie
, 3
Volledige cascade van indirect ioniserende straling:
• Röntgenstraling valt in de materie
o Elektron wordt vrijgesteld en zal botsen met naburen
o Dosis wordt gedeponeerd (energie wordt afgegeven)
• Deponeren van energie kan voor biologische schade zorgen
• Geen zekerheid dat cascade gebeurt
o Er kan ook niets gebeuren
Röntgenstraling:
• Indringing van de stralen en de lokale absorptie zal zorgen voor beelden geproduceerde
elektronen
o Deze zorgen voor de stralingsbelasting en de dosis
Biologische effecten van ioniserende straling:
• Directe ionisaties ter hoogte van DNA
o Niet veel voorkomend
• Indirecte DNA schade door radicalen na ionisatie van waterk
o Komt vaak voor
Directe ionisatie ter hoogte van DNA:
• Inval van Röntgenstraling op materie zal er voor zorgen dat er een elektron wordt
uitgezonden
o Gaat verder bewegen naar een moleculaire structuur
o Elektron raakt DNA (botsingsreactie)
▪ Elektronen die vasthangen aan de moleculaire structuur worden
weggeschoten
• Balans is verloren en chemische binding
DNA-schade veroorzaken
• Schade aan 1 streng:
o Niet zo problematisch
o Enzymatische repair mechanismen zorgen er voor dat de
schade gerepareerd kan worden
• Schade aan beide strengen:
o Veel moeilijker te herstellen
Indirecte DNA-schade door radicalen na ionisatie van water:
• Röntgenstraal valt indirect in op de materie
o Zal inwerken op de watermoleculen
▪ Water is veel aanwezig dus kans op ionisatie is redelijk groot
• Water zal ioniseren, wat leidt tot een cascade van interacties
o Radiolyse van water zal zorgen voor productie van radicalen
o Deze gaan diffunderen naar de DNA-moleculen
▪ Gaan op indirecte manier schade veroorzaken
Radioprotectie
, 4
Biologische effecten in de tandheelkunde:
• Zeer weinig dosis, dus zeer geringe kans op dubbelstrengige DNA-schade
• Indien schade:
o Zeer hoge kans op DNA-herstel
▪ Dus geen gevolgen voor de patiënt
X-stralenbron:
• Zal X-stralen genereren
• Dun draadje van een filament (kathode gemaakt van Wolfraam)
o Grote stroom wordt gestuurd door het filament, hierdoor zal het sterk opwarmen
• Door opwarming:
o Elektronen worden vrijgesteld ter hoogte van het filament
▪ Ze versnellen in het elektrisch veld
• Aan weerzijden is er hoogspanning geplaatst
o Zullen aangetrokken worden door dit positief veld
▪ Zullen aan de anode dan botsen met hun materiaal
• Optreden van 2 processen:
o Remstraling
o Ionisaties (botsingreacties)
Remstraling:
• In de anode
• Wordt geproduceerd door elektronen die van het filament komen
o Deze gaan interageren met de trefplaat zelf
• In trefplaat:
o Hier bevindt zich Wolfraam
o Wanneer elektronen indringen gaan ze het sterke positieve veld voelen van de
atoomkernen
▪ Zo wordt het traject afgebogen
o Hoe sterker de afbuiging, hoe intenser het geproduceerd wordt
kVp-waarde:
• Hoogspanning tussen anode en kathode
• Piekhoogspanningswaarde van de installatie
o Kan variëren van systeem tot systeem
• Installaties rond het hoofd hebben grotere waarden
o Want moet door grotere delen weefsel
• +- 60 kVp (hoger is er meer saturatie)
mA-waarde:
• Stroom van elektronen
• Hoeveelheid elektronen dat passeert van de filamentpositie naar de trefplaat (anode kant)
• Hoe groter de stroom elektronen, hoe groter de Röntgenbundel
• 5-10 mA
Radioprotectie
