Röntgenologie
Aantekeningen hoorcolleges
2 & 3 – Wat is straling & straling en materie
Röntgenstraling is dodelijk bij een dosis van 10 J/kg (Gray)
→ komt niet door de hoeveelheid energie, maar doordat het elektromagnetische straling is
→ heeft een andere golflengte dan licht
→ dus grotere hoeveelheid energie per foton en is ioniserend
→ niet-ioniserende straling is een stuk minder gevaarlijk
𝐸𝑓 = ℎ × 𝑓
(h = constante van Planck, 6,6 ∙ 10−34 J/s)
1 𝑒𝑉 = 1,6022 × 10−19 𝐽
→ hoe meer fotonenergie, hoe kleiner de golflengte en hoe schadelijker
→ licht heeft energie van ±1 eV en röntgenstraling ±105 eV
Maten voor hoeveelheid straling
Activiteit A → aantal deeltjes dat een bron per seconde uitzendt
→ [𝐴] = 𝑠 −1 (Becquerel Bq)
Flux 𝝋 → aantal deeltjes dat per seconde een doorsnede van 1 m2 passeert
→ [𝜑] = 𝑚−2 ∙ 𝑠 −1
Intensiteit I → hoeveelheid energie die per seconde een doorsnede van 1 m2 passeert
→ [𝐼] = 𝐽 ∙ 𝑚−2 ∙ 𝑠 −1 = 𝑊/𝑚2
Kwadratenwet
→ geeft de relatie tussen de activiteit van de bron en de afstand aan
→ de bron genereert A deeltjes per seconde
→ Alle deeltjes passeren het oppervlak van de bol
→ op afstand r geldt dus:
𝐴 𝑃
Flux 𝜑 = Intensiteit 𝐼 =
4𝜋𝑟 2 4𝜋𝑟 2
,Opwekken röntgenstraling: de röntgenbuis
→ vacuümbuis
- Kathode wordt verhit zodat de elektronen losraken
- Anode trekt de elektronen aan op ca. 100 kV waardoor de elektronen versnellen
(buisspanning zorgt ervoor dat de anode positief is en kathode negatief)
- Bij botsing elektronen op anode ontstaat röntgenstraling
Spectrum van licht
Spectrum van een gloeilamp
Spectrum van een lithiumlamp
Spectrum als grafiek
→ intensiteit I als functie van golflengte λ
→ bij licht is er een rechte lijn omdat alle kleuren en
golflengtes aanwezig zijn
Spectrum van röntgenstraling
→ is niet hetzelfde als bij licht, je kunt namelijk niet van licht spreken
Remstraling
Karakteristieke straling → soort anode dat je gebruikt bepaalt de locatie van de pieken in de grafiek
Remstraling → vorm van elektromagnetische straling die wordt uitgestraald als een geladen deeltje
een deceleratie (vertraging) ondergaat
, Remstraling (continue stuk)
→ inkomend elektron scheert langs de kern van een atoom in de anode waardoor het elektron
wordt afgebogen en energie verliest (in de vorm van een röntgenfoton)
→ Hoe dichter langs de kern, hoe groter het energieverlies en hoe hoger de energie van het
röntgenfoton
Karakteristieke straling (pieken)
→ energieniveaus hangen af van het soort atoom (karakteristiek)
→ ontstaat wanneer een deeltje (elektron/proton) op zijn weg door een atoom in botsing komt met
een elektron
1. inkomende elektron schopt een elektron uit de schil van de anode
→ kan alleen gebeuren als de energie van het inkomende elektron groter is dan de
bindingsenergie
2. elektron uit een hogere schil vult het gat op dat is ontstaan
3. overschot aan energie wordt uitgestoten in de vorm van röntgenfoton
→ energie van het foton is gelijk aan energieverschil tussen betrokken schillen
→ deze energie verschilt dus per soort atoom
→ de lijnen die in de rechtergrafieken te zien zijn, zijn de energieverschillen tussen de schillen
Aantekeningen hoorcolleges
2 & 3 – Wat is straling & straling en materie
Röntgenstraling is dodelijk bij een dosis van 10 J/kg (Gray)
→ komt niet door de hoeveelheid energie, maar doordat het elektromagnetische straling is
→ heeft een andere golflengte dan licht
→ dus grotere hoeveelheid energie per foton en is ioniserend
→ niet-ioniserende straling is een stuk minder gevaarlijk
𝐸𝑓 = ℎ × 𝑓
(h = constante van Planck, 6,6 ∙ 10−34 J/s)
1 𝑒𝑉 = 1,6022 × 10−19 𝐽
→ hoe meer fotonenergie, hoe kleiner de golflengte en hoe schadelijker
→ licht heeft energie van ±1 eV en röntgenstraling ±105 eV
Maten voor hoeveelheid straling
Activiteit A → aantal deeltjes dat een bron per seconde uitzendt
→ [𝐴] = 𝑠 −1 (Becquerel Bq)
Flux 𝝋 → aantal deeltjes dat per seconde een doorsnede van 1 m2 passeert
→ [𝜑] = 𝑚−2 ∙ 𝑠 −1
Intensiteit I → hoeveelheid energie die per seconde een doorsnede van 1 m2 passeert
→ [𝐼] = 𝐽 ∙ 𝑚−2 ∙ 𝑠 −1 = 𝑊/𝑚2
Kwadratenwet
→ geeft de relatie tussen de activiteit van de bron en de afstand aan
→ de bron genereert A deeltjes per seconde
→ Alle deeltjes passeren het oppervlak van de bol
→ op afstand r geldt dus:
𝐴 𝑃
Flux 𝜑 = Intensiteit 𝐼 =
4𝜋𝑟 2 4𝜋𝑟 2
,Opwekken röntgenstraling: de röntgenbuis
→ vacuümbuis
- Kathode wordt verhit zodat de elektronen losraken
- Anode trekt de elektronen aan op ca. 100 kV waardoor de elektronen versnellen
(buisspanning zorgt ervoor dat de anode positief is en kathode negatief)
- Bij botsing elektronen op anode ontstaat röntgenstraling
Spectrum van licht
Spectrum van een gloeilamp
Spectrum van een lithiumlamp
Spectrum als grafiek
→ intensiteit I als functie van golflengte λ
→ bij licht is er een rechte lijn omdat alle kleuren en
golflengtes aanwezig zijn
Spectrum van röntgenstraling
→ is niet hetzelfde als bij licht, je kunt namelijk niet van licht spreken
Remstraling
Karakteristieke straling → soort anode dat je gebruikt bepaalt de locatie van de pieken in de grafiek
Remstraling → vorm van elektromagnetische straling die wordt uitgestraald als een geladen deeltje
een deceleratie (vertraging) ondergaat
, Remstraling (continue stuk)
→ inkomend elektron scheert langs de kern van een atoom in de anode waardoor het elektron
wordt afgebogen en energie verliest (in de vorm van een röntgenfoton)
→ Hoe dichter langs de kern, hoe groter het energieverlies en hoe hoger de energie van het
röntgenfoton
Karakteristieke straling (pieken)
→ energieniveaus hangen af van het soort atoom (karakteristiek)
→ ontstaat wanneer een deeltje (elektron/proton) op zijn weg door een atoom in botsing komt met
een elektron
1. inkomende elektron schopt een elektron uit de schil van de anode
→ kan alleen gebeuren als de energie van het inkomende elektron groter is dan de
bindingsenergie
2. elektron uit een hogere schil vult het gat op dat is ontstaan
3. overschot aan energie wordt uitgestoten in de vorm van röntgenfoton
→ energie van het foton is gelijk aan energieverschil tussen betrokken schillen
→ deze energie verschilt dus per soort atoom
→ de lijnen die in de rechtergrafieken te zien zijn, zijn de energieverschillen tussen de schillen
