Stralingshygiëne samenvatting
HC – Stralingshygiëne 1
Verwachtingen van een TMS-MT:
1. De TMS zorgt ervoor dat het werk veilig uitgevoerd wordt (volgens de procedure)
2. De TMS houdt de administratie bij van bronnen , schrijft regelmatig op hoe het gaat en
stuurt de rapportage naar de ondernemer
3. De TMS legt overige medewerkers uit wat de procedures en regels zijn
4. Verplichte periodieke na-en bijscholing (min. 5-jaarlijks)
Stralingsdosis: factoren die een rol spelen
• Output van een toestel
• Afstand tot de bron van ioniserende straling
• Afscherming tussen bron en blootgestelde persoon
• Blootstellingstijd
Bij een nuclide kaart is de “y-as” de protonen en de “x-as” de neutronen. Zwarte hokjes geven
een stabiele toestand aan van een atoom.
Protonen zijn positief geladen en neutronen hebben geen lading – om de kern van het atoom
zitten elektronen die negatief zijn geladen. Het aantal protonen bepaalt welk element het is =
het atoomnummer Z. Het aantal neutronen kan verschillen binnen hetzelfde element en
daarom bestaan er verschillende isotopen. Aantal neutronen = N. Het massagetal A = N + Z.
Proton: Neutron: Elektron (β- deeltje)
Alfadeeltje:
Activiteit: het aantal vervallende atoomkernen (desintegraties) per tijdseenheid.
- Symbool voor activiteit = A(t)
- Eenheid = becquerel Bq (s-1) of curie waarbij 1 Ci = 3,7 * 1010 Bq
- De verval curve
Deze formule en de logaritmische grafiek laten zien hoe de activiteit van een
radioactieve bron afneemt in de tijd. Labda is hier de vervalconstante. De
activiteit neemt dus exponentieel af – in het begin snel en daarna steeds
langzamer. N in de formule staat voor het aantal radioactieve kernen dat nog
niet vervallen is. De dN/ dt betekent; hoe snel het aantal radioactieve kernen verandert. Hoe
meer radioactieve kernen (hoge N) hoe meer er vervallen gemiddeld per second (hoge A). De
vervalconstante vertelt hoe groot de kans per tijdseenheid is dat een kern vervalt, dus een
grote labda betekent dus snel verval en een korte halveringstijd.
Halveringstijd: de tijd die het kost om het aantal radioactieve kernen, en daarmee ook de
activiteit te halveren.
,Nuclide kaart:
- Zwarte vakjes (stabiele nucliden)
o Bovenste regel = nuclide
o Tweede regel = natuurlijke abundantie (hoe vaak een
bepaalde isotoop van een element van nature
voorkomt)
- Gekleurde vakjes (niet stabiele nucliden)
o Bovenste regel = Nuclide
o Tweede regel = halveringstijd
o Derde (en soms volgende regels) = vervalwijze en
energie van de straling (α en β in MeV, in keV)
- Optioneel:
o m = vervalt naar metastabiele toestand (witte deel van het vakje)
o g = vervalt naar grondtoestand (gekleurde deel van het vakje)
Soorten straling:
1. Alfastraling: zwaar geladen
deeltje, hoge energie (4-5MeV) ,
af te schermen met papier of
ongeveer 3 cm lucht
2. β- of β+ : elektron of positron uit
de atoomkern, licht geladen
deeltje, energie varieert van keV
tot MeV , de afscherming kan met
een lage Z (plastic). Bij β+ straling ook letten op annihilatiestraling; fotonen. Er
wordt namelijk een positron (e+) uitgezonden en die komt al snel een normaal
elektron tegen waardoor er annihilatie plaatsvindt en er twee gammafotonen ontstaan,
die een energie van 511 keV hebben en in tegengestelde richting wegschieten. Deze zijn
veel doordringender dan de β+ deeltjes zelf. D
3. Fotonen, , röntgenstraling: energieoverschot uit de atoomkern – A en Z ongewijzigd ,
elektromagnetische straling , zeer hoge MeV energieën zijn mogelijk , afschermen met
hoge Z (zoals lood)
4. N- straling : neutronen uit de atoomkern , komt vrij bij kernsplijting , neutraal deeltje uit
de kern, afschermen door te modereren met waterstofatomen of invangen met boor /
cadmium
β- straling : een neutron verandert in een proton , β+ straling: een proton verandert in een neutron
Ioniserende straling: hoogenergetische deeltjesstraling of elektromagnetische straling ( λ < 100
nm ) . De eenheid van stralingsenergie = elektronvolt , 1 eV = 1,60 * 10-19 J
, Nuclide : indien instabiel → radioactief dochter nuclide draagt bij aan totale activiteit. Als het
dochterproduct dat onstaat na een radioactief verval zelf ook instabiel is , dan vervalt dat
dochterproduct ook weer en daardoor levert het extra activiteit ( Atotaal = Amoeder + Adochter ).
Wisselwerking:
• Ionisatie: vrijmaken geladen deeltje , meestal e- . Het elektron krijgt zoveel energie dat
het uit het atoom wordt geslagen
• Excitatie : aanslaan e- (soms atoomkern) , het elektron krijgt extra energie , maar het blijft
nog we aan het atoom gebonden – dus het springt naar een hoger energieniveau
- Alfa – straling :
o Hoge massa en enegerie (m en E) → veel in-elastische botsingen met elektronen
, het α-deeltje verliest bij de botsing veel energie
o α-deeltje ioniseert heel sterk , langs de baan dat ie maakt worden veel atomen
vlak na elkaar geïoniseerd → dicht ionisatiespoor
o De dracht is klein → enige cm in lucht
o Relatief grote massa → nauwelijks richtingsverandering , het deeltje is zo zwaar
dat botsingen met kleine elektronen de richting nauwelijks veranderen
o Schade: uitwendige bestraling = nihil, inwendige bestraling = relatief groot
- Bèta deeltjes :
o Het bètadeeltje zelf is een elektron en als het door een stof beweegt kot het
andere elektronen tegen
o Bij een in-elastische botsing geeft het bèta-deeltje energie af
aan een elektron van het materiaal = energieoverdracht
o Bij een elastische botsing wordt vrijwel geen energie
overgedragen, maar de richting van het bèta-deeltje verandert
o Remstraling: aantrekking van negatieve deeltjes door positieve
atoomkern leidt tot afbuiging van de baan → energie verlies door
afremming = fotonen. Er ontstaat minder remstraling als er afscherming met een
laag atoomnummer gebruikt wordt , want een hogere Z = sterker kernveld = meer
remstraling
Remstralingsfractie (g): fractie kinetische energie omgezet in remstraling
bij volledige afremming → β- spectrum. Een hoog atoomnummer en een
hoge maximale energie van een bèta deeltje geeft een hoge
remstralingsfractie.
o De dracht Rβ (reikwijdte) hangt af van:
▪ Maximale energie van een bèta -deeltje
▪ Dichtheid afschermingsmateriaal (𝞺)
o Afscherming
▪ Dikte afscherming → berekenen dracht deeltjes
▪ Hoge dichtheid : veel elektronen = veel botsingen = veel
energieoverdracht = korte dracht
HC – Stralingshygiëne 1
Verwachtingen van een TMS-MT:
1. De TMS zorgt ervoor dat het werk veilig uitgevoerd wordt (volgens de procedure)
2. De TMS houdt de administratie bij van bronnen , schrijft regelmatig op hoe het gaat en
stuurt de rapportage naar de ondernemer
3. De TMS legt overige medewerkers uit wat de procedures en regels zijn
4. Verplichte periodieke na-en bijscholing (min. 5-jaarlijks)
Stralingsdosis: factoren die een rol spelen
• Output van een toestel
• Afstand tot de bron van ioniserende straling
• Afscherming tussen bron en blootgestelde persoon
• Blootstellingstijd
Bij een nuclide kaart is de “y-as” de protonen en de “x-as” de neutronen. Zwarte hokjes geven
een stabiele toestand aan van een atoom.
Protonen zijn positief geladen en neutronen hebben geen lading – om de kern van het atoom
zitten elektronen die negatief zijn geladen. Het aantal protonen bepaalt welk element het is =
het atoomnummer Z. Het aantal neutronen kan verschillen binnen hetzelfde element en
daarom bestaan er verschillende isotopen. Aantal neutronen = N. Het massagetal A = N + Z.
Proton: Neutron: Elektron (β- deeltje)
Alfadeeltje:
Activiteit: het aantal vervallende atoomkernen (desintegraties) per tijdseenheid.
- Symbool voor activiteit = A(t)
- Eenheid = becquerel Bq (s-1) of curie waarbij 1 Ci = 3,7 * 1010 Bq
- De verval curve
Deze formule en de logaritmische grafiek laten zien hoe de activiteit van een
radioactieve bron afneemt in de tijd. Labda is hier de vervalconstante. De
activiteit neemt dus exponentieel af – in het begin snel en daarna steeds
langzamer. N in de formule staat voor het aantal radioactieve kernen dat nog
niet vervallen is. De dN/ dt betekent; hoe snel het aantal radioactieve kernen verandert. Hoe
meer radioactieve kernen (hoge N) hoe meer er vervallen gemiddeld per second (hoge A). De
vervalconstante vertelt hoe groot de kans per tijdseenheid is dat een kern vervalt, dus een
grote labda betekent dus snel verval en een korte halveringstijd.
Halveringstijd: de tijd die het kost om het aantal radioactieve kernen, en daarmee ook de
activiteit te halveren.
,Nuclide kaart:
- Zwarte vakjes (stabiele nucliden)
o Bovenste regel = nuclide
o Tweede regel = natuurlijke abundantie (hoe vaak een
bepaalde isotoop van een element van nature
voorkomt)
- Gekleurde vakjes (niet stabiele nucliden)
o Bovenste regel = Nuclide
o Tweede regel = halveringstijd
o Derde (en soms volgende regels) = vervalwijze en
energie van de straling (α en β in MeV, in keV)
- Optioneel:
o m = vervalt naar metastabiele toestand (witte deel van het vakje)
o g = vervalt naar grondtoestand (gekleurde deel van het vakje)
Soorten straling:
1. Alfastraling: zwaar geladen
deeltje, hoge energie (4-5MeV) ,
af te schermen met papier of
ongeveer 3 cm lucht
2. β- of β+ : elektron of positron uit
de atoomkern, licht geladen
deeltje, energie varieert van keV
tot MeV , de afscherming kan met
een lage Z (plastic). Bij β+ straling ook letten op annihilatiestraling; fotonen. Er
wordt namelijk een positron (e+) uitgezonden en die komt al snel een normaal
elektron tegen waardoor er annihilatie plaatsvindt en er twee gammafotonen ontstaan,
die een energie van 511 keV hebben en in tegengestelde richting wegschieten. Deze zijn
veel doordringender dan de β+ deeltjes zelf. D
3. Fotonen, , röntgenstraling: energieoverschot uit de atoomkern – A en Z ongewijzigd ,
elektromagnetische straling , zeer hoge MeV energieën zijn mogelijk , afschermen met
hoge Z (zoals lood)
4. N- straling : neutronen uit de atoomkern , komt vrij bij kernsplijting , neutraal deeltje uit
de kern, afschermen door te modereren met waterstofatomen of invangen met boor /
cadmium
β- straling : een neutron verandert in een proton , β+ straling: een proton verandert in een neutron
Ioniserende straling: hoogenergetische deeltjesstraling of elektromagnetische straling ( λ < 100
nm ) . De eenheid van stralingsenergie = elektronvolt , 1 eV = 1,60 * 10-19 J
, Nuclide : indien instabiel → radioactief dochter nuclide draagt bij aan totale activiteit. Als het
dochterproduct dat onstaat na een radioactief verval zelf ook instabiel is , dan vervalt dat
dochterproduct ook weer en daardoor levert het extra activiteit ( Atotaal = Amoeder + Adochter ).
Wisselwerking:
• Ionisatie: vrijmaken geladen deeltje , meestal e- . Het elektron krijgt zoveel energie dat
het uit het atoom wordt geslagen
• Excitatie : aanslaan e- (soms atoomkern) , het elektron krijgt extra energie , maar het blijft
nog we aan het atoom gebonden – dus het springt naar een hoger energieniveau
- Alfa – straling :
o Hoge massa en enegerie (m en E) → veel in-elastische botsingen met elektronen
, het α-deeltje verliest bij de botsing veel energie
o α-deeltje ioniseert heel sterk , langs de baan dat ie maakt worden veel atomen
vlak na elkaar geïoniseerd → dicht ionisatiespoor
o De dracht is klein → enige cm in lucht
o Relatief grote massa → nauwelijks richtingsverandering , het deeltje is zo zwaar
dat botsingen met kleine elektronen de richting nauwelijks veranderen
o Schade: uitwendige bestraling = nihil, inwendige bestraling = relatief groot
- Bèta deeltjes :
o Het bètadeeltje zelf is een elektron en als het door een stof beweegt kot het
andere elektronen tegen
o Bij een in-elastische botsing geeft het bèta-deeltje energie af
aan een elektron van het materiaal = energieoverdracht
o Bij een elastische botsing wordt vrijwel geen energie
overgedragen, maar de richting van het bèta-deeltje verandert
o Remstraling: aantrekking van negatieve deeltjes door positieve
atoomkern leidt tot afbuiging van de baan → energie verlies door
afremming = fotonen. Er ontstaat minder remstraling als er afscherming met een
laag atoomnummer gebruikt wordt , want een hogere Z = sterker kernveld = meer
remstraling
Remstralingsfractie (g): fractie kinetische energie omgezet in remstraling
bij volledige afremming → β- spectrum. Een hoog atoomnummer en een
hoge maximale energie van een bèta deeltje geeft een hoge
remstralingsfractie.
o De dracht Rβ (reikwijdte) hangt af van:
▪ Maximale energie van een bèta -deeltje
▪ Dichtheid afschermingsmateriaal (𝞺)
o Afscherming
▪ Dikte afscherming → berekenen dracht deeltjes
▪ Hoge dichtheid : veel elektronen = veel botsingen = veel
energieoverdracht = korte dracht
