Samenvatting Stralingsdeskundigheid OP1.2
OP1.2a
Geladen deeltjes: Alpha’s, beta’s, protonen, elektronen
Wisselwerkingsprocessen tussen geladen deeltjes en materie:
- Ionisaties
Een geladen deeltje botst met een elektron uit de schil. Hierdoor wordt het elektron van het
atoom losgemaakt. Er is geen geladen evenwicht tussen het aantal protonen en neutronen.
o Gevolg 1: Er ontstaat een ion (een geladen atoom).
o Gevolg 2: Doordat het elektron uit het atoom is geschoten ontstaat er karakteristieke
straling doordat een elektron deze lege plek opvult.
Positief geladen deeltjes (a2 en p+) kunnen ook ioniseren door schilelektronen weg te zuigen.
- Excitaties
Een geladen deeltje botst met schilelektron. Hierdoor komt het elektron in een van de
buitenste schillen terecht. Later valt er een elektron terug.
o Gevolg: Karakteristieke straling
- Remstraling
Een elektron veranderd van richting door de aantrekking van de kern.
o Gevolg: Remstraling
- (In)elastische botsingen
Inelastische botsing: Frontale botsing van 2 auto’s
Elastische botsing: Biljarten
Ioniserende straling = Straling waarvan aard en energie zodanig zijn dat interactie met materie één
of meer elektronen van hun atoom kunnen worden losgemaakt (ionisatie).
- Direct ioniserende straling: Alpha- en Beta-straling en protonenstraling
o Primair, gaat veel interacties aan per weglengte.
- Indirect ioniserende straling: Neutronen-, röntgen- en gamma-straling
o Ongeladen deeltjes, zorgen voor een ionisatie, hier komt een elektron uit vrij. En de
elektron maakt de meeste ionisaties.
Deeltjesstraling (corpusculaire straling); Beta--, neutronen-, alpha- en protonen-straling
Interactie met materie via:
- Botsingen/collisions (met de elektronen rond de kern)
- Coulombveld van de kern
Gevolg afremmen (energie afgifte)
- Excitatie
- Ionisatie
- Remstraling
Resultaat: Eindige reikwijdte
Deeltjesstraling kan volledig afgeschermd worden.
Wisselwerking (interactie) van stralingsdeeltjes met materie
Basis voor:
- Afscherming
- Detectie
- Dosimetrie (dosis)
- Effecten met straling
, Baan van een elektron
Omdat de interactie van deeltjes met materie niet kans gebonden is ziet de baan van geladen
deeltjes er zo uit: Als er een geladen deeltje verder komt verliest hij steeds meer energie. Als het
deeltje bijna gestopt is vinden daar de meeste interacties plaats, ionisaties en excitaties. Dat
betekent dat de ionisatiedichtheid op het eind van de weg het grootst is.
Specifieke ionisatie = Lineïeke ionisatie
Het aantal ionenparen dat per lengte-eenheid van de afgelegde weg door ioniserende straling in een
medium wordt gevormd.
SI = dN/dx [cm-1]
SI: Specifieke ionisaties
dN: Aantal ionisaties
dx: Per weglengte in cm
Voorbeeld: In de afbeelding hierboven. Er vinden 46 ionisaties plaats.
SI = 46/10-4 = 4,6*105 cm-1
Het kost gemiddeld 34 eV om een luchtmolecuul te ioniseren. Dus het elektron hierboven heeft 34
eV * 46 = 1564 eV = 1,6 keV energie verloren.
Dracht (=rijkwijdte)
Hoe ver komen de deeltjes?
De dracht kun je alleen uitrekenen voor deeltjesstraling (alpha en beta)
Reikwijdte van alpha-straling (vuistregel)
RLucht 1 cm/MeV
Rweefsel 0,001 x RL cm/MeV = 10 µm/MeV (10-3 cm per MeV)
Alleen bij de gegeven grafiek mag je de vuistregel gebruiken.
Alfastraling heeft een korte dracht en een hoge ionisatie. Hierdoor kun je
bij inname veel weefselschade krijgen in het maagdarmkanaal.
Dracht van elektronen/beta’s
Energie-afgifte van elektronen = g = 1 * 10-3Z*EB gem.
- Botsingen en remstralingsproductie
- Mass of stopping power
- S/p = dE/(p*dl) [MeV/(g/cm2)
o dE: som van energieverliezen
o p: soortelijke massa
OP1.2a
Geladen deeltjes: Alpha’s, beta’s, protonen, elektronen
Wisselwerkingsprocessen tussen geladen deeltjes en materie:
- Ionisaties
Een geladen deeltje botst met een elektron uit de schil. Hierdoor wordt het elektron van het
atoom losgemaakt. Er is geen geladen evenwicht tussen het aantal protonen en neutronen.
o Gevolg 1: Er ontstaat een ion (een geladen atoom).
o Gevolg 2: Doordat het elektron uit het atoom is geschoten ontstaat er karakteristieke
straling doordat een elektron deze lege plek opvult.
Positief geladen deeltjes (a2 en p+) kunnen ook ioniseren door schilelektronen weg te zuigen.
- Excitaties
Een geladen deeltje botst met schilelektron. Hierdoor komt het elektron in een van de
buitenste schillen terecht. Later valt er een elektron terug.
o Gevolg: Karakteristieke straling
- Remstraling
Een elektron veranderd van richting door de aantrekking van de kern.
o Gevolg: Remstraling
- (In)elastische botsingen
Inelastische botsing: Frontale botsing van 2 auto’s
Elastische botsing: Biljarten
Ioniserende straling = Straling waarvan aard en energie zodanig zijn dat interactie met materie één
of meer elektronen van hun atoom kunnen worden losgemaakt (ionisatie).
- Direct ioniserende straling: Alpha- en Beta-straling en protonenstraling
o Primair, gaat veel interacties aan per weglengte.
- Indirect ioniserende straling: Neutronen-, röntgen- en gamma-straling
o Ongeladen deeltjes, zorgen voor een ionisatie, hier komt een elektron uit vrij. En de
elektron maakt de meeste ionisaties.
Deeltjesstraling (corpusculaire straling); Beta--, neutronen-, alpha- en protonen-straling
Interactie met materie via:
- Botsingen/collisions (met de elektronen rond de kern)
- Coulombveld van de kern
Gevolg afremmen (energie afgifte)
- Excitatie
- Ionisatie
- Remstraling
Resultaat: Eindige reikwijdte
Deeltjesstraling kan volledig afgeschermd worden.
Wisselwerking (interactie) van stralingsdeeltjes met materie
Basis voor:
- Afscherming
- Detectie
- Dosimetrie (dosis)
- Effecten met straling
, Baan van een elektron
Omdat de interactie van deeltjes met materie niet kans gebonden is ziet de baan van geladen
deeltjes er zo uit: Als er een geladen deeltje verder komt verliest hij steeds meer energie. Als het
deeltje bijna gestopt is vinden daar de meeste interacties plaats, ionisaties en excitaties. Dat
betekent dat de ionisatiedichtheid op het eind van de weg het grootst is.
Specifieke ionisatie = Lineïeke ionisatie
Het aantal ionenparen dat per lengte-eenheid van de afgelegde weg door ioniserende straling in een
medium wordt gevormd.
SI = dN/dx [cm-1]
SI: Specifieke ionisaties
dN: Aantal ionisaties
dx: Per weglengte in cm
Voorbeeld: In de afbeelding hierboven. Er vinden 46 ionisaties plaats.
SI = 46/10-4 = 4,6*105 cm-1
Het kost gemiddeld 34 eV om een luchtmolecuul te ioniseren. Dus het elektron hierboven heeft 34
eV * 46 = 1564 eV = 1,6 keV energie verloren.
Dracht (=rijkwijdte)
Hoe ver komen de deeltjes?
De dracht kun je alleen uitrekenen voor deeltjesstraling (alpha en beta)
Reikwijdte van alpha-straling (vuistregel)
RLucht 1 cm/MeV
Rweefsel 0,001 x RL cm/MeV = 10 µm/MeV (10-3 cm per MeV)
Alleen bij de gegeven grafiek mag je de vuistregel gebruiken.
Alfastraling heeft een korte dracht en een hoge ionisatie. Hierdoor kun je
bij inname veel weefselschade krijgen in het maagdarmkanaal.
Dracht van elektronen/beta’s
Energie-afgifte van elektronen = g = 1 * 10-3Z*EB gem.
- Botsingen en remstralingsproductie
- Mass of stopping power
- S/p = dE/(p*dl) [MeV/(g/cm2)
o dE: som van energieverliezen
o p: soortelijke massa
