5 Straling en gezondheid
Ioniserende straling | Havo
Uitwerkingen basisboek
5.1 INTRODUCTIE
1 [W] Toepassingen en risico
2 [W] Atoombouw
3 [W] Voorkennistest
4 Waar of niet waar?
a Niet waar: Een negatief geladen ion heeft altijd meer elektronen dan protonen.
b Niet waar: Het aantal protonen in de kern is altijd gelijk aan het aantal elektronen.
c Waar
d Niet waar: Elektronen kunnen in verschillende banen rondom de kern bewegen. Ze
hebben dan ook verschillende afstanden tot de kern.
e Waar
5
a Diagnostisch onderzoek is erop gericht om ziekte of probleem in het lichaam vast te
stellen (een diagnose te stellen).
b Röntgenfoto, CT-scan, scintigram.
c Therapeutische toepassingen zijn erop gericht om een ziekte te genezen. Hierbij
worden de schadelijke cellen gedood.
d Uitwendige of inwendige bestraling van een tumor.
5.2 RÖNTGENSTRALING
6 [W] Beeldvorming met röntgenstraling
7 [W] Experiment: Stralingsintensiteit en absorptie
8 Waar of niet waar?
a Waar
b Waar
c Niet waar: De fotonenergie van ultraviolette straling is kleiner dan de fotonenergie van
röntgenstraling.
d Niet waar: Straling met een laag doordringend vermogen wordt gemakkelijk
geabsorbeerd.
e Waar
f Niet waar: Zichtbaar licht is ook elektromagnetische straling, net als röntgenstraling,
maar zichtbaar licht richt heeft te weinig energie om schade aan te richten in levende
cellen.
g Waar
h Niet waar: Een loodplaat met een dikte van tweemaal de halveringsdikte absorbeert
75% van de röntgenstraling (het laat 50% x 50% = 25% door).
i Waar
j Waar
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 23
,9 Het licht en de andere soorten elektromagnetische straling hebben er even lang over
gedaan om bij de aarde te komen, dan moeten ze met dezelfde snelheid hebben gereisd.
De snelheid is dus voor alle soorten fotonen gelijk.
10
massief blokje hol blokje
n.b. een leerling kan dit natuurlijk ook “in negatief” hebben getekend, en ook dat is goed.
11 Als de halveringsdikte groter is, is er meer materiaal nodig om de helft van de
röntgenstraling te absorberen. Materiaal met een kleine halveringsdikte absorbeert meer
röntgenstraling per mm en absorbeert de röntgenstraling dus sterker.
12 Bot houdt meer straling tegen en heeft dus de kleinste halveringsdikte. Zacht weefsel heeft
de grootste halveringsdikte.
13
a Een dikte van tweemaal de halveringsdikte betekent dat de intensiteit twee keer wordt
gehalveerd. 0,5 x 0,5 = 0,25 dus wordt er 25% van de straling doorgelaten.
b Als 25% van de straling wordt doorgelaten, wordt de rest geabsorbeerd, dat is
100% - 25% = 75%.
14 In stoffen met een hogere dichtheid zitten de deeltjes dichter op elkaar. Dat maakt de kans
groter dat de fotonen tegen de deeltjes opbotsen en geabsorbeerd worden. De absorptie
per mm is daardoor groter, dus de halveringsdikte kleiner.
15 -
16 Bij elke halveringsdikte wordt de intensiteit van de invallende straling gehalveerd, dus 2
keer zo klein. Drie halveringsdiktes betekent 3 x halveren (n = 3). De intensiteit van de
3
doorgelaten straling is dan 2 x 2 x 2 = 2 = 8 keer zo klein.
17 Na halveringsdikte houdt je de helft van de straling over, na twee halveringsdiktes is dat
één vierde (0,5 x 0,5), na 3 halveringsdiktes één achtste (0,5 x 0,5 x 0,5) en na 4
halveringsdiktes is er één zestiende (0,5 x 0,5 x 0,5 x 0,5) van de oorspronkelijke straling
over. Het zijn dus 4 halveringsdiktes.
18
a De loodplaat laat meer dan de helft van de invallende straling door. De plaat is dus
dunner dan één halveringsdikte. De dikte is kleiner dan de halveringsdikte van lood
voor röntgenstraling.
b De oorspronkelijke loodplaat laat 80% van de straling door, dan zal een twee keer zo
dikke loodplaat 0,80 x 0,80 = 0,64 = 64% van de straling doorlaten. De uitspraak is
niet juist. De intensiteit van de doorgelaten straling bij een twee maal zo dikke plaat
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 23
, wordt alleen twee keer zo klein, als de oorspronkelijke plaat de intensiteit ook
halveert.
19 Je kunt per plaat bekijken uit hoeveel halveringsdiktes deze plaat bestaat. Bijvoorbeeld
plaat A heeft een halveringsdikte van 1 cm en is ook 1 cm dik. Plaat B heeft ook een
halveringsdikte van 1 cm, maar een dikte van 2 cm, deze plaat halveert de straling dus 2
keer. Zie verder tabel hieronder.
A B C D E F
halveringsdikte d1/2 (cm) 1 1 1 0,5 0,5 1,5
dikte d (cm) 1 2 3 1 2 3
aantal halveringsdiktes
n (= ) 1 2 3 2 4 2
De intensiteit van de doorgelaten röntgenstraling is bij alle platen gelijk. Bij de plaat met de
meeste halveringsdiktes zal de intensiteit van de invallende röntgenstraling het grootst
moeten zijn. Dat is plaat E. En zo verder. De volgorde wordt dan (tussen haakjes staan de
platen met gelijke invallende intensiteit): E – C – (B – D – F) – A.
20
a Oriëntatie:
Voor de intensiteit I van de doorgelaten straling geldt met .
Uitwerking:
.
.
b .
Het weefsel laat 25% van de invallende straling door, en absorbeert dus 75% van de
invallende straling.
c .
Het weefsel laat 1,6% van de invallende straling door.
21
a .
Het bot laat 6,3% van de invallende straling door.
b In werkelijkheid wordt er 7,0% van de invallende straling doorgelaten. Dat is meer dan
6,3%, dus zitten er minder dan 4 halveringsdiktes tussen. De halveringsdikte is meer
dan 2,0 cm.
22
a Oriëntatie:
Voor de eenheid elektronvolt (eV) geldt: .
Uitwerking:
.
b Oriëntatie:
Voor de foton-energie geldt , waarin .
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 23
Ioniserende straling | Havo
Uitwerkingen basisboek
5.1 INTRODUCTIE
1 [W] Toepassingen en risico
2 [W] Atoombouw
3 [W] Voorkennistest
4 Waar of niet waar?
a Niet waar: Een negatief geladen ion heeft altijd meer elektronen dan protonen.
b Niet waar: Het aantal protonen in de kern is altijd gelijk aan het aantal elektronen.
c Waar
d Niet waar: Elektronen kunnen in verschillende banen rondom de kern bewegen. Ze
hebben dan ook verschillende afstanden tot de kern.
e Waar
5
a Diagnostisch onderzoek is erop gericht om ziekte of probleem in het lichaam vast te
stellen (een diagnose te stellen).
b Röntgenfoto, CT-scan, scintigram.
c Therapeutische toepassingen zijn erop gericht om een ziekte te genezen. Hierbij
worden de schadelijke cellen gedood.
d Uitwendige of inwendige bestraling van een tumor.
5.2 RÖNTGENSTRALING
6 [W] Beeldvorming met röntgenstraling
7 [W] Experiment: Stralingsintensiteit en absorptie
8 Waar of niet waar?
a Waar
b Waar
c Niet waar: De fotonenergie van ultraviolette straling is kleiner dan de fotonenergie van
röntgenstraling.
d Niet waar: Straling met een laag doordringend vermogen wordt gemakkelijk
geabsorbeerd.
e Waar
f Niet waar: Zichtbaar licht is ook elektromagnetische straling, net als röntgenstraling,
maar zichtbaar licht richt heeft te weinig energie om schade aan te richten in levende
cellen.
g Waar
h Niet waar: Een loodplaat met een dikte van tweemaal de halveringsdikte absorbeert
75% van de röntgenstraling (het laat 50% x 50% = 25% door).
i Waar
j Waar
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 23
,9 Het licht en de andere soorten elektromagnetische straling hebben er even lang over
gedaan om bij de aarde te komen, dan moeten ze met dezelfde snelheid hebben gereisd.
De snelheid is dus voor alle soorten fotonen gelijk.
10
massief blokje hol blokje
n.b. een leerling kan dit natuurlijk ook “in negatief” hebben getekend, en ook dat is goed.
11 Als de halveringsdikte groter is, is er meer materiaal nodig om de helft van de
röntgenstraling te absorberen. Materiaal met een kleine halveringsdikte absorbeert meer
röntgenstraling per mm en absorbeert de röntgenstraling dus sterker.
12 Bot houdt meer straling tegen en heeft dus de kleinste halveringsdikte. Zacht weefsel heeft
de grootste halveringsdikte.
13
a Een dikte van tweemaal de halveringsdikte betekent dat de intensiteit twee keer wordt
gehalveerd. 0,5 x 0,5 = 0,25 dus wordt er 25% van de straling doorgelaten.
b Als 25% van de straling wordt doorgelaten, wordt de rest geabsorbeerd, dat is
100% - 25% = 75%.
14 In stoffen met een hogere dichtheid zitten de deeltjes dichter op elkaar. Dat maakt de kans
groter dat de fotonen tegen de deeltjes opbotsen en geabsorbeerd worden. De absorptie
per mm is daardoor groter, dus de halveringsdikte kleiner.
15 -
16 Bij elke halveringsdikte wordt de intensiteit van de invallende straling gehalveerd, dus 2
keer zo klein. Drie halveringsdiktes betekent 3 x halveren (n = 3). De intensiteit van de
3
doorgelaten straling is dan 2 x 2 x 2 = 2 = 8 keer zo klein.
17 Na halveringsdikte houdt je de helft van de straling over, na twee halveringsdiktes is dat
één vierde (0,5 x 0,5), na 3 halveringsdiktes één achtste (0,5 x 0,5 x 0,5) en na 4
halveringsdiktes is er één zestiende (0,5 x 0,5 x 0,5 x 0,5) van de oorspronkelijke straling
over. Het zijn dus 4 halveringsdiktes.
18
a De loodplaat laat meer dan de helft van de invallende straling door. De plaat is dus
dunner dan één halveringsdikte. De dikte is kleiner dan de halveringsdikte van lood
voor röntgenstraling.
b De oorspronkelijke loodplaat laat 80% van de straling door, dan zal een twee keer zo
dikke loodplaat 0,80 x 0,80 = 0,64 = 64% van de straling doorlaten. De uitspraak is
niet juist. De intensiteit van de doorgelaten straling bij een twee maal zo dikke plaat
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 23
, wordt alleen twee keer zo klein, als de oorspronkelijke plaat de intensiteit ook
halveert.
19 Je kunt per plaat bekijken uit hoeveel halveringsdiktes deze plaat bestaat. Bijvoorbeeld
plaat A heeft een halveringsdikte van 1 cm en is ook 1 cm dik. Plaat B heeft ook een
halveringsdikte van 1 cm, maar een dikte van 2 cm, deze plaat halveert de straling dus 2
keer. Zie verder tabel hieronder.
A B C D E F
halveringsdikte d1/2 (cm) 1 1 1 0,5 0,5 1,5
dikte d (cm) 1 2 3 1 2 3
aantal halveringsdiktes
n (= ) 1 2 3 2 4 2
De intensiteit van de doorgelaten röntgenstraling is bij alle platen gelijk. Bij de plaat met de
meeste halveringsdiktes zal de intensiteit van de invallende röntgenstraling het grootst
moeten zijn. Dat is plaat E. En zo verder. De volgorde wordt dan (tussen haakjes staan de
platen met gelijke invallende intensiteit): E – C – (B – D – F) – A.
20
a Oriëntatie:
Voor de intensiteit I van de doorgelaten straling geldt met .
Uitwerking:
.
.
b .
Het weefsel laat 25% van de invallende straling door, en absorbeert dus 75% van de
invallende straling.
c .
Het weefsel laat 1,6% van de invallende straling door.
21
a .
Het bot laat 6,3% van de invallende straling door.
b In werkelijkheid wordt er 7,0% van de invallende straling doorgelaten. Dat is meer dan
6,3%, dus zitten er minder dan 4 halveringsdiktes tussen. De halveringsdikte is meer
dan 2,0 cm.
22
a Oriëntatie:
Voor de eenheid elektronvolt (eV) geldt: .
Uitwerking:
.
b Oriëntatie:
Voor de foton-energie geldt , waarin .
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 23
