VWO Natuurkunde - H12 Medische beeldvorming
Oefentoets
Opgave 1
Een MRI-scan is gebaseerd op de magnetische eigenschappen van waterstofkernen. In een MRI-
apparaat zijn de belangrijkste onderdelen: elektromagneet, zend- en ontvangstspoelen en
gradiëntspoelen.
1 4p Beschrijf aan de hand van de genoemde onderdelen van een MRI-scanner hoe de
computer een beeld van het type weefsel in het inwendige van een menselijk lichaam kan
maken.
Opgave 2
Gammastraling heeft een veel groter doordringend vermogen dan alfa- en bètastraling. Bovendien
laat gammastraling zich niet volledig afschermen. Er komt altijd nog wel iets door de afscherming
heen.
Figuur 12.1 Figuur 12.2
Om de halveringsdikte van aluminium voor gammastraling te bepalen, worden plaatjes aluminium
van gelijke dikte tussen een gammabron en een telbuis gestapeld. Zie figuur 1.
De hoeveelheid gemeten straling zonder plaatjes noemen we 100%. Bij één plaatje wordt 95%
gemeten: het plaatje heeft dus 5% geabsorbeerd.
2 3p Leg uit of de absorptie van de stapel van vijf plaatjes kleiner, even groot of groter is dan
25%.
Met dit experiment wordt vastgesteld dat de halveringsdikte van aluminium voor gammastraling
van 1 MeV gelijk is aan 4,2 cm.
3 3p Bereken de dikte van een laag aluminium die nodig is om 99% van deze gammastraling
te absorberen.
De waarde van de halveringsdikte voor deze gammastraling met een energie van 1 MeV vind je
ook in BINAS tabel 28E. Uit deze tabel blijkt dat niet alle stoffen gammastraling in gelijke mate
absorberen. De absorptie van gammastraling is uitgebeeld in figuur 2. Deze figuur is niet op
schaal. In deze figuur is een bundel gammafotonen weergegeven die op een plaatje valt. Als een
gammafoton een elektron tegenkomt, verdwijnt het uit de bundel en is het geabsorbeerd.
Bij een grotere elektronendichtheid worden dus meer gammafotonen geabsorbeerd.
Voor de elektronendichtheid in het materiaal geldt:
Z
ne
mat (1)
ne is de elektronendichtheid.
ρ is dichtheid van het materiaal.
Z is het atoomnummer.
mat is de massa van het atoom.
Pagina 1 van 5
Oefentoets
Opgave 1
Een MRI-scan is gebaseerd op de magnetische eigenschappen van waterstofkernen. In een MRI-
apparaat zijn de belangrijkste onderdelen: elektromagneet, zend- en ontvangstspoelen en
gradiëntspoelen.
1 4p Beschrijf aan de hand van de genoemde onderdelen van een MRI-scanner hoe de
computer een beeld van het type weefsel in het inwendige van een menselijk lichaam kan
maken.
Opgave 2
Gammastraling heeft een veel groter doordringend vermogen dan alfa- en bètastraling. Bovendien
laat gammastraling zich niet volledig afschermen. Er komt altijd nog wel iets door de afscherming
heen.
Figuur 12.1 Figuur 12.2
Om de halveringsdikte van aluminium voor gammastraling te bepalen, worden plaatjes aluminium
van gelijke dikte tussen een gammabron en een telbuis gestapeld. Zie figuur 1.
De hoeveelheid gemeten straling zonder plaatjes noemen we 100%. Bij één plaatje wordt 95%
gemeten: het plaatje heeft dus 5% geabsorbeerd.
2 3p Leg uit of de absorptie van de stapel van vijf plaatjes kleiner, even groot of groter is dan
25%.
Met dit experiment wordt vastgesteld dat de halveringsdikte van aluminium voor gammastraling
van 1 MeV gelijk is aan 4,2 cm.
3 3p Bereken de dikte van een laag aluminium die nodig is om 99% van deze gammastraling
te absorberen.
De waarde van de halveringsdikte voor deze gammastraling met een energie van 1 MeV vind je
ook in BINAS tabel 28E. Uit deze tabel blijkt dat niet alle stoffen gammastraling in gelijke mate
absorberen. De absorptie van gammastraling is uitgebeeld in figuur 2. Deze figuur is niet op
schaal. In deze figuur is een bundel gammafotonen weergegeven die op een plaatje valt. Als een
gammafoton een elektron tegenkomt, verdwijnt het uit de bundel en is het geabsorbeerd.
Bij een grotere elektronendichtheid worden dus meer gammafotonen geabsorbeerd.
Voor de elektronendichtheid in het materiaal geldt:
Z
ne
mat (1)
ne is de elektronendichtheid.
ρ is dichtheid van het materiaal.
Z is het atoomnummer.
mat is de massa van het atoom.
Pagina 1 van 5
