Stralingsfysica Quiz

Atoom en kernfysica

• Een atoom bestaat uit een kern, omringd door een elektronenwolk.
• De kern bestaat uit protonen (positief geladen) en neutronen (neutraal geladen).
• Elektronen zijn negatief geladen deeltjes die veel kleiner zijn dan de kern.
• Verschillende schillen (K, L, M etc.) met bindingsenergie, met K-schil die de laagst ligt.
• Energie wordt uitgedrukt in elektronvolt (eV) met 1 eV = 1.6*10^-19 Joule.
• Nucliden zijn alle atomen van elementen.
• Isotopen hebben hetzelfde atoomnummer maar een verschillend massagetal.
• Isomeren hebben hetzelfde massagetal en atoomnummer maar verschillende energie-inhoud.
• Stabiele atomen hebben een evenwicht tussen protonen en neutronen, instabiele atomen hebben teveel energie.
• Instabiele atomen/isotopen zijn vaak radioactief en veranderen in een stabielere vorm door ioniserende straling.

Deeltjes straling

• Alfa-deeltjes bestaan uit heliumkernen.
• Beta-deeltjes bestaan uit β-straling (elektronen) en β⁺-straling (positronen).
• Neutronenstraling komt voornamelijk van kernreactoren.
• Elektronen- en protonenstraling komen van deeltjesversnellers.

Fotonenstraling

• Fotonenstraling bestaat uit gammastraling en röntgenstraling.
• Gammastraling is elektromagnetische straling vanuit de kern.
• Röntgenstraling is elektromagnetische straling vanuit de elektronenschillen.

Alfa-verval

• Zware kernen kunnen zich stabiliseren door het uitzenden van alfa-deeltjes.
• Alfa-deeltjes hebben lading 2+.
• Verlies van 2 Z-waarden, 2 N-waarden en 4 A-waarden.

β--verval

• Ontstaat door een overschot aan neutronen.
• Neutron verandert in proton, β-, en antineutrino.
• Winst van 1 Z-waarde en verlies van 1 N-waarde.

β+-verval

• Ontstaat door een overschot aan protonen.
• Proton verandert in neutron, β⁺, en neutrino.
• Verlies van 1 Z-waarde en winst van 1 N-waarde.

Elektronvangst (EC)

• Zorgt voor herstel van protonenoverschot.
• Elektron wordt opgenomen door kern, proton verandert in neutron, röntgenfoton of elektron.
• Verlies van 1 Z-waarde en winst van 1 N-waarde.

Spontane splijting

• Zeer zware kernen kunnen spontaan splijten met vrijkomen van 2 á 3 neutronen.
• Ca. 200 MeV aan energie vrijkomt.

Y-verval

• Kern in aangeslagen toestand na alfa- of beta vervallen.
• Energie wordt afgegeven door het uitzenden van Y-fotonen.
• Verschillende energieën voor Y-fotonen, uniek voor het betreffende Y-verval.
• Winst of verlies van geen Z-waarde of N-waarde.

Interne conversie (IC)

• Overtollige energie wordt overgedragen aan een elektron.
• Elektron wordt uit de kern geschoten waarbij hoge energie vrijkomt (conversie-elektron).
• Energie gelijk aan Y-energie min bindingsenergie.

Dracht van straling (Lucht en weefsel)

• De afstand die de stralingsdeeltjes afleggen.
• Alfa: korte dracht in lucht en weefsel
• Beta: langere dracht dan alfa
• Gamma: lange dracht

Foto-elektrisch effect, Compton effect en paarvorming

• Manier hoe gammastraling interageert met materie.
• Foto-elektrisch effect: veel energie nodig.
• Compton effect: minder energie, verspreiding.
• Paarvorming: hoge energie, productie van elektron-positron

Afscherming

• Materie voor afscherming wordt gebruikt.
• Alfa deeltjes hebben kleine dracht, beta iets meer, Gamma/röntgen veel.
• Materiaalkeuze hangt af van de stralingsenergie.

Halfwaarde dikte (D1/2)

• De dikte van het afschermingsmateriaal waarbij de intensiteit van de straling gehalveerd is.
• Hoe meer D1/2, hoe beter de afscherming.

Grootheden en eenheden

• Grootheid: de parameter die je meet.
• Eenheid: de manier om de parameter aan te geven.

Equivalente dosis (H) en effectieve dosis (E)

• Equivalente dosis: geabsorbeerde dosis * stralingsweegfactor (W_r)
• Effectieve dosis: equivalente dosis * weefselweegfactor (W_t)
• Sievert (Sv) als eenheid voor equivalente en effectieve dosis

Biologische effecten van ioniserende straling (kort)

• Directe en indirecte schade aan DNA door straling.
• Kansgebonden en deterministisch effect.
• Effecten op ongeboren kind en latentie effecten.

Detectie van ioniserende straling

• Meerdere manieren om straling te detecteren.
• Gasgevulde detectoren, scintillatiedetectoren, halfgeleiders (kort beschreven).

Eenheden van activiteit

• Becquerel (Bq) of Curie (Ci).
• 1 Ci = 3.7*10¹⁰ Bq.