Pulsar Nask1 3e ed FLEX - Hoofdstuk 8 - Straling oefentoetsen & antwoorden

Ioniserende straling bestaat uit brokstukken geladen atomen of moleculen. Deze brokstukken worden ook wel “ionen” genoemd.De drie soorten ioniserende straling zijn:Alfastraling. Bètastraling.Gammastraling.Dracht is de maximale afstand die straling in een stof doordringt. Hoe groter het doordringend vermogen is van de straling, hoe groter de dracht in een stof is.De drie factoren die bepalen hoeveel straling je van een radioactieve bron ontvangt zijn:De duur van de bestraling.De afstand tot de bron.De tussenstof tussen jou en de bron.Toepassingen waarin straling wordt gebruikt zijn:Het maken van röntgenfoto’s.Het maken van een CT-scan.De securityscan op bijvoorbeeld de luchthaven.De tracer die in het lichaam wordt gespoten.Een behandeling met straling (radiotherapie). Waar. Radiostraling wordt gebruikt bij radio, wifi, magnetron en radar.Niet waar. Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal protonen, maar met een verschillend aantal neutronen.Niet waar. De halveringsdikte is de dikte van een stof waarbij de hoeveelheid straling is gehalveerd.Niet waar. De dosis natuurlijke straling wordt “achtergrondstraling” genoemd.Waar. Het atoom met atoomnummer 82 is lood (Pb).Er zitten 82 protonen in de kern van dit atoom.Het atoomnummer geeft aan hoeveel protonen er in de kern van het atoom zit: dat is in dit geval 82. Er zitten 82 elektronen in de kern van het atoom.In de kern van een atoom is het aantal protonen en elektronen gelijk. Er zitten 126 neutronen in de kern van het atoom.Het massagetal geeft aan hoeveel protonen plus neutronen er in de kern van het atoom zitten, ofwel: $massagetal = protonen + neutronen$.Je weet dat er 82 protonen aanwezig zijn en je weet wat het massagetal is, dus $208 = 82 + neutronen$$Neutronen = 208 – 82 = 126$SymboolMassagetalAantal protonenAantal neutronenPb-20920982127Pb-20420482122Pb-21421482132Toelichting:Het massagetal is het aantal neutronen plus het aantal protonen, dus $massagetal = protonen + neutronen$Het aantal protonen geeft aan wat het atoomnummer is (dus het symbool). Gammastraling heeft de grootste dracht, omdat γ-straling zeer energierijk is en dus een groot doordringend vermogen heeft. Gammastraling zal dus de grootste afstand afleggen in een stof.Gegeven:$Halveringsdikte\ lood = 1,44\ cm$ Gevraagd:Dikte scherm om 75% van de straling tegen te houden?Berekening:De halveringsdikte van lood is 1,44 cm, dus na elke 1,44 cm lood is de hoeveelheid straling gehalveerd (50%). Je hebt dus sowieso 1,44 cm lood nodig, want dan is er nog 50% van de oorspronkelijke hoeveelheid straling over. Na nóg een keer 1,44 cm lood is er nog 25% van de oorspronkelijke hoeveelheid straling over, dus er wordt 75% van de straling tegengehouden.Er is dus $2 \times 1,44 = 2,88\ cm$ lood nodig. Conclusie:Er is 2,88 cm lood nodig om 75% van de straling tegen te houden. Er wordt hoogradioactief afval opgeslagen, omdat het afval niet zomaar onschadelijk kan worden gemaakt. Het moet daarom een lange tijd veilig worden bewaard.De medewerkers dragen een badge op hun kleding om in de gaten te houden of zij niet te veel straling ontvangen. Men gebruikt geen alfastraling om bagage te checken, omdat alfastraling een kleine dracht heeft. Het wordt al snel tegengehouden door het materiaal (een vel papier bijvoorbeeld). Het is dus niet mogelijk om een volle koffer door te lichten met alfastraling.Er zou een mes of een ander voorwerp van metaal kunnen liggen op de plek waar de röntgenfoto wit is.Als er een witte vlek te zien is op de röntgenfoto, dan wordt op die plek geen straling doorgelaten. Röntgenstraling gaat moeilijk door metaal.De securityscan werkt niet met röntgenstraling, omdat het bij regelmatige blootstelling lichaamscellen kan beschadigen.Röntgenstraling valt onder gammastraling.Gammastraling is zeer energierijk en gaat dwars door het lichaam heen. Men ontvangt dus een grote dosis straling als het bij de securityscan wordt gebruikt.Het kan dan de cellen in het lichaam beschadigen, met in het ergste geval het ontstaan van tumoren (kanker).Het voordeel van een securityscan is dat het snel een beeld maakt van de omtrek van het lichaam Ze kunnen dus snel zien of je iets onder je kleding verbergt, zonder je te fouilleren. Een lichtjaar is de afstand die het licht in één jaar aflegt.Gegeven:$v_{licht} = 300\ 000\ km/s$$v = 64\ lichtjaar$ Gevraagd:Op hoeveel kilometer afstand staat de exoplaneet?Berekening:Berekenen hoeveel seconden één lichtjaar is:$365\ dagen \times 24\ uur \times 60\ minuten \times 60\ seconden = 3,15 \cdot 10^7\ s$Berekenen hoeveel kilometer één lichtjaar is:$3,15 \cdot 10^7\ s \times 300\ 000 = 9,46 \cdot 10^{12}\ kilometer$Berekenen hoeveel kilometer 64 lichtjaar is:$9,46 \cdot 10^{12} \times 64 = 6,05 \cdot 10^{12}\ kilometer$Conclusie:De exoplaneet is $6,05 \cdot 10^12\ kilometer$ van de aarde verwijderd. De isotopen verschillen in het aantal neutronen.De twee isotopen hebben een ander massagetal. Het massagetal is het aantal neutronen plus het aantal protonen.Het aantal protonen in de kern noemen we het atoomnummer. Deze is voor beide isotopen hetzelfde. Conclusie: het aantal neutronen is voor beide isotopen anders.De bewering is onjuist, omdat het mengsel geen constante halveringstijd heeft.In de grafiek is af te lezen dat de hoeveelheid kernen op t = 33 s overeenkomt met 50%. Je zou dus verwachten dat bij t = 66 s de hoeveelheid kernen overeenkomt met 25%. Dat is niet het geval: bij t = 66 s is de hoeveelheid kernen 30%. De tandarts kan zien dat er een implantaat geplaatst is, omdat er een witte plek te vinden is.Op plekken waar geen straling komt, blijft de plek wit.Metaal is een stof die moeilijk gammastraling doorlaat.Het implantaat heeft een kleinere halveringsdikte dan de originele kies.Hoe kleiner de halveringsdikte van het materiaal, hoe meer straling er wordt geabsorbeerd.De originele kies is donkerder van kleur dan het implantaat. Dat betekent dat er op die plek meer straling terecht is gekomen.Het implantaat heeft dus meer straling geabsorbeerd. Dracht is de maximale afstand die straling in een stof doordringt. UV-B wordt tegengehouden door glas; UV-A gaat er deels doorheenDat betekent dat UV-B een grotere dracht heeft dan UV-A.Aan de hoeveelheid rimpels in het gezicht en de beschadigde huid kan je zien dat zijn gezicht veel in de zon is geweest.Nee, zonnebrandcrème is niet radioactief. Een stof is pas radioactief als hij ioniserende straling uitzendt. Zonnebrandcrème zendt geen straling uit, maar zal het alleen absorberen of weerkaatsen. Een tracer is een stof die je kan gebruiken om diagnoses te stellen in het ziekenhuis.Er wordt een radioactieve stof in het lichaam van de patiënt gespoten.Aan de buitenkant van het lichaam is te meten waar de radioactieve stof zich bevindt en naartoe gaat.Als de tracer op de juiste plaats is, wordt er een foto of film gemaakt. De arts kan dan vaststellen wat er aan de hand is.De dracht van bètastraling is klein, en daarom zal dat niet buiten de pot gedetecteerd worden. Als de verontreiniging van Mo-99 toeneemt, dan is de halveringstijd van Tc-99 kleiner dan de halveringstijd van Mo-66.De halveringstijd is de tijd die een stof nodig heeft om de activiteit van de stof te halveren. Hoe korter de halveringstijd, des te sneller is er dus minder activiteit aanwezig.Als de verontreiniging van Mo-99 toeneemt, dan blijft er minder Tc-99 over. Tc-99 moet dus een kleinere halveringstijd hebben (dus er is sneller minder activiteit).