11 Straling en gezondheid

Transcriptie

1 Sraling en gezondheid Ioniserende sraling a Alfa-, bèa- en gaa-sraling (of α-, β- en γ-sraling). Een aoo kan door bosing e een α- of β-deelje één of eer elekronen verliezen. Di kan ook gebeuren wanneer een aoo γ-sraling onvang. Een aoo da één of eer elekronen e weinig (of eveel) heef word een ion genoed. Zodoende kan sraling aoen ioniseren en spreken we over ioniserende sraling. b De sraling plan zich rechlijnig voor. De sraling kan een gas geleidend aken. Een lichgevoelige fil reageer op deze sraling. Verschillende soffen laen de sraling in verschillende ae door. c He lichaa ervaar neurale aoen anders dan geïoniseerde aoen. Ionen geven een andere cheische reacie in he lichaa dan neurale aoen. En door die cheische reacies kunnen cellen worden beschadigd. Risico s In die siuaie Op di oen Verkleinend A geen geen inder sraling B klein weinig kor belichen, kleinere inensiei (gevoeligere fil) 4 Radioaciviei A Onjuis. Er is een kans da je ziek word. Hoe inder sraling, des e kleiner de kans. B Juis. Me sraling kan en soige uoren in zoverre vernieigen, da de overlevingskansen serk oeneen en de paiën genezen word verklaard. C Onjuis. Di zou voor α- of β-sraling beekenen da de isoopen van de soffen waarui he lichaa is opgebouwd, veranderen in insabiele isoopen. Die kans is heel klein. Wel is he ogelijk da de geïoniseerde aoen erugvallen naar hun grondoesand en daarbij röngensralen uizenden. Di proces is afgelopen zodra de besraling eindig. D Juis. E Onjuis. Sraling kun je nie opslaan. De bedoeling is da de dosis zo groo is da levende organisen in de levensiddelen he nie overleven. F Juis. Als door he ongeluk radioacieve soffen in de aosfeer zijn gekoen, dan kunnen deze o.a. via regen weer erugkoen op he aardoppervlak (de zogenaade 'fall ou'). G Onjuis. Er zijn van naure radioacieve soffen die in de bode of de aosfeer aanwezig zijn, denk aan uraniu en C-4. De sraling die zij uizenden, is dus ook van naure aanwezig. Daarnaas zend de zon ook diverse sooren sraling ui. H Onjuis. Radioacieve isoopen worden door de wind verspreid, nie de sraling die de isoopen uizenden. I Juis. De zon zend voordurend sraling ui, evenals andere zonnen. Naas zichbare sraling beva deze sraling o.a. ulraviolee sraling. Ook deze laase sraling werk ioniserend. J Juis. Denk bijvoorbeeld aan de uraniuijnen. K Juis. De ioniserende sraling kan he DNA in celkernen beschadigen evenals andere belangrijke delen. He gevolg kan een ongerede groei zijn van cellen die nie goed eer hun funkie kunnen uioefenen. L Juis. Kinderen en zwangere vrouwen hebben e aken e veel celdelingen i.v.. de groei. Als er cellen op DNA-niveau door sraling beschadigd zijn, kunnen deze beschadigde cellen dus in kore ijd wegens de groeiprocessen van groe invloed worden. M Ten dele. De α-sralen en in indere ae ook de β-sralen hebben een gering doordringend verogen en zijn egen e houden. De γ-sralen gaan er gewoon doorheen. Daarvoor voren deuren en raen geen beschering. N Juis. Teninse bij gelijke dike. O dezelfde hoeveelheid sraling egen e houden zou je van aluiniu veel dikkere wanden oeen aken. O Juis. Ne als iedere plaa houd he de radioacieve soffen egen. P Onjuis. Radioacieve soffen zijn insabiele isoopen en dus aoen. Als die vervallen, ko de sraling er in de vor van α-, β- en/of γ-sralen ui. Q Juis.

2 R Juis. In verband e Q en R zul je in de koende paragrafen de grooheid halveringsijd / leren kennen 7 a soor karaker doordringend verogen ioniserend verogen lich elekroagneische sraling (e..-sraling) groo in 'doorzichige' soffen (glasvezelkabel) en in vacuu zeer klein röngensraling e..- sraling groo klein α-sraling kernen van klein groo heliuaoen β-sraling elekronen aig aig γ-sraling e..- sraling groo klein b Röngensraling en de drie sooren kernsraling hebben een doordringend en een ioniserend verogen. c De γ-sraling. Zowel γ-sraling als röngensraling zijn een vor van elekroagneische sraling. Alleen is de sralingsenergie van γ-sraling groer dan die van röngensraling. 9 Een sukje fil in een ondoorzichig plasic doosje doen en bij he scher houden. De sraling gaa door he plasic en belich de fil. Je aak hierbij gebruik van he doordringend verogen van röngensraling (door he plasic heen) én van he ioniserend verogen (de fil word 'belich'). Diagra: zie de figuur hiernaas. Ui di diagra is e bepalen da: / ca. 4 à 5 in 8 A 7 (MBq) (in) 8 a Diagra: zie de figuur hiernaas. Ui di diagra is e bepalen da op s de aciviei ca. MBq is. b Voor de aciviei A( van een hoeveelheid insabiele kernen geld / A( A() ( ) / (zie inforaieboek): A () ( / ) 4 ( ),5,77 A (), Bq, MBq Afgerond: A() MBq A 7 (MBq) (s)

3 a Voor de aciviei A( geld: / A( A() ( ) /. A( He diagra van heef hezelfde verloop als A() A( / de aciviei A(: ( ) / A() Op heef deze verhouding de waarde ''. BINAS (abel 5): voor Co- is / 5,7 jaar. A( Ui he geekende diagra volg da, 5 A() op ongeveer 4,4 jaar. Conclusie: de ouderdo is ca. 4,4 jaar., A( A(),8,,4 b A A() ( ) / / /5,7 ( ),5 ( ) Of ( ) /5,7,5 log ( ) log,5 5, (jr),84 (,) (,84) 5,7 5,7,,74 5,7 4,4 jaar Conclusie: De ouderdo is dus 4,4 jaar. Di se goed overeen e he resulaa van vraag a. N.B. Je kun he aanal keren de halveringsijd ook berekenen e behulp van he prograa 'Solver' van de grafische rekenachine: Bij vraag b ga je dan als volg e werk: 5%,5 e deel. x Je oe vervolgens de wiskundige vergelijking,5 oplossen, waarbij de gevraagde ouderdo x /. Ga als volg e werk:. Kies in he enu MATH de opie :Solver o he vergelijkingsscher op e roepen. Wanneer je de opie Solver kies, verschijn één van deze wee scheren: - he vergelijkingsscher word geoond wanneer de vergelijkingsvariabele eqn leeg is: in di geval kun je de vergelijking invoeren (zie.). - he ineracieve vergelijkingsscher verschijn wanneer je een vergelijking in de variabele eqn heb opgeslagen: in di geval oe je eers de reeds ingevoerde vergelijking worden gewis of aangepas. Di doe je door de -oes in e drukken en vervolgens op CLEAR o de vergelijking e wissen.. Aangezien de Solver e de vergelijking werk, oe je bijvoorbeeld invoeren,5 x EQUATION SOLVER -,5. eqn:.5^x -.5 O de variabele 'x' in e voeren kun je de oes X,T, F,n gebruiken. Je krijg dan uieindelijk een scher e:. Druk op de ENTER - of -oes. He ineracieve vergelijkingsscher word weergegeven. De vergelijking, die werd opgeslagen in eqn, verschijn nu op de bovense regel en is gelijk aan nul. Daaronder saa al de regel X. Alleen bedenk goed da di nog nie de oplossing hoef e zijn. Als je al eerder e de Solver heb gewerk dan vereld deze regel nog he anwoord van een vorige vergelijking., Je kun deze wissen e de CLEAR -oes (nie ech noodzakelijk!). Vervolgens laa je de nieuwe oplossing bepalen door de ALPHA - en ENTER - oes in e drukken ( SOLVE). Daarna verschijn in je venser de oplossing: x, De ouderdo is dan,74 /..5^X -.5 X, bound {-E99, lef - r NB. Voor de exra's die je rekenachine je geef ('bound.enz) : zie bijbehorende handleiding.

4 4 a Gegeven: / s en A() 9 MBq. O evenuele afwijkingen van de geeen aciviei A en opziche van de ideale siuaie A i e kunnen operken, word de abel eers aangevuld e A i waarbij / A / i ( A() ( ) A Vervolgens word de procenuele afwijking berekend volgens i( A ( % A i( (s) A (MBq) A i (MBq) afwijking (%) Conclusie: 9 9, De kolo e afwijkingen geef slechs wee 44,8 45,44 opvallende afwijkingen naelijk bij en,,5, bij 7 s. De laase is he ees opvallend.,,5 -,44 Di zal waarschijnlijk e wijen zijn aan he fei 4 5, 5,5,44 da he aanal vervalsreacies na 7 s 5,8,85,44 derae laag is geworden, da he 'oeval',4,45, hier een groe rol speel. 7,8,75,8 De andere 'afwijkingen' zijn waarschijnlijk eer e wijen aan de eenauwkeurigheid. b, 5, Aciviei (MBq), 5, Conclusie: Zo e zien liggen alle punen op de lijn. Alleen he laase pun lig er ies boven.,,5, 4 8 ijd (s) 5 Bij opgave. 5 Aciviei (MBq) 9, ijd (in) Bepaling van / : A() 75,8 MBq. Na de halveringsijd zal de aciviei verinderd zijn o A ( 75,8 ( ) A( 9,475 MBq Volgens he diagra word deze aciviei bereik na ca. 7 inuen: 7 / 5, in afgerond: 5 in Bij opgave. 5 Aciviei (MBq),5 à, Bepaling aciviei op s: volgens he diagra is 5 A() ca.,5 à MBq. 5 5 ijd (s)

5 Bij opgave. 4 a De aciviei is he aanal ikken per seconde: A ( ) 4,7 Bq Afgerond: A() 4 Bq 5 A( / b ( ) / A() Na uur is, 98 A() A() 4 ( / ) /,98 log ( ) log (,98) (,) (,8 ) / /,45 /,757 u Afgerond: /,8 uur /,45 7 Radioacief verval is een oevalsproces: je kun dus nie voorspellen op welk oen een kern verval. Een kern verval ook in één keer. Een kern verval nooi voor de helf. Ook bij wee kernen kun je nog nie over halveringsijd spreken. Daar heb je volgens de regels van de saisiek veel eer kernen voor nodig. Bij 4 iljoen kernen is he vrij nauwkeurig vas e sellen op welk oen er nog iljoen kernen van de radioacieve isooop reseren. 8 I- heef een halveringsijd heef van 8, dagen. Dus na 8 dagen zal de jodiu-isooop nog voor 5% nie-vervallen zijn en zal de aciviei nog de helf zijn van 8 dagen geleden. He begrip halveringsijd is voor ensen blijkbaar oeilijk e oschrijven. 9 a/b Zie BINAS abel 5. isooop sraling halveringsijd U-8 α, γ 4,47 9 j Th- α, γ,4 j K-4 β, γ,8 9 j c Isoopen e een kore halveringsijd zijn sinds he onsaan van de aarde iniddels vrijwel volledig vervallen o sabiele isoopen. Sralingsbronnen A α- en γ-sraling, wan papier houd al veel egen (α-sraling), erwijl lood duidelijk de γ-sraling nog doorlaa. B β-sraling, wan papier houd nies egen en lood vrijwel alles. C β- en γ-sraling, wan aluiniu houd de helf egen (β-sraling) en lood laa nog ies door (γ-sraling). D α-sraling, wan papier houd vrijwel alles al egen. 4 Besraling 5 aciviei in % 5 5, 4,74 ijd in halveringsijden a α- of β- sraling oda he doordringend verogen klein o aig is. Juis bij α-sraling is he ioniserend verogen groo. Bepaling ouderdo van kobalbron: hiernaas is he diagra weergegeven van de aciviei in procenen egen he aanal halveringsijden. Volgens he diagra is de aciviei o 5% verinderd na een ijdsduur van ca.,74 / Dus de ouderdo,74 5,7 4,4 jaar. b γ-sraling oda he doordringend verogen groo is. Bovendien is de sralingsenergie groer dan van röngensraling zoda he effeciever is bij he beschadigen van uorcellen. c Bij een uor die diep in he lichaa lig, oe de van buienaf oegediende sraling ook door gezond weefsel heen. En ook daar zal een deel van de sraling geabsorbeerd worden én reed er beschadiging op van gezonde cellen. O e voorkoen da di weefsel eveel beschadigingen oploop, word de uor vanui verschillende hoeken besraald.

6 5 Koolsofdaering a Alleen voorwerpen die geaak zijn ui levend aeriaal zijn geschik voor de koolsofdaeringsehode oda die aerialen (b.v. hou C-4 bevaen. b Papyrusrollen zijn geaak van papyrus, een plan die C-4 heef opgenoen. N( c De hoeveelheid C-4 is nog % van de oorspronkelijke hoeveelheid, N() N( / In forulevor: ( ) / Nieuwe onbekende: / N() BINAS (abel 5): / 57 jaar voor C-4 /, ( ) 57 M.b.v. logarie-berekening: log ( ) log, (,) (, ) 57 57, 57,, jaar Afgerond: ouderdo is 8 duizend jaar. N.B. Je kun he aanal keren de halveringsijd ook berekenen e behulp van he prograa 'Solver' van de grafische rekenachine (zie ook opgave 5). x Je oe dan de wiskundige vergelijking, oplossen waarbij x. / 57 d He percenage C-4 is wel heel klein geworden. De bepaling word dan onnauwkeurig. Bovendien is he oorspronkelijke percenage C-4 ogelijk inder bekend, waardoor je ook nie N( nauwkeurig de verhouding wee. N() Beseing a Bij uiwendige besraling is alleen γ-sraling eigenlijk goed e gebruiken aangezien deze sraling een groo doordringend verogen heef. β-sraling is hoogui e gebruiken bij besralingen aan de oppervlake. α-sraling zou gebruik kunnen worden als de α-bron in he lichaa aangebrach word vlak bij he e besralen gedeele (iplanaa. b Cs-7 zend β- en γ-sraling ui. Aangezien Cs-7 dus ook γ-sraling uizend, is deze dus goed in besralingsapparaen e gebruiken. c Kernsraling in de vor van γ-sraling is voor he oog onzichbaar. De gloed - dus zichbare sraling - ko nie ui de kern aar ui andere delen van een aoo. N.B. Di word uigelegd in hoofdsuk 5. d %, e A( / deel / ( ) /, ( / () ),4 / (zie ook opgave 5). A BINAS (abel 5): / 5 jaar voor Cs-7,4 5 jaar Conclusie: he klop da er dus insens jaar verlopen oe zijn. 7 Aciviei en halveringsijd a De aciviei A() en he aanal insabiele kernen N() zijn rech evenredig: als er n zoveel kernen zijn, zullen er n zoveel per s vervallen. b Kwaliaief kun je zeggen da naar ae de halveringsijd / groer is er inder aoen per seconde vervallen. Je zou kunnen verwachen da de aciviei A() en / ogekeerd evenredig zijn. Dus de verwaching is da A( ). Di blijk e kloppen. / De forule e de vervalconsane: A( λ N( A( ) λ N() Hierbij is λ ln. / Dus A () ln N() c waarbij c N( ) ln d.w.z. een consan geal. / /,9 4 A Afgerond: A() 4 Bq 8, 4 c I-: BINAS (abel 5) / 8, d ( ) 9,9 Bq

7 ,9 4 A Afgerond: A() 58 Bq, I-: BINAS (abel 5) /, u ( ) 57,4 Bq A (Bq) 5 4 I - Voor he diagra: zie hiernaas. N.B. Zoals je wellich operk, begin de lijn voor I- vrij laag en oda de halveringsijd daarvan 8, dagen ( 9 u) is, zal in he ijdsverloop van 5 uur slech een geleidelijke daling opreden. Een diagra op enkellogariisch papier zou he diagra van I- beer in beeld hebben gebrach. Deze is echer ies oeilijker e inerpreeren i.v.. bovensaande. d Een groere / aak de aciviei A kleiner én zorg ervoor da de A inder snel afnee. I - 4 (uur) 5 8 Radongas in buienluch Gegeven: Aciviei A.g.v. Rn- in buienluch is, Bq per luch. ln a Voor he verband ussen de aciviei A( en he aanal kernen N( geld: A( λ N( waarbij λ. / A( ( ) Dus ( ) / A N Nieuwe onbekende: / λ ln BINAS (abel 5) /,85 d,85 4,48 5 s 5,48,,,97 N N,4 Afgerond: N,4 per ln b N.B. In hoofdsuk 5 zul je leren da één ol van een gas ui oleculen besaa. Di aanal is de zogenaade consane N A van Avogadro: BINAS (abel 7) N A 4 ol. Daarnaas ken de scheikunde de grooheid 'olaire assa M ': de assa per ol sof. In BINAS (abel 5) word per isooop de aooassa gegeven in de eenheid u BINAS (abel 7): aoaire assaeenheid u,54 7 kg. In de scheikunde leer je da de assa van aoo in u gelijk is aan de olaire assa M in gra. Di is ook als volg in e zien: ol Radon--aoen heef een olaire assa M N A aooassa (in u),54 7 (kg) M 4,757,54 7 (kg),7 kg,7 g Afgerond: voor Rn- is de olaire assa M g Dus M n, waarbij n aanal ol en M olaire assa. Nieuwe onbekenden: M en n BINAS (abel 5) voor Rn-: M g ol (zie bovensaande noiie) N,4 8 n,7 ol N A 8,7 5,7 g Afgerond: 5, g per

8 a Bron Sraling Onvanger radioacieve sof röngensraling ionisaie röngenbuis kernsraling absorpie aciviei gray halveringsijd dosisequivalen isooop siever becquerel geiger-üllereller insabiele kern radioacief verval b Deeljes in de vor van insabiele kernen voren een bron. Daarnaas besaan α-sraling en β-sraling ook ui deeljes naelijk He-kernen resp. elekronen. A Bij de dosis word er alleen gekeken naar de hoeveelheid sralingsenergie die per kg word geabsorbeerd. Bij he dosisequivalen word er ook rekening ee gehouden via welke vor van sraling de sralingsenergie word geabsorbeerd. Daaree geef he dosisequivalen beer aan wa de aangeriche schade is. B Bij besraling onvang he lichaa (of ander voorwerp) sraling van buien af: uiwendige besraling. Bij beseing koen er radioacieve soffen in he lichaa en worden lichaasdelen van binnenui besraald: inwendige besraling. C Bij uiwendige besraling bevind de sralingsbron zich buien he lichaa. Bij inwendige besraling bevind de sralingsbron zich in he lichaa. 4 a Me behulp van abel 5 van BINAS vind je da de isoopen de volgende sralingssooren uizenden: C-4: β K-4: β, γ Ra-: α, γ Rn-: α 5 b In he lichaa zijn de α-sralers he gevaarlijks (weegfacor ), dus Ra- en Rn-. Esr D BINAS (abel ): ρ waer,998 kg - ρ V,998,, kg, E sr is de geabsorbeerde sralingsenergie E sr, J en dus is D, Gy, Afgerond: D, Gy Esr E H D weegfacor én D H sr weegfacor,5 α-sraling: weegfacor H, Sv Afgerond: H, Sv 7 7 Gegeven: op k hooge is H 5 µsv per uur 5 - Sv per uur a Sel de reis duur 8 uur: H oaal Sv. b Door de groere snelheid ben je inder lang onderweg. Blijkbaar is de afnae van he dosisequivalen door de korere ijdsduur even groo als de oenae door de groere sralingsinensiei. Afgerond: H oaal 4 µsv 8 Bij een gesloen sralingsbron is de radioacieve sof in een ohulsel opgesloen. De sof kan nie vrijkoen. Veiligheidsaaregelen zijn afsand houden en afschering e een sof die de sraling goed kan absorberen. Bij een open sralingsbron koen de radioacieve soffen vrij in de leefogeving of he ilieu. Da lever dan he gevaar op van beseing. In di geval besaan de veiligheidsaaregelen bij uiwendige beseing vooral ui he grondig wassen van de kleding, je huid enz.. Bij inwendige beseing zal er isolaie van de persoon (of voorwerp) oeen plaasvinden o de aciviei voldoende is afgenoen. 9 He ohulsel zal de sraling slechs gedeelelijk absorberen afhankelijk van aeriaalkeuze en dike. Maar e nae de γ-sraling heef een groo doordringend verogen en zal ook gedeelelijk door he ohulsel heen dringen. 4 a Nee, een gas verspreid zich geakkelijk door een ruie. b Nee, een gas zal ook o de loden plaa heen gaan. 4 a Me drach word de afsand bedoeld waarover sraling van een bepaalde soor en energiewaarde in een bepaald soor sof volledig word geabsorbeerd. He speel een rol bij α- of β-sraling.

9 b De waarde hang af van de kineische-energie (en dus de snelheid) van de uigezonden α-deeljes. c β-deeljes zijn veel kleiner dan α-deeljes. Ze bosen daardoor inder geakkelijk en hebben daaro ook een kleiner ionisaie-verogen (weegfacor ). Doorda ze inder geakkelijk bosen en dus hun energie inder geakkelijk kwijraken koen ze verder in de luch. d Bij röngen- of γ-sraling is de absorpie door een sof nooi volledig. e Halveringsdike van een aeriaal wil zeggen da de doorgelaen sralingsenergie e de helf afnee als deze sraling een plaa van da aeriaal passeer e een dike gelijk aan de halveringsdike. De halveringsdike speel een rol bij röngen- en γ-sraling. 4 Bij he doorlichen saa de paiën een langere ijdsduur bloo aan de röngensraling. Vaak wil en in da geval bewegingen in he lichaa (bijvoorbeeld he har waarneen en da kos ijd. 4 Dikeconrole: bepaling van afeingen van bijvoorbeeld een uor. Conroleren van he aangroeien van een bobreuk. Ook hier gaa en e behulp van dikeconrole na in hoeverre he bo overal even dik is. Volgen van gas- of vloeisofsroen: doorsroing van he bloed in een bepaald bloedva bepalen. In beide gevallen probeer en de snelheid e bepalen. Ook bij orgaanonderzoek: en gebruik een bepaald soor racer o na e gaan in welk deel van een orgaan wel of geen racersoffen erech koen. Voedselconservering: in de radioherapie probeer en e behulp van besraling uorcellen e doden. 44 a γ-sraling, deze ko alleen door he aluiniu heen. α- en β-sraling worden al volledig door een paar ilieer dik aluiniu egen gehouden. b De achergrondsraling heef een bijdrage van 4 ikken per in. De geeen waarden oe je hiervoor corrigeren: d (c) I (aanal/in) I cor (aanal/in), 4,9 8 8, c d / kun je bepalen ui he dikeverschil d ussen bijvoorbeeld I en I 5. Hierui blijk d / ca., c 8 I (in - ) d (c) 45 Na elke halveringsdike is de doorgelaen hoeveelheid / de oorspronkelijke hoeveelheid. De dike van de plaa is d /. De doorgelaen hoeveelheid is:, de oorspronkelijke hoeveelheid ongeveer, % (, e deel) word nog doorgelaen. 4 a Zie de figuur hiernaas. b He diagra laa een dalende kroe grafieklijn zien. He zou kunnen zijn da he een ogekeerd evenredig verband is. Daarvoor oe je nagaan of I r consan is. Conrole e behulp van een aanal eepunen: 88, 7,;,4 8,8; 7,7 4,9. Conclusie: he is duidelijk geen ogekeerd evenredig verband. Andere ogelijkheid: he zou een ogekeerd kwadraisch verband kunnen zijn. c Conrole: in da geval zou dan I r consan of I r Invullen: 88,,5; 4,,;,4,5 4,5,5; 9,,4; 7,7,4 I (s - ) r (c)

10 Conclusie: de geallen schoelen enigszins, er is geen duidelijk oe- of afnae e consaeren. He lijk erech o e concluderen da he een ogekeerd kwadraisch verband is. c Voor α- en β-sraling zal da zeker nie he geval zijn. Uigangspun bij de kwadraenwe is da er geen absorpie van sraling opreed. In de luch reed echer duidelijk wel absorpie van α- en β-sraling op. 49 Sralingsenergie a Gegeven: H 5 Sv in de vor van γ-sraling. Esr D Nieuwe onbekenden: D en. H D weegfacor. Voor γ-sraling is de weegfacor 5 D D 5 Gy Nee aan da kg. Esr Esr D 5 Esr 5 J Afgerond: E sr kj b Hoofdsuk 7 (dl. ): Q w c w w T Nieuwe onbekenden: c w BINAS (abel ): c waer 4,8 Jkg - K - 4,8 T T,9 C Afgerond: T, C 4,8 Conclusie: Een verhoging van, C is voor he lichaa onge vaarlijk. N.B. Bij vraag a werd uigegaan van D 5 Gy d.w.z. 5 J/kg. Je kun dus ook voor Q w 5 J neen bij een assa, kg. c De eperauursijging val binnen de norale eperauurschoelingen van he lichaa en is okeerbaar. De inwerking van γ-sraling speel zich eer op aoair niveau af oda de energie van een γ-foon eer op één plaas erech ko. De γ-sraling breng daarbij bijvoorbeeld wijzigingen aan in he DNA binnen een celkern. Deze wijzigingen kunnen ingrijpende gevolgen hebben binnen he lichaa en zijn ook nie geakkelijk e hersellen. 5 Sralingsdosis Gevraagd: dosisequivalen H per jaar. Gegeven: P sr 5, 4 W;,5 kg. Esr E H D weegfacor en D H sr weegfacor Nieuwe onbekenden: E sr en weegfacor. E Psr sr Nieuwe onbekende: is de ijdsduur van één jaar: 5 4,54 7 s sr 4 sr 4 7 sr E E P 5, sr 5,,54,7 J 7,54 E Binas (abel 5): Rn- is een α-sraler weegfacor,7 4 H,9 Sv Afgerond: H, Sv per jaar,5 5 Drach van β-sraling a Aangezien je ui he diagra de drach oe bepalen, kun je he bese een diagra op enkellogariisch papier aken. Verder zie figuur hiernaas. N.B. Aangenoen word da de gegeven waarden in de abel gecorrigeerd zijn voor de achergrondsraling. In he diagra val op da de punen vrijwel op een reche lijn liggen. Da beeken da er geconcludeerd ag worden da de inensiei inderdaad exponenieel afnee e de dike. Bij de drach vraag je je af hoe diep de sraling nog kan doordringen in he aluiniu 5 I per s 5 5, 4 d in

11 d.w.z. bij welke dike van he aluiniu ko er geen sraling eer ui. Aangezien he verloop exponenieel is, zal de lijn in principe nooi he pun I(x) bereiken. We leggen daaro de grens bij I(x) per s. Ui he diagra is af e lezen da di he geval is bij een dike d,7. De conclusie is daaree da de drach ongeveer,7 is. b Gevraagd: D (sel da de drach he sybool D heef. Gegeven: drach D is ogekeerd evenredig e de dichheid ρ D ρ consan; ρ 9,8 kg/. D ρ D a ρ a BINAS (abel 8): ρ a,7 kg/ Nieuwe onbekende: ρ a,7,7 D 9,8,7,7 D 7,44 9,8 Conclusie: de drach in he enselijk lichaa zal geiddeld ca. 7,4 à 8 bedragen. N.B. In he inforaie boek word de drach van β-sraling in waer op, - geseld. Aangezien he enselijk lichaa voor een belangrijk deel ui waer besaa, se bovensaande conclusie e di gegeven overeen. He is echer wel de vraag of di geiddelde van belang is. De drach in bijvoorbeeld boweefsel zal anders zijn dan in spierweefsel of in longweefsel. 5 Afschering a Di oe γ-sraling zijn oda α- en β-sraling geen door de luch bereiken. De drach voor deze sraling is veel kleiner. b is, 94 de halveringsdike d/.,4 D.w.z. de doorgelaen hoeveelheid is,94, de oorspronkelijke hoeveelheid. Dan is de onvangen dosis acher he loodgordijn,, -, -4 Gy Afgerond: D, Gy 5 Sralingsoepassingen A γ-sraling: α- en β-sraling word in he lichaa geabsorbeerd; Open bron: he verplegend personeel oe goed afgescherd worden; Door de kore halveringsijd is he afval in de vor van onlasing nie groo. Evenueel kan de onlasing worden opgevangen en speciaal verwerk. B γ-sraling: α- en β-sraling is waarschijnlijk inder geschik wegens de kore drach in he lichaa; Open bron: he verplegend personeel oe goed afgescherd worden; Afval in de vor van onlasing: deze kan worden opgevangen en speciaal verwerk. C β of γ-sraling: oda een huiduor aan de oppervlake zi zou ook β-sraling gebruik kunnen worden; Gesloen bron: he verplegend personeel oe goed afgescherd worden; Wel afval: bij gebruik van een isooop e groe / oe he goed verwerk worden als de bron nie eer bruikbaar is. D γ-sraling: α- en β-sraling koen nie door de verpakking heen; Gesloen bron: he personeel oe goed afgescherd worden; Wel afval: bij gebruik van een isooop e groe / oe he goed verwerk worden als de bron nie eer bruikbaar is. E γ- of röngensraling: α- en β-sraling koen nie door he saal heen; Gesloen bron e een goede afschering i.v.. onnodige sraling naar ogeving; Wel afval: bij gebruik van een isooop e groe / oe he goed verwerk worden als de bron nie eer bruikbaar is. F β-sraling: γ- of röngensraling is inder geschik oda deze nauwelijks door papier geabsorbeerd worden erwijl α-sraling er weer nie door heen ko; Verder als E. G γ-sraling: α- en β-sraling koen nie door he aeriaal van de pijpleiding heen; Open bron: he personeel oe goed afgescherd worden; Geen afval: en oe gebruik aken van isoopen e een hele kleine /. H als E.

12 I γ- of röngensraling; Gesloen bron i.v.. he ogelijk conac e he voedsel: he personeel oe goed afgescherd worden; Wel afval (γ- bron) da op de juise anier oe worden opgeslagen. 57 Jodiuableen a De schildklier zal radioacief jodiu I- opneen. Bovendien heef I- vanwege de relaief kore halveringsijd juis in he begin een groere aciviei. Daaro oe er eeen ies gedaan worden. b De schildklier raak verzadigd e jodiu en nee daarna geen radioacief jodiu eer op. c He zou kunnen da een vrouw die jodiuableen heef geslik en daarna och nog radioacief jodiu binnen krijg, gevaar loop da di in he vruchwaer erech ko. De foeus loop dan exra gevaar. d In een foeus vinden zeer veel celdelingen plaas. Beschadiging van he DNA (erfelijke inforaie) zou dan geakkelijk o isvoringen kunnen leiden. e Oda de halveringsijd / 8, d, is een week na he ongeluk de hoeveelheid I- al serk afgenoen. En door de groere afsand.o.v. de plaas van ongeluk is de concenraie jodiu kleiner geworden. De radioacieve wolk is eer verspreid over een groer gebied. Dikeconrole Oriënaie: Gevraagd: 4,5 dike x 5,5? Gegeven: d / 4,7 ; (I,plaas)-diagra. Planning: Me behulp van x/ d/ I( x) x/ d I ( x) I() ( ) of ( ) / kun je nagaan ussen welke waarden I() ag variëren voor he geval 4,5 x 5,5. In he (I,plaas)-diagra kun je vervolgens nagaan of die grenzen overschreden worden. Uivoering: I( x) ( ) Voor x 4,5 : ( 4,5 ) /4,7 (, I x ),89 8% I() I() I( x) ( ) en x 5,5 : ( 5,5 ) /4,7 (, 74 I x ),77 77 % I() I() In he (I,plaas)-diagra kun je zien da de waarde nie uiko boven de 8%, aar wel onder de 77%. Conrole: De onderzoche plaa oe worden afgekeurd wan hij is op één plek duidelijk dikker dan 5,5. 4 Schildklieronderzoek Oriënaie: Gevraagd: I- of I-? Gegeven: vervaldiagra van I- en I-. Bij schildklieronderzoek is he van belang da de paiën een joduisooop oegediend krijg e een zo klein ogelijke halveringsijd /, oda di isooop he snels uigewerk is. Bovendien is er vanwege de groere aciviei in he begin ook inder nodig. Door de groere aciviei kan er och een goed scinigra geaak worden, erwijl de paiën he voordeel heef da de onvangen dosis zo laag ogelijk blijf. Planning en uivoering: Ui he vervaldiagra is geakkelijk af e lezen da I- de kleinse halveringsijd heef naelijk ongeveer een halve dag ( ca. uur) erwijl I- een / van 8 dagen heef. Conrole: I- is he ees geschik. N.B. BINAS (abel 5) geef /, uur voor I-. I( x) I()

13 5 Ouderdosbepaling Oriënaie: Gevraagd: ouderdo van grafweefsel en van Dode-Zee-rollen. Gegeven: percenage C-4:, - %; diagra voor ouderdoscorrecie; grafweefsel: percenage C-4:,45 - % ; Dode-Zee-rollen: percenage C-4:,77 - %. Planning: Me de gegeven waarden voor de percenages C-4 is in beide gevallen e bepalen welk deel van de oorspronkelijke hoeveelheid nog aanwezig is: N(,45 % N(,77 % grafweefsel:, 45 en Dode-Zeerollen:, 77 N(), % N(), % M.b.v. / / N( / N ( N() ( ) ( ) / is de ijdsduur e bepalen die nodig is gewees N() voor de berekende afnaes. Je heb daarvoor alleen nog de halveringsijd / van C-4 nodig. M.b.v. de bepaalde ijdsduur berekenen je daarna ui welke ijdsperiode he sa en vervolgens ga je e behulp van he correcie-diagra na hoeveel jaren er bij (of er af) geeld oeen worden. Uivoering: BINAS (abel 5): / 57 jaar voor C-4. Grafweefsel:,45 57 / ( ) 57 M.b.v. de logarie-ehode is de ijdsduur e berekenen: log ( ) log,45 (,) (,47) 57 57,47,5,,5 57 jr Conclusie: De ouderdo is dus jaar en he weefsel sa dus ui v.chr. Bij deze ouderdo oe volgens he diagra van fig. 9 gecorrigeerd worden e ca. + 5 jaar, d.w.z. de ouderdo is jaar. He sa dus ui ca. 547 v.chr. Afgerond: Ouderdo ca. 7, à 7,7 eeuwen dus van ongeveer 5, eeuwen v.chr. Dode-Zee-rollen,77 / ( ) 57 Me behulp van de rekenehode zoals die bij hierboven beschreven is kun je uirekenen da de ouderdo,77 57 jaar. D.w.z. ze saen ui ca. 5 v. Chr (uigaande van 4!). Volgens he correciediagra varieer he percenage koolsof in die periode blijkbaar nogal: correcie ussen de en - 8. We neen he geiddelde van - 4 jaar. D.w.z. de ouderdo is - 4 jaar. Da zou beekenen da ze ui ca. v.chr.saen. Afgerond: Ouderdo ca. eeuwen dus van ca. eeuw v.chr. N.B. Je kun he aanal keren de halveringsijd ook berekenen e behulp van he prograa 'Solver' van de grafische rekenachine (zie ook vraag 4 van.). Conrole: Volgens de ENCARTA-encyclopedie is de culuur van he oude Egype van ca. 4 v.c. o aan he begin van de Roeinse overheersing ( v.c.) gedaeerd. He zou dus beekenen da he grafweefsel nog van wee eeuwen eerder sa. Da is nauurlijk ogelijk. Over de Dode-Zeerollen word vereld da deze sinds 947 aan de weszijde van de Dode Zee zijn gevonden en da ze e daeren zijn ussen de de eeuw v.c. en de de eeuw n.c.. Da beeken da de berekende uikos dus ook heel goed ogelijk is. Ziekenhuisafval Oriënaie: Gevraagd: opslagijd opslag ( o ). Gegeven: gebruik van isooop Tc-99 e / uur; he afval is ongevaarlijk e A als A, deel van oorspronkelijke hoeveelheid A,. A Planning: / / A( / A ( A() ( ) ( ) / A() M.b.v. bovensaande vergelijking is de ijdsduur op e lossen.

14 Uivoering:, / ( ) oepassen van de logarie-ehode: log ( ) log, (,) (,) uur, 9,9, 9,9 59,79 jr Afgerond: N.B. Je kun he aanal keren de halveringsijd ook berekenen e behulp van he prograa 'Solver' van de grafische rekenachine (zie ook vraag 8 van.). Je oe dan de wiskundige vergelijking x, oplossen, waarbij de gevraagde ijdsduur x / x uur. Conrole: De gevonden ijdsduur van uur lijk een redelijke ijd. kogel kogel Nieuwe onbekenden: slij, A slij en A kogellager. Hieree bereken je de slijageassa na uur bedrijfsijd na, uur bedrijfsijd: slij. A slij Ui de eingen van GM-eller kun je de aciviei bepalen die he geproduceerde slijageaeriaal (in u) uizend. Hierbij oe de eing gecorrigeerd worden voor de achergrondsraling én voor he fei da de eller slechs 4% van de uigezonden β-deeljes regisreer. Di lever de aciviei A slij van he slijageaeriaal op. A kogellager De aciviei van he kogellager word bepaald door een weeal isoopen: A kogel A(54) Mn-5 + A(54) Fe-59. De aciviei bereken je e / A( A() ( ) / 8 Kogellagerslijage Oriënaie: Gevraagd: de hoeveelheid gra lageraeriaal da per uur in bedrijfsijd losko. Gegeven: salen kogellager 4, g; isoopen in lageraeriaal Mn-5 en Fe-59, beide β-sraling; A() Mn-5 4,8 Bq; A() Fe-59 5, 8 Bq; Mn-5: /,57 uur; na 48 uur A Mn -5( 48) <, A Fe-59 ; na 48 uur achine uur laen draaien; GM-eller el 4% van uigezonden β-deeljes; achergrondsraling pulsen in in.; é slijagesof 4 pulsen in in. Planning: Er geld da de aciviei rechevenredig is e de hoeveelheid kogellageraeriaal. slij Aslij (54) Na uur kun je dus sellen da. A (54) N.B. Gegeven is da na 48 uur de aciviei van A Mn-5 ( 48) <, A Fe-59(48). Di beeken da na 48 uur de aciviei van Mn-5 e verwaarlozen is.o.v. die van Fe-59. Je kun di conroleren door de acivieien ui e rekenen en onderling e vergelijken. Uivoering: Kogellager: 48 /,57 4 Mn-5: A (48) 4,8 ( Mn-5 ) A Mn-5 (48) 9,97 Bq Fe-59: Binas (abel 5) geef voor Fe-59 / 45 dagen uur A Fe / 8 (48) 5, ( ) A Fe-59 (48) 5,49 4 A Mn-5 ( 48) 9,97 4,8,8,8%. Di is inderdaad veel kleiner dan,%. A 8 Fe-59 (48) 5,49 Dus de aciviei van Mn-5 is erech e verwaarlozen / 8 8 Na 54 uur : A (54) 5, ( Fe-59 ) A Fe-59 (54) 5,47 Bq Slijageaeriaal: 8 Bq

15 A eller 4-98 pulsen per inuen, pulsen per s, Bq A slij, 5,48 Bq Aslij 5,4Bq 4 slij Aslij ( 54) slij 5,4 5,4 slij 4,,7 g (54) 4, 8 8 kogel Akogel 5,47 5,47,7 Na uur bedrijfsijd: slij,9 g Afgerond: slij, µg per uur Conrole: per uur bedrijfsijd ko er, µg lageraeriaal los van he kogellager. in uur. 9 Sralingsnoren Oriënaie: lezen van de wee eksen. Planning en uivoering: Arguenen: - Er zijn nieuwe inzichen verkregen over lange erijn effecen van lage doses sraling. - De nieuwe richlijnen leveren veel kosen op i.v.. afschering. Er oeen nieuwe, goed afgescherde verpleegkaers worden bijgebouwd. Deze kosen leveren geen direc voordeel voor de paiën en gaan en kose van andere gezondheidsuigaven. - Paiënen die behandeld zijn e radioacief jodiu oeen langer in he ziekenhuis verblijven Conclusie: Bespreek je ening in de klas saen e je klasgenoen.