1 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj Mieke Blaauw

Vergelijkbare documenten
Wisselwerking. van ioniserende straling met materie

samenvatting interactie ioniserende straling materie

wisselwerking ioniserende straling met materie

wisselwerking ioniserende straling met materie

1 Atoom- en kernfysica TS VRS-D/MR vj Mieke Blaauw

wisselwerking ioniserende straling met materie

Samenvatting H5 straling Natuurkunde

Hoofdstuk 5 Straling. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Hoofdstuk 5 Straling. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Hoofdstuk 9: Radioactiviteit

Praktische stralingsbescherming

5,5. Samenvatting door een scholier 1429 woorden 13 juli keer beoordeeld. Natuurkunde

Ioniserende straling - samenvatting

Toezichthouder Stralingsbescherming. Oefenvragen

- U zou geslaagd zijn als u voor het oefenexamen totaal 66 punten of meer behaalt (dus u moet minimaal 33 vragen juist beantwoorden).

Fysica. Atoombouw, straling en wiskunde H book claims widespread radiation testing during cold war/

Straling. Onderdeel van het college Kernenergie

Fysische grondslagen radioprotectie deel 1. dhr. Rik Leyssen Fysicus Radiotherapie Limburgs Oncologisch Centrum

Toezichthouder Stralingsbescherming. Oefenvragen

1 Detectie TS VRS-D/MR vj Mieke Blaauw

Dosisbegrippen stralingsbescherming. /stralingsbeschermingsdienst SBD-TU/e

Fysische grondslagen radioprotectie deel 2. dhr. Rik Leyssen Fysicus Radiotherapie Limburgs Oncologisch Centrum

IONISERENDE STRALING. Deeltjes-straling

Toezichthouder Stralingsbescherming. Oefenvragen

1 Welk van onderstaande schakelingen is geschikt om de remspanning te meten?

Inleiding stralingsfysica

Detectie van ioniserende straling

Detectie TMS MR & VRS-d Stijn Laarakkers

Toezichthouder Stralingsbescherming. Oefenvragen

Vraagstuk 1: Lektest van een 106 Ru/ 106 Rhbron

samenvatting interactie ioniserende straling materie ioniserende straling geladen deeltjes electromagnetische straling

Opleiding Stralingsdeskundigheid niveau 3 / 4B. Dosimetrie, deel 1. introductie dosisbegrip. W.P. Moerman

Fysische grondslagen radioprotectie deel 1. dhr. Rik Leyssen Fysicus Radiotherapie Limburgs Oncologisch Centrum

Examentraining Natuurkunde havo Subdomein B2. Straling en gezondheid

Stabiliteit van atoomkernen

Samenvatting Natuurkunde Domein B2

Uitwerkingen opgaven hoofdstuk 5

1 Een lichtbron zendt licht uit met een golflengte van 589 nm in vacuüm.

Tales of the unexpected 14

Begripsvragen: Radioactiviteit

Risico s en maatregelen bij stralingsongevallen

Radioactiviteit werd ontdekt in 1898 door de Franse natuurkundige Henri Becquerel.

Exact Periode 7 Radioactiviteit Druk

cursus Stralingsdeskundige niveau 5B Frits de Mul Klinische Fysica

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN. Tentamen Stralingsfysica (3D100) d.d. 16 november 2004 van 14:00 17:00 uur

TE BEHANDELEN ONDERWERPEN BIJ OPLEIDINGEN STRALINGSHYGIËNE

Grootheden en eenheden TMS MR & VRS-d Stijn Laarakkers

IONISERENDE STRALING HAVO

Groep (klas 5), deel 1 Vraag 1 Vraag 2 Vraag 3 Vraag 4 Vraag 5

Samenvatting Natuurkunde Ioniserende straling

(a) Noem twee eigenschappen die quarks en leptonen met elkaar gemeen hebben.

H8 straling les.notebook. June 11, Straling? Straling: Wordt doorgelaten of wordt geabsorbeerd. Stralingsbron en straling

Voor kleine correcties (in goede benadering) geldt:

H7+8 kort les.notebook June 05, 2018

Fysische grondslagen van radioprotectie

Kosmische straling: airshowers. J.W. van Holten NIKHEF, Amsterdam

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN. Tentamen Stralingsfysica (3D100) d.d. 27 november 2003 van 09:00 12:00 uur

Rendement: percentage energie die daadwerkelijk voor de functie van het apparaat gebruikt wordt (licht bij een lamp).

Ioniserende straling. Straling en gezondheid. Sectie natuurkunde - Thijs Harleman 1

PositronEmissieTomografie (PET) Een medische toepassing van deeltjesfysica

Algemeen. Cosmic air showers J.M.C. Montanus. HiSPARC. 1 Kosmische deeltjes. 2 De energie van een deeltje

Hoeveel straling krijg ik eigenlijk? Prof. dr. ir. Wim Deferme

Vraagstuk: Afscherming versnellerruimte

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN. Tentamen Stralingsfysica (3D100) d.d. 21 januari 2005 van 14:00 17:00 uur

Stralingsincidenten veiligheidsregio s. Achtergrondinformatie

Examentraining Leerlingmateriaal

Fysische grondslagen radioprotectie deel 2. dhr. Rik Leyssen Fysicus Radiotherapie Limburgs Oncologisch Centrum

Opgave 4 Het atoomnummer is het aantal protonen in de kern. Het massagetal is het aantal protonen plus het aantal neutronen in de kern.

. Elektronen en elektromagnetische energie Ron / PA2ION

HiSPARC High-School Project on Astrophysics Research with Cosmics. Interactie van kosmische straling en aardatmosfeer

Quantummechanica en Relativiteitsleer bij kosmische straling

Praktische stralingsbescherming

Mammografie. Fysische kant van de insteltechniek. Fysische Groep LRCB, Nijmegen

(Permitiviteit van vacuüm)

Aandachtspunten voor het eindexamen natuurkunde vwo

Eindexamen natuurkunde 1-2 vwo 2006-I

Opgave 4 Het atoomnummer is het aantal protonen in de kern. Het massagetal is het aantal protonen plus het aantal neutronen in de kern.

Radioactiviteit enkele begrippen

Hulpmiddelen: Niet grafische rekenmachine, binas 6 de druk. Let op dat je alle vragen beantwoordt.

Sterrenkunde Ruimte en tijd (3)

Radioactiviteit en risico s. Frits de Mul 2011

Hoofdstuk 1: Radioactiviteit

Meesterklas Deeltjesfysica. Universiteit Antwerpen

Nuclear Research and consultancy Group Technische Universiteit Delft Boerhaave Nascholing/LUMC Rijksuniversiteit Groningen.

a Schrijf de eerste vier stappen op. b Waarom kunnen de β s die 234 Pa uitstoot, beter door een laagje plastic dringen dan de β s van

Deze methoden worden vaak naar elkaar toegepast. Extraheren -> Filtreren -> Indampen.

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN. Tentamen Stralingsfysica (3D100) d.d. 9 januari 2008 van 9:00 12:00 uur

p na = p n,na + p p,na p n,na = m n v 3

UITWERKINGEN. Examen Coördinerend Deskundige Stralingsbescherming

(Permitiviteit van vacuüm)

BIJLAGE bij Examen Coördinerend Deskundige Stralingsbescherming

Radioactiviteit. Jurgen Nijs Brandweer Leopoldsburg APB Campus Vesta Brandweeropleiding

Natuurkunde Hoofdstuk 12 & 13 VWO 5 / SE IV

Proefexamen Toezichthouder Stralingsbescherming VRS-C

natuurkunde havo 2018-I

Het mysterie van massa massa, ruimte en tijd

Een deels bestaande PowerPointpresentatie voor de cursus in de aandacht gebracht cq bewerkt door:

1 Uit welke deeltjes is de kern van een atoom opgebouwd? Protonen en neutronen.

(a) Noem twee eigenschappen die quarks en leptonen met elkaar gemeen hebben.

Transcriptie:

1 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018

2 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 1-3 Atoombouw en verval 4,5 Wisselwerking van straling met materie en afscherming 6-9 Röntgentoestellen, ingekapselde bronnen 10 Grootheden en eenheden 11 Effecten en risico s van straling 12 Detectie van straling 13 Algemene regelgeving 14-16 Regelgeving ingekapselde bronnen, toestellen en open bronnen 17-19 Praktische stralingsbescherming 20-22 Risico-analyse en dosisberekening in praktijk

3 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Doordringend vermogen α, β: deeltjes (hebben een massa), kunnen volledig gestopt worden Doordringend Vermogen: Laag Middel { Hoog Fotonen (gamma en röntgen): Geen massa, elektromagnetische straling Nooit helemaal te stoppen (kans op overleven > 0)

4 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Wisselwerking Ioniserende straling: Energieverlies voornamelijk door wisselwerking met electronen Excitatie en Ionisatie 7 3 Li Excitatie M L K (Licht)foton Ionisatie (schadelijk) elektron proton neutron

5 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Typische energie: 5 MeV Wisselwerking -deeltjes Energieafgifte door botsingen met elektronen α In rood: spoor van ionisaties diepte in weefsel - deeltje veel zwaarder dan elektron: recht spoor van excitaties en ionisaties Alle deeltjes stoppen op dezelfde diepte

6 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Wisselwerking - - deeltjes Typische energie: 0,1-1 MeV Energieafgifte door vele achtereenvolgende botsingen (ionisaties) met elektronen Verandering in richting bij botsing: grillige baan kans op terugverstrooiing β diepte in weefsel

7 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Wisselwerking - deeltjes N R (dracht) Diepte in materiaal waar alle deeltjes gestopt zijn

8 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 -deeltjes /elektronen: remstraling Energieverlies voornamelijk door botsingen met elektronen Klein beetje energieverlies door remstraling Remming/ afbuiging in elektrisch veld van atoomkern röntgenstraling remstraling Meeste remstraling: - in materiaal met hoge Z (veel protonen in kern) - β- of elektronen met hoge energie

9 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Gebruik van remstraling: röntgenbuis Negatieve kathode Positieve anode (materiaal met hoge Z) - elektronen versnellen - elektronen afremmen op anode - Productie van röntgenstraling: remstraling (grootste deel van elektrisch vermogen warmte)

10 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Wisselwerking + -deeltjes + :Zie wisselwerking van - -deeltjes Gevolgd door annihilatie van positron met elektron uit materiaal na afremmen: + + e - 2 (gamma)foton (511 kev) Beide fotonen gaan in tegenovergestelde richtingen Wordt gebruikt bij PET-scan

11 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Wisselwerking neutronen Typische energie: 5 MeV Neutronen zijn ongeladen Energieafgifte door botsingen met atoomkernen Geen wisselwerking met elektronen Meeste energieverlies met waterstof (H: proton is even zwaar als neutron) Afscherming: materiaal met veel waterstof (H)-kernen: Water (H 2 O), parrafine, polyetheen, beton

12 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Dracht van deeltjesstraling Afkorting: R (range) Diepte in materiaal waar alle deeltjes gestopt zijn straling Typische dracht in lucht -deeltjes 30 mm 30 µm β-deeltjes 5 m 5 mm Neutronen Typische dracht in *weefsel Kunnen zeer lange dracht hebben *Dracht in weefsel: 1000 x lager dan in lucht

13 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Dracht van deeltjesstraling R = (lineïeke) dracht: afstand ( mm, cm, m) R massiek = R, ( is soortelijke massa, bijv. g/cm3) R massiek = massieke dracht ( g/cm 2, mg/cm 2 ) is onafhankelijk van soort materiaal Vuistregel voor -deeltjes: R massiek (g/cm3) = R 0,5 x E, max (MeV)

14 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Weglengte in lucht

15 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Wisselwerking: - en röntgenfotonen Z F C P Op curve: processen even waarschijnlijk 3 mogelijke processen: F : bij lage energie en grote Z domineert foto-effect P : bij hoge energie en grote Z domineert paarvorming C : in tussengebied domineert Compton-effect E

16 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Z Fotoeffect Wisselwerking - en röntgenfotonen E Foto (elektrisch) - effect elektron Ander elektron vult gat in binnenste schil op: effect Z 4 Vooral bij hoge Z en lage fotonenenergie L K Karakteristieke Röntgenstraling Foton staat volledige energie af aan elektron (vooral K-schil elektron)

17 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Z Compton effect Compton-effect E Kans op Compton-effect is groter bij lagere Z Rond 2 MeV altijd Compton-effect Wisselwerking - en röntgenfotonen Compton-elektron Botsing foton met (zwak gebonden) buitenschil- elektron Foton-energie verdeeld tussen elektron en nieuw foton: * Compton-verstrooiing! * Compton-foton

18 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Z Paarvorming Wisselwerking - en röntgenfotonen E Paarvorming Vooral bij hoge Z Boven 4 MeV positron anihilatie Botsing foton met atoomkern: Foton gaat over in een elektron (e-) en positron (e+)-paar daarna annihilatie van positron met een elektron elektron

19 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Afscherming Doordringend vermogen Laag Middel { Hoog

20 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Afscherming - deeltjes Zeer korte dracht in lucht: 30 mm in vaste stof/ vloeistof: 30 m = 0,03 mm -deeltje passeert niet de dode laag van de huid - geen afscherming tegen externe straling nodig Zeer riskant bij inwendige besmetting: zeer veel ionisaties - Hoge stralingsweegfactor: W R = 20

21 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Afscherming - -deeltjes Gebruik materiaal met lage Z om remstraling te voorkomen Vaak wordt perspex gebruikt Remstraling: Harde betastraler (hoge β- energie): draag veiligheidsbril Gebruik alzijdige afscherming in verband met mogelijke terugverstrooing (grillige baan)

22 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Afscherming + -deeltjes Zie afscherming van - -deeltjes Extra maatregel: Annihilatiestraling afschermen met lood (2 x foton van 511 kev)

23 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Z Foto- Effect Afscherming - en röntgenfotonen E Röntgenstraling heeft meestal een lage energie: Bij lage energie domineert het foto- effect Lood (hoge Z) is dan een efficiënt afschermingsmateriaal (Lood: duur en ongeschikt voor bouwkundige constructies In zo'n geval is beton het optimale afschermingsmateriaal)

24 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Z Compton effect E Compton- effect Afscherming - en röntgenfotonen hangt vaak nauwelijks af van Z Soort afschermingsmateriaal minder belangrijk Het belangrijkst is de hoeveelheid materiaal (massa per cm 2 )

25 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Afscherming - en röntgenfotonen I (Intensiteit) : aantal fotonen dat per seconde passeert d ½ : gewone of lineïeke halveringsdikte (mm of cm of m) (Soms: verzwakkingscoefficient: μ = 0,693/ d ½ ) d ½ x ρ (ρ = soortelijke dichtheid): massieke halveringsdikte (kg/ m 2 of g/ cm 2 of mg/ cm 2 )

26 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Afscherming - en röntgenfotonen T (transmissie): Geeft aan welk deel van straling wordt doorgelaten = I(d)/ I(0) (doorgelaten intensiteit / oorspronkelijke intensiteit) Halveringsdikte veroorzaakt halvering van de intensiteit (2x kleiner) 10 x d ½ : intensiteit 2 10 1000 x kleiner dus T = 10-3 (1/1000)

Logaritmische schaal 27 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Transmissie van γ-straling

28 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Afscherming - en röntgenfotonen B = dosisopbouw (build-up) factor door Compton- verstrooiing: bron P bron P collimator absorber absorber smalle bundelgeometrie transmissie: T brede bundelgeometrie transmissie: T x B

29 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018 Keuze afschermingsmateriaal Bedenk dat het niet om de verzwakking gaat, maar om het uiteindelijke stralingsniveau!

30 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj 2018