Straling en gezondheid
Les 1: Lezen: §1
Huiswerk: maken 1 tot en met 7 werkboek
Practicum
Atomen.
Een zuivere stof is opgebouwd uit moleculen. Dit zijn erg kleine deeltjes die onderling allemaal gelijk zijn, maar verschillen van de moleculen van andere zuivere stoffen (zie hoofdstuk 9)
Moleculen zijn opgebouwd uit atomen. Zo kan water ontleed worden in waterstof- en zuurstofatomen. Waterstof en zuurstof noemen we elementen. Een element kan niet verder ontleed worden
Er zijn ongeveer 100 elementen.
In onderstaande tabel zijn de gegevens van een tiental elementen weergegeven.
Opbouw van een atoom.
Een atoom is opgebouwd uit een kern met daar omheen een aantal elektronen.
De kern is opgebouwd uit protonen en neutronen (in de kern van een waterstofatoom zitten meestal geen neutronen!!).
Elektrische lading van de atoomdeeltjes:
- elektron: negatief
- proton: positief
- neutron: geen lading
Een atoom is elektrisch gezien neutraal, ofwel het aantal protonen is gelijk aan het aantal elektronen.
Atomen van een element kunnen wel een verschillend aantal neutronen hebben.
In de scheikunde zegt men dan: er zijn van dat element verschillende isotopen.
Voorbeeld
Atoom koolstof:
- aantal protonen is 6
- aantal elektronen is zes
- aantal neutronen kan zijn 7 of 8
- van koolsof bestaan dus meerdere isotopen
Ioniseren.
Met behulp van gerichte energie is het mogelijk om een elektron bij een atoom weg te schieten. Het atoom heeft dan een elektron te kort en is niet meer elektrisch neutraal. Het heeft een elektron te weinig en is dus elektrisch gezien positief. We noemen dat positief geladen atoom dan een +ion.
UV-straling kan moleculen kapot maken door een of meerdere elektronen die voor de verbinding van de atomen zorgen weg te schieten. Wordt zo'n verbindingselektron weggeschoten, dan valt het molecuul uit elkaar.
Dat UV-straling moleculen kan beschadigen kennen we. Denk aan het verkleuren van papier.
UV-straling heeft een (zwak) ioniserende werking.
Röntgenstraling en gammastraling hebben een sterk ioniserende werking.
Les 2: Lezen: §2
Huiswerk: les 1 nakijken
Huiswerk: maken 8 tot en met 15 werkboek
Practicum:
Radioactiviteit.
Atomen van een element hebben altijd evenveel protonen als elektronen (dus dezelfde scheikundige eigenschappen). Het aantal neutronen in de kern kan verschillen. We praten dan over isotopen.
Voorbeeld: Koolstof
Isotoop C-12 6 protonen en 6 neutronen
Isotoop C-13 6 protonen en 7 neutronen
Isotoop C-14 6 protonen en 8 neutronen
De getallen 12, 13 en 14 noemen we de atoommassa, dit getal geeft het totale aantal kerndeeltjes aan.
Radioactieve stoffen.
Sommige stoffen zenden spontaan ioniserende straling uit (Becquerel). Deze stoffen noemen we radioactieve stoffen. Ioniserende straling is onzichtbaar, de straling kan alleen waargenomen worden door meting
- Geigerteller
- fotografische film (film wordt zwart)
De stralingsbron moet je zoeken in de kernen van atomen. niet alle isotopen zijn radioactief (C-14 wel).
Instabiele en stabiele kernen.
Een radioactieve stof heeft atoomkernen die zonder invloed van buitenaf veranderen. Tijdens de verandering van de atoomkern zendt deze een beetje straling uit. Daarbij ontstaan er nieuwe atoomkernen met een ander aantal neutronen en protonen. Dit verschijnsel noemen we radioactief verval.
Stoffen die niet radioactief zijn, hebben stabiele atoomkernen.
Activiteit.
In een hoeveelheid radioactief materiaal veranderen er elke seconde grote aantallen atoomkernen. Het aantal kernen dat per seconde verandert noemen we de activiteit, deze wordt gemeten in Becquerel (Bq).
De activiteit kan worden bepaald door meting van de straling
Hoe groter de activiteit, hoe groter de straling.
Halveringstijd
Omdat er steeds minder instabiele kernen overblijven, wordt de activiteit steeds kleiner.
Halveringstijd T is de tijd waarin het aantal instabiele atoomkernen met 50% is afgenomen (zie onderstaande grafiek).
In onderstaande tabel is de halveringstijd (halfwaardetijd) van een aantal radioactieve stoffen gegeven.
Les 3 Lezen: §3
Huiswerk: les 2 nakijken
Huiswerk: maken 16 tot en met 22 werkboek
Medische toepassingen.
Soorten staling.
Radioactieve stoffen zenden verschillende soorten ioniserende straling uit. (α-, β-, en γ-straling)
Niet altijd worden deze drie vormen van straling tegelijkertijd uitgezonden. Sommige zenden α-, sommige β-, tegelijk met α en β wordt meestal γ-straling uitgezonden.
De ene soort straling heeft een groter doordringend vermogen dan de andere.
α-straling; het doordringend vermogen is klein. De dikte van een vel papier.
β-straling; het doordringend vermogen is wat groter. De dikte van een boek.
γ-straling; het doordringend vermogen is veel groter. Zie onderstaande figuur.
Onderzoek met gamma-straling.
Bij medisch onderzoek wordt vaak gammastraling toegepast. Op deze manier kunnen afbeeldingen van organen worden gemaakt. Het verloop van zo'n onderzoek staat uitgebreid in het lesboek beschreven. Bestudeer dit.
Onderzoek met rontgenstraling.
Röntgenstraling ontstaat niet door het verval van instabiele atoomkernen maar wordt opgewekt. Röntgenstraling lijkt op gammastraling (groot doordringend vermogen) maar is minder schadelijk. Het risico voor een patiënt is verwaarloosbaar.
Radiotherapie.
Ioniserende straling kan worden gebruikt om kankercellen te vernietigen. Zijn er geen uitzaaiingen dan bestaat er een kans op genezing.
Radiotherapie wordt ook toegepast om de groei van tumoren te vertragen.
Bij radiotherapie kan het lichaam worden bestraald van buitenaf maar ook van binnenuit. Van buitenuit wordt meestal gammastraling gebruikt. Van binnenuit werkt men meestal met een tracer.
Les 4 Lezen: §4
Bescherming tegen straling.
Ioniserende straling is gevaarlijk omdat deze straling de cellen in het lichaam ernstig kunnen beschadigen. Een overdosisis is vaak dodelijk. Een lagere dosis lijdt vaak tot het krijgen van kanker!!
Gammastraling is het gevaarlijkst bij uitwendige bestraling. Bij inwendige bestraling zijn alle vormen van straling gevaarlijk.
Bescherming tegen uitwendige bestraling.
Veiligheidsmaatregelen
- tijd zo kort mogelijk
- afstand zo groot mogelijk
- gebruik van afschermingmateriaal
Mensen die met radioactieve stoffen werken dragen meestal een FILMBADGE.
Bescherming tegen inwendige straling.
Radioactieve stoffen kunnen in je lichaam komen door:
- inademing
- drinkwater
- voedsel
Maatregelen bij besmetting.
- douchen en andere kleding
- besmette kleding en voorwerpen veilig opbergen
- evacuatie uit besmette gebieden
- verbod op verkoop van besmette artikelen
- melk en vlees van besmette dieren vernietigen
Les 5 Maken Test jezelf
Huiswerk: les 4 nakijken
Eventueel vragen stellen