Elektromagnetische golven

Domein B. Beeld- en geluidstechniek
Subdomein B2. Medische beeldvorming
Uitzending, voortplanting en opname van elektromagnetische straling beschrijven.
Elektromagnetische golven
Andere onderzoeksmethoden maken gebruik van elektromagnetische golven om het lichaam in beeld te brengen. Bij MRI zijn dat microgolven.
Elektromagnetische straling bestaat uit energiepakketjes die fotonen heten.
Voor de energie van een foton geldt de volgende formule:
h is de constante van Planck in J s (6,62607 ∙ 10-34)
f is de frequentie in Hz
De constante van Planck staat in BINAS tabel 7A. De energie van één foton is erg klein. Daarom is het vaak handig om in plaats van joule een andere eenheid te gebruiken: elektronvolt. Hierbij geldt: 1,000 eV = 1,602 ∙ 10-19 J (BINAS tabel 5).
De verschillen in soorten ioniserende straling, hun ontstaan en hun eigenschappen benoemen, evenals de risico’s van deze soorten straling voor mens en milieu, en berekeningen maken met (equivalente) dosis.
Halveringsdikte
De intensiteit van de doorgelaten straling, hangt af van de dikte van het materiaal. De begin intensiteit noem je 100%. De grafiek die de intensiteit van de doorgelaten straling weergeeft als functie van de dikte, noem je een doorlatingskromme.
Voor de intensiteit van de straling die wordt doorgelaten geldt de volgende formule:
I is de intensiteit die wordt doorgelaten in W/m2
I0 is de intensiteit die op het materiaal valt in W/m2
d is de dikte van het materiaal tussen de bron en de ontvanger in m
is de halveringsdikte in m
n is hoe vaak je deelt
De halveringsdikte hangt niet alleen af van het materiaal dat je gebruikt maar ook van de energie van de straling (BINAS tabel 28F).
Een materiaal dat straling beter tegenhoud heeft een kleinere halveringsdikte dan materialen dat straling gemakkelijker doorlaten.
Stralingsbronnen
Kunstmatige stralingsbron= Straling opgewekt door de mens zelf.
Natuurlijke stralingsbronnen= Atoomsoorten die van nature straling uitzenden.
Bepaalde atoomsoorten zoals uranium en radium zenden van nature straling uit. In de aardkorst komen stoffen met deze atoomsoorten voor. Deze stoffen noem je radioactieve stoffen (natuurlijke stralingsbronnen). Een andere natuurlijke stralingsbron is het heelal. Vanuit het heelal komen geladen en ongeladen deeltjes richting de aarde. Deze straling kosmische straling.
Achtergrondstraling= Het totaal aan straling afkomstig van natuurlijke stralingsbronnen.
Atoombouw
Een atoom is opgebouwd uit een kern en daaromheen een elektronen wolk. De kern bestaat uit twee soorten deeltjes: protonen en neutronen. Protonen hebben een positieve lading en neutronen zijn neutraal. De lading van een proton is gelijk aan die van een elektron. Een atoom heeft dus evenveel elektronen in de elektronenwolk als protonen in de kern. Een atoom is dus elektrisch neutraal.
A= N + Z
Het aantal protonen/elektronen noem je het atoomnummer. De som van het aantal protonen en neutronen in de kern noem je het massagetal.
Met het atoomnummer en het massagetal ligt de samenstelling van de kern vast. Een kern kun je schematisch weergeven met:
Het massagetal is de som van het aantal protonen en neutronen
Het atoomnummer is het aantal protonen/elektronen
X is het symbool van het atoomsoort
Voorbeeld:
Een koolstofatoom met 6 protonen en 8 neutronen geef je dus weer met .
Isotopen= Atomen met hetzelfde atoomnummer maar met een verschillend massagetal.
Soortenstraling
De kernen van sommige isotopen zijn instabiel en vertonen radioactief verval. Hierbij ontstaat straling die radioactieve straling heet. Drie soorten straling spelen hierbij een rol:
α-staling bestaat uit geladen deeltjes opgebouwd uit twee protonen en twee neutronen. Het is dus de kern van het isotoop He-4.
β-staling bestaat uit snel bewegende elektronen. Je kunt β-staling ook weergeven met een atoomnummer en massagetal. Je noteert dan of .
γ-staling bestaat uit fotonen. Deze straling heeft geen lading en geen massa. Je geeft γ-staling daarom weer met .
In BINAS tabel 25 staat in de laatste kolom welke soorten straling ontstaan tijdens het verval van verschillende isotopen. Staat er een streepje dan is het isotoop stabiel. De getallen in de laatste kolom geven aan hoe groot de kinetische energie van het deeltje is, uitgedrukt in MeV.
Vervalvergelijking
Verval van kernen geeft je weer met een vervalvergelijking. Daarin staat de instabiele kern links van de pijl, en staan de vervalproducten rechts van de pijl.
|