Natuurkunde hoofdstuk 5 samenvatting

Natuurkunde H5
5.1 Introductie
Atoombouw:
- Een atoom bestaat uit een kern en elektronen die rond de kern bewegen. De kern
bestaat uit protonen en neutronen.
- De massa’s van het proton en het neutron zijn vrijwel even groot. De massa van het
elektron is veel kleiner dan die van het proton en neutron.
- Het proton heeft een positieve lading en het elektron een negatieve lading. Deze
ladingen zijn even groot. Het aantal protonen in de kennis gelijk aan het aantal
elektronen/ Daardoor is een atoom elektrisch neutraal.
- Een atoom dat er elektronen bij krijgt of elektronen kwijt raakt, verandert in een
negatief en positief geladen ion.
- Straling met voldoende energie kan een atoom ioniseren: de straling stoot een
elektron uit het atoom.

Ioniserende straling = voldoende energie om een atoom te ioniseren

5.2 Rontgenstraling
Röntgenstraling= ‘X-rays’, lijkt op licht. Het is energie die met de lichtsnelheid wordt
overgebracht. Net als bij licht bestaat de straling uit afzonderlijke hoeveelheden energie, die
we fotonen noemen → een kort stukje van een golf , een soort korte trilling die
met de lichtsnelheid.
c van 3,0 ∗10⁸ m/s beweegt m/s beweegt
Hoe groter de frequentie f (het aantal trillingen p/s) is, des te groter is de energie van het
foton. De fotoenergie is evenredig met de frequentie.

Elektromagnetische straling = Röntgenstraling en licht bijvoorbeeld.
Elektromagnetisch spectrum = zie figuur 7
Doordringend vermogen =bijvoorbeeld röntgenstraling dat gaat gemakkelijk door huid en
door zacht weefsel. Röntgenstraling die niet dwars door het lichaam heen gaat, kan schade
veroorzaken in het lichaam.
Fotonen hebben genoeg energie om een cel te beschadigen.
Ioniserend vermogen = de schade in een cel ontstaat doordat fotonen elektronen uit
atomen wegstoten en daardoor atomen ioniseren.
Absorptie= het tegenhouden van straling
Transmissie= het doorlaten van straling
Hoe groter de absorptie van röntgenstraling door een materiaal is , des te kleiner is de
intensiteit van de doorgelaten röntgenstraling
Absorptie van röntgenstraling hangt ook af van materiaalsoort en materiaaldikte.

Halveringsdikte= de dikte van een laagje dat de helft van de straling doorlaat
De doorlaatkromme laat zien dat de intensiteit van de doorgelaten röntgenstraling telkens
gehalveerd is na elk ‘laagje’ met een dikte gelijk aan de halveringsdikte
n
1
I = I0 ∗ ()
2

, I = intensiteit (W/m² of %)
I0 = intensiteit van de invallende röntgenstraling
n = aantal laagjes

d
n= 1
d
2
d = dikte
1
d = halveringsdikte
2

d
1
I = I0 ∗ 1 d

2 () 2




Fotonenergie
Ef = h ∗f
Ef = fotonenergie (J)
f = frequentie (Hz)
h = evenredigheidsconstante ← constante van Planck → 6,626 ∗10∗36 J∗s

5.3 Kernstraling
Radioactiviteit = zendt voortdurend kernstraling uit
Kernstraling = straling afkomstig uit de atoomkernen
Alfastraling = α → 2 protonen + 2 neutronen → groot en zwaar
Bètastraling = β → elektron → zijn licht en klein
Gammastraling = Ɣ → fotonen → zichtbaar licht en röntgenstraling
Doordringend vermogen = geeft aan hoe gemakkelijk de straling in een materiaal kan
doordringen
Ioniserend vermogen = hoeveel schade de straling kan aanrichten in een materiaal



ioniserend vermogen doordringend vermogen

α - straling groot klein

β - straling matig matig

Ɣ - straling klein groot

Röntgenstraling klein groot


Radioactief verval = radioactieve stof zijn er atoomkernen die instabiel zijn ←
zendt een instabiele atoomkern kernstraling uit
Activiteit (A) van een radioactieve bron is het aantal vervallende instabiele
atoomkernen p/s → eenheid is becquerel (Bq)
Halveringstijd = de tijd waarin de activiteit van een radioactieve bron telkens tweemaal zo
klein wordt.