5.1 Straling en bronnen
De afstandsbediening van je tv heeft aan de voorkant een infraroodled. Je oog is niet
gevoelig voor deze straling, je kunt hem dus niet zien. Als je in het donker via de camera
van je telefoon naar de led kijkt en op de knop van de afstandsbediening drukt, zie je de
infraroodled op het scherm van je telefoon wel knipperen. Infrarode straling is, net als
zichtbaar licht, een vorm van elektromagnetische straling. Je hebt allemaal
verschillende soorten em-straling: radiogolven, microgolven, infrarood, zichtbaar licht,
ultraviolet, röntgenstraling en gammastraling. Dit kan je ook terugvinden in Binas tabel
19B.
Elektromagnetische straling wordt overgedragen in energiepakketjes, fotonen. Voor
radiogolven hebben de fotonen weinig energie en zijn ze ongevaarlijk voor je. Van
ultravioletstraling word je bruin.
De fotonen van röntgenstraling hebben veel energie en gaan voor een groot gedeelte
door je lichaam heen. Met behulp van röntgenstraling kun je een röntgenfoto van je
inwendige maken zonder dat er een operatie nodig is. Botten houden meer straling
tegen waardoor de foto daar wit blijft. Zacht weefsel laat meer straling door, waardoor
de foto donker kleurt.
De energie van röntgen- en gammafotonen is zo hoog dat ze ongewenste veranderingen
in je lichaamscellen kan veroorzaken. Deze straling is dus gevaarlijk.
Röntgen, Becquerel, Rutherford en Curie waren de meest bekende onderzoekers naar
atomen. Zij ontdekten dat straling atomen kan ioniseren. Hierbij verliest het atoom een
of meer elektronen. Er zijn stoffen die van nature ioniserende straling uitzenden. Deze
stoffen noem je radioactieve stoffen.
In 1898 stelde Rutherford vast dat de ioniserende straling uit twee soorten deeltjes
bestaat. Hij noemde deze alfa- en bètadeeltjes (α en β). Deze deeltjes hebben massa en
zijn geladen. Hij ontdekte ook dat α-straling veel gemakkelijker is te stoppen dan β-
straling. In 1900 toonde hij aan dat er nog een derde soort straling uit radioactief
materiaal kan komen. Deze straling bestaat niet uit een deeltje met massa en is ook
ongeladen. Hij noemde het gammastraling (γ). De fotonen van γ-straling hebben meer
energie dan de fotonen van röntgenstraling. γ-straling is door haar hogere energie
gevaarlijker dan röntgenstraling. Al vrij snel was het voor de onderzoekers duidelijk dat
deze straling uit de kernen van atomen komt. Zij hadden niet meteen door dat al deze
soorten straling gevaarlijk zijn voor levend weefsel.
Met een geigermüllerteller (gm-teller) kan je straling meten.
Voor ioniserende straling geldt:
- Als de afstand tot de bron groter is, is de straling zwakker. Er geldt een omgekeerd
,kwadratische verbrand: bij een driemaal zo grote afstand is er een negenmaal zo
zwakke straling.
Bij ioniserende straling neemt de intensiteit van de straling ook af doordat de straling
energie kwijtraakt door ionisaties, totdat de energie te klein is om nog te ioniseren:
- Hoe groter de afstand door een stof, hoe zwakker de straling
- Hoe diep de ioniserende straling door kan dringen hangt af van de soort stof: dit noem
je het doordringend vermogen
- Het ioniserend vermogen geeft aan hoe goed de straling in staat is atomen te
ioniseren. Röntgenstraling heeft een zwak ioniserend vermogen en gammastraling heeft
een sterker ioniserend vermogen. De fotonen van andere straling hebben te weinig
energie om te kunnen ioniseren.
Natuurlijke bronnen zenden straling uit die altijd in onze omgeving aanwezig is:
- Kosmische straling is afkomstig uit de zon en sterren. Ze bestaan onder andere uit
snelle deeltjes en ook röntgen-, gamma- en uv-straling. De atmosfeer adsorbeert veel
straling, zodat maar een klein deel van die straling het aardoppervlak bereikt.
- Aardse straling komt vooral uit graniet en gesteenten met uranium en radium. Tot de
aardse bronnen behoren ook bakstenen en bouwmaterialen, gemaakt uit klei en gips,
die van nature radioactieve stoffen bevatten.
- Voedsel bevat een heel lage concentratie radioactieve stoffen.
Kunstmatige bronnen zijn door mensen gemaakt:
- Bestralingsapparatuur in ziekenhuizen
- Röntgenapparaten bij tandartsen en in ziekenhuizen
- Rookmelders, die een zeer kleine hoeveelheid radioactieve stof kunnen bevatten
- Kerncentrales, waarin radioactief materiaal aanwezig is
- Tracers, radioactieve stoffen die een arts in het menselijk lichaam inbrengt waarna
zichtbaar is hoe ze zich door het lichaam verspreiden
- Kernwapens, die direct stralen tijdens de ontploffing en indirect via de verspreiding
van brokstukjes radioactief materiaal
Alle stralingsbronnen samen veroorzaken in je omgeving een permanente hoeveelheid
straling: de achtergrondstraling.
Blootstelling aan straling kan op twee manieren gebeuren. Je kunt zijn blootgesteld aan
straling van externe stralingsbron. In dit geval spreek je over bestraling. Dit gebeurt
, bijvoorbeeld bij het maken van een röntgenfoto. De bron bevindt zich buiten jouw
lichaam.
5.2 Kernreacties
De kernen van atomen bestaan uit twee soorten deeltjes: protonen, met een postieve
elementaire lading +e, en neutronen, die geen lading hebben. In de elektronenwolk
rond de kern bewegen de elektronen, elk met een negatieve elementaire lading –e. Een
atoom is elektrisch neutraal omdat het aantal protonen in de kern gelijk is aan het
aantal elektronen in de wolk rondom de kern.
Het aantal protonen in de kern noem je het atoomnummer en geef je aan met een Z.
Het aantal neutronen geef je aan met een N. Het totaal aantal kerndeeltjes geef je aan
met A en noem je het massagetal. 𝐴 = 𝑁 + 𝑍
Je volgt een bepaalde schrijfwijze om kernen te noteren. Je schrijft het massagetal A en
het atoomnummer Z vóór het symbool van het element, A linksboven en Z linksonder:
𝑋
Het aantal protonen in de kern bepaalt de atoomsoort. Het aantal neutronen in de kern
kan verschillend zijn. Kernen van één element heten isotopen. Ze verschillen dus alleen
in het aantal neutronen en de massa.
Van een groot aantal elementen zijn soms wel tien of meer isotopen bekend. Je kunt ze
vaak niet op aarde vinden, omdat ze instabiel zijn. Instabiele atoomkernen zijn
radioactief: onder het uitzenden van straling verandert zo'n atoom in een ander
element. De halveringstijd geeft aan in welke tijd de helft van het aantal radioactieve
kernen vervalt (𝑡 / ).
Het vervallen gebeurt door het uitzenden van alfa of beta deeltjes of gamma-straling.
Als een instabiel kern vervalt, schiet een alfa of beta deeltje uit de kern, en van ook
gamma straling. In het plaatje is een alfa verval weergegeven. Een alfa-deeltje bestaat
uit twee neutronen en twee protonen. Als je in Binas tabel 25A kijkt, zie dat het een
heliumkern is. Uranium is een element dat α-straling uitzendt. Bij α-verval vermindert Z
De afstandsbediening van je tv heeft aan de voorkant een infraroodled. Je oog is niet
gevoelig voor deze straling, je kunt hem dus niet zien. Als je in het donker via de camera
van je telefoon naar de led kijkt en op de knop van de afstandsbediening drukt, zie je de
infraroodled op het scherm van je telefoon wel knipperen. Infrarode straling is, net als
zichtbaar licht, een vorm van elektromagnetische straling. Je hebt allemaal
verschillende soorten em-straling: radiogolven, microgolven, infrarood, zichtbaar licht,
ultraviolet, röntgenstraling en gammastraling. Dit kan je ook terugvinden in Binas tabel
19B.
Elektromagnetische straling wordt overgedragen in energiepakketjes, fotonen. Voor
radiogolven hebben de fotonen weinig energie en zijn ze ongevaarlijk voor je. Van
ultravioletstraling word je bruin.
De fotonen van röntgenstraling hebben veel energie en gaan voor een groot gedeelte
door je lichaam heen. Met behulp van röntgenstraling kun je een röntgenfoto van je
inwendige maken zonder dat er een operatie nodig is. Botten houden meer straling
tegen waardoor de foto daar wit blijft. Zacht weefsel laat meer straling door, waardoor
de foto donker kleurt.
De energie van röntgen- en gammafotonen is zo hoog dat ze ongewenste veranderingen
in je lichaamscellen kan veroorzaken. Deze straling is dus gevaarlijk.
Röntgen, Becquerel, Rutherford en Curie waren de meest bekende onderzoekers naar
atomen. Zij ontdekten dat straling atomen kan ioniseren. Hierbij verliest het atoom een
of meer elektronen. Er zijn stoffen die van nature ioniserende straling uitzenden. Deze
stoffen noem je radioactieve stoffen.
In 1898 stelde Rutherford vast dat de ioniserende straling uit twee soorten deeltjes
bestaat. Hij noemde deze alfa- en bètadeeltjes (α en β). Deze deeltjes hebben massa en
zijn geladen. Hij ontdekte ook dat α-straling veel gemakkelijker is te stoppen dan β-
straling. In 1900 toonde hij aan dat er nog een derde soort straling uit radioactief
materiaal kan komen. Deze straling bestaat niet uit een deeltje met massa en is ook
ongeladen. Hij noemde het gammastraling (γ). De fotonen van γ-straling hebben meer
energie dan de fotonen van röntgenstraling. γ-straling is door haar hogere energie
gevaarlijker dan röntgenstraling. Al vrij snel was het voor de onderzoekers duidelijk dat
deze straling uit de kernen van atomen komt. Zij hadden niet meteen door dat al deze
soorten straling gevaarlijk zijn voor levend weefsel.
Met een geigermüllerteller (gm-teller) kan je straling meten.
Voor ioniserende straling geldt:
- Als de afstand tot de bron groter is, is de straling zwakker. Er geldt een omgekeerd
,kwadratische verbrand: bij een driemaal zo grote afstand is er een negenmaal zo
zwakke straling.
Bij ioniserende straling neemt de intensiteit van de straling ook af doordat de straling
energie kwijtraakt door ionisaties, totdat de energie te klein is om nog te ioniseren:
- Hoe groter de afstand door een stof, hoe zwakker de straling
- Hoe diep de ioniserende straling door kan dringen hangt af van de soort stof: dit noem
je het doordringend vermogen
- Het ioniserend vermogen geeft aan hoe goed de straling in staat is atomen te
ioniseren. Röntgenstraling heeft een zwak ioniserend vermogen en gammastraling heeft
een sterker ioniserend vermogen. De fotonen van andere straling hebben te weinig
energie om te kunnen ioniseren.
Natuurlijke bronnen zenden straling uit die altijd in onze omgeving aanwezig is:
- Kosmische straling is afkomstig uit de zon en sterren. Ze bestaan onder andere uit
snelle deeltjes en ook röntgen-, gamma- en uv-straling. De atmosfeer adsorbeert veel
straling, zodat maar een klein deel van die straling het aardoppervlak bereikt.
- Aardse straling komt vooral uit graniet en gesteenten met uranium en radium. Tot de
aardse bronnen behoren ook bakstenen en bouwmaterialen, gemaakt uit klei en gips,
die van nature radioactieve stoffen bevatten.
- Voedsel bevat een heel lage concentratie radioactieve stoffen.
Kunstmatige bronnen zijn door mensen gemaakt:
- Bestralingsapparatuur in ziekenhuizen
- Röntgenapparaten bij tandartsen en in ziekenhuizen
- Rookmelders, die een zeer kleine hoeveelheid radioactieve stof kunnen bevatten
- Kerncentrales, waarin radioactief materiaal aanwezig is
- Tracers, radioactieve stoffen die een arts in het menselijk lichaam inbrengt waarna
zichtbaar is hoe ze zich door het lichaam verspreiden
- Kernwapens, die direct stralen tijdens de ontploffing en indirect via de verspreiding
van brokstukjes radioactief materiaal
Alle stralingsbronnen samen veroorzaken in je omgeving een permanente hoeveelheid
straling: de achtergrondstraling.
Blootstelling aan straling kan op twee manieren gebeuren. Je kunt zijn blootgesteld aan
straling van externe stralingsbron. In dit geval spreek je over bestraling. Dit gebeurt
, bijvoorbeeld bij het maken van een röntgenfoto. De bron bevindt zich buiten jouw
lichaam.
5.2 Kernreacties
De kernen van atomen bestaan uit twee soorten deeltjes: protonen, met een postieve
elementaire lading +e, en neutronen, die geen lading hebben. In de elektronenwolk
rond de kern bewegen de elektronen, elk met een negatieve elementaire lading –e. Een
atoom is elektrisch neutraal omdat het aantal protonen in de kern gelijk is aan het
aantal elektronen in de wolk rondom de kern.
Het aantal protonen in de kern noem je het atoomnummer en geef je aan met een Z.
Het aantal neutronen geef je aan met een N. Het totaal aantal kerndeeltjes geef je aan
met A en noem je het massagetal. 𝐴 = 𝑁 + 𝑍
Je volgt een bepaalde schrijfwijze om kernen te noteren. Je schrijft het massagetal A en
het atoomnummer Z vóór het symbool van het element, A linksboven en Z linksonder:
𝑋
Het aantal protonen in de kern bepaalt de atoomsoort. Het aantal neutronen in de kern
kan verschillend zijn. Kernen van één element heten isotopen. Ze verschillen dus alleen
in het aantal neutronen en de massa.
Van een groot aantal elementen zijn soms wel tien of meer isotopen bekend. Je kunt ze
vaak niet op aarde vinden, omdat ze instabiel zijn. Instabiele atoomkernen zijn
radioactief: onder het uitzenden van straling verandert zo'n atoom in een ander
element. De halveringstijd geeft aan in welke tijd de helft van het aantal radioactieve
kernen vervalt (𝑡 / ).
Het vervallen gebeurt door het uitzenden van alfa of beta deeltjes of gamma-straling.
Als een instabiel kern vervalt, schiet een alfa of beta deeltje uit de kern, en van ook
gamma straling. In het plaatje is een alfa verval weergegeven. Een alfa-deeltje bestaat
uit twee neutronen en twee protonen. Als je in Binas tabel 25A kijkt, zie dat het een
heliumkern is. Uranium is een element dat α-straling uitzendt. Bij α-verval vermindert Z
