Eduqaleeromgeving
5 havoLeeromgeving Natuurkunde · 5 havo H10 Medische beeldvorming
0%
Leeromgeving›Natuurkunde›5 havo›H10 Medische beeldvorming›10.3a
Hoofdstuk 10 · Les 4 van 6

Stralingsdosis en equivalente dosis

Een loden schort beschermt de radioloog. Maar hoeveel straling krijg je eigenlijk binnen, en hoe schadelijk is dat? Daarvoor zijn de stralingsdosis en de equivalente dosis.

25 min

Na deze les kun je

  • uitleggen hoe ioniserende straling schade veroorzaakt
  • de stralingsdosis D berekenen
  • de equivalente dosis H berekenen met de stralingsweegfactor

Dit weet je al

Alfa-, bèta- en gammastraling (4 havo, hoofdstuk 5); elektronvolt (les 10.1a).

Schade door straling

Ioniserende straling laat een spoor van ionen achter in het weefsel. Daardoor kunnen organische moleculen zoals DNA beschadigen.

  • De cel kan de schade herstellen, of doodgaan.
  • Een beschadigde cel kan zich verkeerd gaan delen: er kan een tumor ontstaan.
  • Bij radiotherapie gebruik je juist een hoge dosis (20 tot 80 Gy, in porties van 2 Gy) om tumorcellen te doden.

Stralingsdosis

D=Em\displaystyle D = \frac{E}{m}BinasDD: geabsorbeerde dosis in gray (Gy = J/kg), EE: geabsorbeerde stralingsenergie (J), mm: massa van het bestraalde weefsel (kg). Binas 35E3.

Komen er NN deeltjes met elk energie EdE_d in het weefsel, dan is E=N⋅EdE = N \cdot E_d. Deeltjesenergieën staan in Binas 25A, in MeV. Reken om: 1 MeV=1,602⋅10−131\ \text{MeV} = 1{,}602 \cdot 10^{-13} J.

Equivalente dosis

De schade hangt ook af van de soort straling. Alfadeeltjes ioniseren veel sterker en zijn schadelijker.

H=wR⋅D\displaystyle H = w_R \cdot DBinasHH: equivalente dosis in sievert (Sv = J/kg), wRw_R: stralingsweegfactor (geen eenheid), DD: dosis (Gy). Binas 35E3; weegfactoren in Binas 27D3.
soort straling wRw_R
alfa 20
bèta, gamma, röntgen 1
protonen 2 tot 5
neutronen 5 tot 20, afhankelijk van de energie
✎Voorbeeld 1: energie uit de dosis

Van een bot van 0,20 kg maak je een röntgenfoto. De geabsorbeerde dosis is 21 μGy. Bereken de geabsorbeerde energie.

E=D⋅m=21⋅10−6×0,20=4,2⋅10−6 J\begin{aligned} E &= D \cdot m \\ &= 21 \cdot 10^{-6} \times 0{,}20 \\ &= 4{,}2 \cdot 10^{-6}\ \text{J} \end{aligned}
✎Voorbeeld 2: equivalente dosis in een hand

Een verpleegkundige houdt een I-131-bron 20 s vast. Haar hand (0,50 kg) wordt door 35 bètadeeltjes per seconde getroffen, elk met 0,60 MeV. Bereken H.

Ed=0,60×1,602⋅10−13=9,6⋅10−14 J\begin{aligned} E_d &= 0{,}60 \times 1{,}602 \cdot 10^{-13} \\ &= 9{,}6 \cdot 10^{-14}\ \text{J} \end{aligned}
E=N⋅Ed=35×20×9,6⋅10−14=6,7⋅10−11 J\begin{aligned} E &= N \cdot E_d \\ &= 35 \times 20 \times 9{,}6 \cdot 10^{-14} \\ &= 6{,}7 \cdot 10^{-11}\ \text{J} \end{aligned}
D=Em=6,7⋅10−110,50=1,3⋅10−10 Gy\begin{aligned} D &= \frac{E}{m} \\ &= \frac{6{,}7 \cdot 10^{-11}}{0{,}50} \\ &= 1{,}3 \cdot 10^{-10}\ \text{Gy} \end{aligned}
H=wR⋅D=1×1,3⋅10−10=1,3⋅10−10 Sv\begin{aligned} H &= w_R \cdot D \\ &= 1 \times 1{,}3 \cdot 10^{-10} \\ &= 1{,}3 \cdot 10^{-10}\ \text{Sv} \end{aligned}
!Massa van het bestraalde deel

Gebruik voor mm de massa van het weefsel dat de straling absorbeert, niet de massa van het hele lichaam (tenzij het hele lichaam wordt bestraald).

Even controleren

Snap je het?

Een orgaan van 1,5 kg absorbeert 3,0 mJ alfastraling. Bereken D en H.

Wat is het verschil tussen gray en sievert?

↗Hoe hangt dit samen?

In de volgende les weeg je ook de gevoeligheid van organen en zie je hoe je je beschermt.

Klaar met deze les? Zet hem op gelezen; je voortgang staat rechtsboven.