Stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

1
Stralingsbeschermingdeskundigheidsniveau 5

• Frits Pleiter

2
Indeling

• atoom- en kernfysica (1)
• wisselwerking (3)
• röntgentoestel (2)
• afscherming (3)
• detectie (4)
• radiobiologie (6)
• het objectieve risico van straling (6)
• subjectieve risicoacceptatie (6)
• grootheden en eenheden (5)
• wet- en regelgeving (7)
• praktische stralingshygiëne (8 - 10)
• afval (11)

3
Atoom- en kernfysicaatoombouw

• AZsymbool
• Z elektronen
• Z protonen
• N neutronen
• N ? Z
• A Z N ? 2Z
• protonmassa ? 2000 ? elektronmassa
• atoommassa ? kernmassa

4
Atoom- en kernfysicaatoombouw

• elektronen groeperen in schillen
• energietoevoer
• ? excitatie en ionisatie
• ? lege plaatsen in schil
• eenheid van energie
• joule (J)
• elektronvolt (eV)
• 1 eV 1,6?10-19 J

5
Atoom- en kernfysicaatoombouw

• lege plaats wordt opgevuld
• ? röntgen-foton
• EK BK - BL
• Auger-elektron
• EKLL BK - BL - BL
• lage Z Auger-emissie dominant
• hoge Z röntgen-emissie dominant
• dit zijn concurrerende processen

6
Atoom- en kernfysicaperiodiek systeem van
Mendelejev
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg 112 114
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
7
Atoom- en kernfysicanuclidenkaart

• isotopen gelijke Z
• isobaren gelijke A
• isomeren gelijke A en Z

8
Atoom- en kernfysicawiskundig intermezzo

• optellen
• 8 5 3 optellen
• inverse funcie
• 8 ? 3 ? ? 8 - 3 aftrekken
• 8 5 ? ? ? 8 5 aftrekken
• vermenigvuldigen
• 15 5 ? 3 vermenigvuldigen
• inverse functie
• 15 ? ? 3 ? ? 15 / 3 delen
• 15 5 ? ? ? ? 15 / 5 delen

9
Atoom- en kernfysicawiskundig intermezzo

• machtsverheffen
• 9 32 machtsverheffen
• er zijn twee inverse functies
• 9 ? 2 ? ? 2?9 worteltrekken
• 9 3 ? ? ? 3log(9) logaritme nemen
• we noemen 3 het grondtal van de logaritme
• de natuurlijke logaritme heeft grondtal e
  2,71828182847...
• we schrijven de natuurlijke logaritme als ln(x)

10
Atoom- en kernfysicawiskundig intermezzo

• logaritme
• 23 ? 25 28
• 3 2log(23)
• 5 2log(25)
• 8 2log(28) ? 3 5 8
• 2log(23) 2log(25) 2log(28)
• 2log(23 ? 25)
• algemeen geldt xlog(a) xlog(b) xlog(a ? b)
• met de logaritme kun je vermenigvuldigen met een
  duimstok

11
Atoom- en kernfysicaenkel-logaritmisch
grafiekpapier
12
Atoom- en kernfysicadubbel-logaritmisch
grafiekpapier

• gelijke afstand
• betekent een
• gelijke factor

13
Atoom- en kernfysicaradioactief verval

• eenheid van activiteit
• becquerel (Bq)
• curie (Ci)
• 1 Bq 1 verval per seconde
• 1 Ci activiteit van 1 gram Ra
• 3,7?1010 Bq
• halveringstijd T½ is de tijd
• waarin de helft van de
• activiteit vervalt

14
Atoom- en kernfysicavoorvoegsels

• milli (m) 10-3
• micro (µ) 10-6
• nano (n) 10-9
• pico (p) 10-12
• kilo (k) 103
• mega (M) 106
• giga (G) 109
• tera (T) 1012

15
Atoom- en kernfysica?--verval

• ?Z 1
• ?A 0

16
Atoom- en kernfysica?--verval
gemiddelde ?-energie ltE?gt ? E?,max / 3
17
Atoom- en kernfysica?-verval

• ?Z -1
• ?A 0
• ? e- ? 2? annihilatie
• E? mec2 511 keV

18
Atoom- en kernfysicaelektronvangst

• ?Z -1
• ?A 0
• gat in elektronschil wordt opgevuld
• ? röntgen-foton
• Auger-elektron

19
Atoom- en kernfysica?-verval

• ?Z -2
• ?A -4
• ?-deeltje 4He-kern
• riskant
• strenge wettelijke normen

20
Atoom- en kernfysica?-verval en interne conversie

• ?Z 0
• ?M 0
• kern stoot overtollige energie af
• ? ?-foton
• conversie-elektron

21
Atoom- en kernfysica?-verval en interne conversie

• dit zijn concurrerende processen

22
Atoom- en kernfysicakernsplijting

• A ? A1 A2 neutronen energie
• A1 ? 95
• A2 ? 140
• energie ? 200 MeV
• voorbeelden 23892U ? 9837Rb 13755Cs 3n
• 23592U n ? 9036Kr 14456Ba 2n

23
Atoom- en kernfysicavervalschema