Gratis verzending vanaf 30 euro
Binnen 2 werkdagen in huis
100.000+ leerlingen gingen je voor

Bestraling en besmetting

Je hebt het vast wel eens gezien in het ziekenhuis: een röntgenfoto van een gebroken arm. Dit is een voorbeeld van bestraling. Het helpt doktoren om een beter beeld te krijgen van de breuk en het geeft een scherp beeld van hoe het bot er precies aan toe is. Maar wat is er precies aan de hand bij besmetting? En nee, dan hebben we het niet over een besmetting met een verkoudheidsvirus, maar over radioactieve besmetting. In dit artikel leggen we je daarom alles uit over het verschil tussen bestraling en besmetting.

Bestraling en besmetting

Wat is bestraling?

Wat is bestraling?

Bij bestraling wordt er ioniserende straling op het menselijk lichaam gericht, met als doel om informatie uit het lichaam te krijgen of om een bepaalde impact op cellen in het lichaam uit te oefenen. De stralingsbron bevindt zich buiten het lichaam. Bestraling wordt veelvuldig ingezet in de medische wereld. Hieronder hebben we een aantal voorbeelden van bestraling op een rijtje gezet:

Het bestralen van kwaadaardige cellen

Door de straling te richten op kwaadaardige cellen, kunnen deze cellen zodanig worden aangetast dat ze zich niet meer kunnen delen of zelfs geheel afsterven. Het nadeel hiervan is dat ook de gezonde cellen worden aangetast. Echter, deze cellen herstellen over het algemeen beter dan kwaadaardige cellen. Hierdoor kunnen de kwaadaardige cellen worden gedood, terwijl het merendeel van de goedaardige cellen in leven blijft.

Bestraling voor het maken van een inwendige foto

Er zijn verschillende manieren om een inwendige foto van het lichaam te maken. Bijna allemaal maken ze gebruik van straling. Zo worden röntgenfoto's gemaakt door een grote hoeveelheid röntgenstraling af te schieten op een bepaald lichaamsdeel. Net als zichtbaar licht kan deze röntgenstraling makkelijker door bepaalde materialen heen gaan dan door andere. Doordat botten zwaarder zijn dan de huid, heeft röntgenstraling meer moeite om door botten heen te komen. Hierdoor heeft het bot een andere kleur op een röntgenfoto dan de huid.

Daarnaast kan er met röntgenstraling een 3D-beeld worden gemaakt. Bij deze CT-scan wordt een patiënt in een cilindervormige buis gelegd. In deze buis wordt van alle kanten door de patiënt heen gestraald. Doordat de straling van alle kanten wordt gemeten, ontstaat er een 3D-beeld. Het nadeel hiervan is dat de patiënt wordt blootgesteld aan een hoge hoeveelheid röntgenstraling. Om deze reden mogen er ook maar een beperkt aantal CT-scans en röntgenfoto's per persoon per jaar worden gemaakt.

Wat is besmetting?

Wat is besmetting?

Er wordt gesproken van besmetting wanneer de stralingsbron zich in of op het menselijk lichaam bevindt, waardoor de betreffende persoon ioniserende straling uitstraalt. Besmetting wordt, net zoals straling, veel gebruikt voor de medische beeldvorming. Ook besmetting heeft in de medische wereld als doel om informatie uit het lichaam te krijgen.

Er zijn twee soorten besmettingen:

  • Interne besmetting
  • Externe besmetting 

Bij interne besmetting bevindt de stralingsbron zich in het menselijk lichaam en bij externe besmetting bevindt de stralingsbron zich juist op het menselijk lichaam. Het voordeel van externe besmetting is dat de stralingsbron vaak nog van het lichaam af te halen is. Dit kan bijvoorbeeld worden gedaan door het eraf te wassen. Bij interne besmetting daarentegen is dit niet mogelijk. Dit soort besmettingen zijn vele malen gevaarlijker, omdat de persoon zelf de stralingsbron wordt en er daardoor niet vanaf kan komen. Het gevolg hiervan is dat de stralingsbron voor een langere tijd het lichaam kan bestralen, wat zeer schadelijk is.

Nucleaire diagnostiek

Bij nucleaire diagnostiek wordt een radioactieve stof, een tracer, in het lichaam gebracht via een injectie of door middel van voedsel. Dit soort diagnostiek is een goed voorbeeld van besmetting.

Nucleaire diagnostiek wordt toegepast om naar een specifiek orgaan te kunnen kijken. Hiervoor wordt een tracer gebonden aan een molecuul die naar het specifieke orgaan leidt. Zodra de tracer in het orgaan aanwezig is, kan zijn straling worden gemeten. Om de hoeveelheid straling uit de verschillende delen van het orgaan te bekijken, wordt er gebruikgemaakt van een gammacamera. Op basis van een 3D-afbeelding kunnen de doktoren vervolgens beoordelen of het orgaan gezond is. 

In de nucleaire diagnostiek wordt er altijd gebruikgemaakt van een tracer met een lage halveringstijd. Dat betekent dat er in korte tijd veel wordt uitgestraald. Op die manier kan er vrij snel een 3D-afbeelding worden gemaakt en heeft de patiënt niet onnodig lang last van radioactieve stoffen in het lichaam.

Wat is het verschil tussen bestraling en besmetting?

Wat is het verschil tussen bestraling en besmetting?

Het grote verschil tussen bestraling en besmetting is de plaats waar de radioactieve stof (de stralingsbron) zich bevindt. Bij bestraling bevindt de stralingsbron zich namelijk buiten het lichaam en bij besmetting bevindt de stralingsbron zich juist in of op het lichaam.

De mens kan zich tegen bestraling beschermen door zich af te zonderen van de stralingsbron. Denk hierbij aan het gebruiken van beschermend materiaal tussen het lichaam en de stralingsbron. Hoe lager de halveringsdikte van een materiaal, hoe meer straling dit materiaal tegenhoudt. Doordat de stralingsbron zich bij bestraling buiten het lichaam bevindt, kan men zich gemakkelijker tegen bestraling beschermen dan tegen besmetting.

Bij besmetting bevindt de stralingsbron zich vaak in het lichaam, waardoor het erg lastig is om deze straling te stoppen. Wanneer de stralingsbron zich op het lichaam bevindt, kan deze er vaak nog vanaf worden gewassen.

Video

Wil je meer weten over het verschil tussen bestraling en besmetting? Kijk dan deze video.

 

Wat is het risico van straling?

Wat is het risico van straling?

Straling kan schadelijke effecten hebben op de cellen in het menselijk lichaam. Wanneer de alfa-, bèta- of gammastraling in het menselijk lichaam terechtkomt, kan dit daarbij atomen aantasten (bijvoorbeeld ioniseren). Hierdoor kunnen de eigenschappen van deze atomen veranderen, waardoor ze zich anders gaan gedragen. Dit heeft als gevolg dat de cellen in het lichaam ontregeld kunnen raken met schade tot gevolg. Kortom: aan hoe meer straling een mens wordt blootgesteld, hoe erger de cellen beschadigd kunnen raken en hoe groter de totale schade wordt. 

Doordat het soms onvermijdelijk is om een persoon te bestralen, dient de schade wel te worden beperkt. Daarvoor zijn er stralingsbeschermingsnormen opgesteld. 

Wat zijn stralingsbeschermingsnormen?

Stralingsbeschermingsnormen geven aan hoeveel straling een mens kan hebben zonder dat het blijvende schade aanricht. Zo vermelden de stralingsbeschermingsnormen de gevolgen van bepaalde hoeveelheden straling. Ook wordt er gespecificeerd aan hoeveel straling iemand kan worden blootgesteld per leeftijdsgroep per jaar, zonder dat er schade wordt opgelopen.

Ondanks dat straling slecht is voor de organen in het menselijk lichaam, zit er wel een verschil in hoeveel last een bepaald orgaan van straling kan hebben. Daarom staat er in de stralingsbeschermingsnormen opgenomen wat de toegestane hoeveelheid dosis straling per orgaan is. Daarnaast wordt er in de normen duidelijk gemaakt wat de toegestane dosis per soort straling is. Naast alfa- bèta- en gammastraling bestaat er namelijk ook nog straling van neutronen of protonen.

Hoe reken je met straling?

Hoe reken je met straling?

Het is mogelijk om de hoeveelheid opgenomen straling en het effect daarvan te berekenen. Op deze manier kun je kijken of het lichaam schade heeft opgelopen door de straling.

Ten eerste is het handig om te weten hoeveel energie aan straling er is opgenomen. Dit is te berekenen met de volgende formule:

EA · t · Edeeltje

Hierbij is:

  • E de totale opgenomen energie in joule.
  • A de activiteit in becquerel.
  • de tijd in seconden.
  • Edeeltje de energie van een gestraald deeltje

Wanneer je goed naar de formule kijkt, zie je dat hij vrij logisch is opgebouwd. De activiteit A geeft namelijk aan hoeveel deeltjes per seconde vervallen. Als je dat vermenigvuldigt met de tijd t waarin het lichaam is blootgesteld aan straling, krijg je de totale hoeveelheid aan blootgestelde deeltjesstraling. Door de totale hoeveelheid aan blootgestelde deeltjesstraling weer te vermenigvuldigen met de energie van elk deeltje straling, krijg je de totale energie aan straling die is opgenomen.

De energie van het opgenomen deeltje is afhankelijk van welk radioactief atoom er is vervallen en van wat voor verval er heeft plaatsgevonden. Zo vervalt Uranium-234 via alfaverval met een energie van 4,37MeV, maar vervalt Palladium-234 via bètaverval met een energie van 2,2MeV. Voor het berekenen van de opgenomen energie E is het altijd van belang om de vervalenergie om te rekenen naar joule.

Opgenomen dosis straling

De straling die door een mens wordt opgenomen is niet voor iedereen even schadelijk. Hoeveel schade er wordt aangericht door de opgenomen straling is namelijk afhankelijk van de massa van de persoon die het opneemt. De formule voor de opgenomen dosis straling is:

Formule voor opgenomen dosis straling

Hierbij is:

  • D de dosis in Gray.
  • E de opgenomen stralingsenergie in joule.
  • m de massa in kilogram.

Dit betekent dat een persoon met een grotere massa minder effect voelt van dezelfde opgenomen stralingsenergie. De straling dient immers over een groter oppervlak te worden verdeeld.

Echter, je weet nog niet precies hoe schadelijk de opgenomen straling is als je alleen de dosis weet. En zelfs niet als je de relatieve dosis weet (in verhouding tot iemands massa). Daarvoor ontbreekt nog één element: de dosisequivalent. Dit zegt iets over hoeveelheid ontvangen dosis straling. Hier moet je rekening mee houden omdat niet alle straling even slecht is voor het menselijk lichaam.

De dosisequivalent wordt berekend door de volgende formule:

Hwr · D

Hierbij is:

  • H het dosisequivalent in Sievert
  • wr de weegfactor (zonder eenheid) 
  • D de dosis in Gray

Gammastraling in Tsjernobyl

De weegfactor is afhankelijk van het type straling dat is opgenomen. Voor bèta- en gammastraling is de weegfactor gelijk aan 1 en voor alfastraling is dit gelijk aan 20. Hier kun je aan merken hoe schadelijk alfastraling voor de mens is.

Hieronder staat een voorbeeld waarin alle bovenstaande formules voorkomen:

Voorbeeld

Een persoon met een massa van 80 kg wordt 2 minuten lang blootgesteld aan een blokje Thorium-233 met een activiteit van 1,00 · 1012Bq. Wat is het dosisequivalent aan energie waar deze persoon aan is blootgesteld?

De persoon wordt 2 minuten, ofwel 120 seconden blootgesteld. Wanneer je het verval van Thorium opzoekt, zie je dat het vervalt onder bètaverval, met een energie van 1,23MeV. Dat staat gelijk aan 1,97067726 · 10-13 = 23,6 J.

De dosis is daarmee:

Toegepaste formule voor dosis straling

 

Aangezien bètaverval een weegfactor heeft van 1, is het dosisequivalent gelijk aan Hwr · D = 1 · 0,30 = 0,30 Sv

Het dosisequivalent wordt ook vaak uitgedrukt in millisievert (mSv).

Video

Wil je meer weten over het rekenen met straling? Kijk dan deze video van natuurkundedocent Meneer Wietsma.

6 Items

Set Descending Direction
per pagina

Ontvang exclusieve tips in het examenjaar

Graag helpen we jou in het examenjaar richting je diploma!
Zit jij in je examenjaar en wil jij slagen? Schrijf je dan in voor:

Exclusieve tips
De geheimen van het eindexamen
Een template voor jouw leerplanning
Dat extra zetje in de rug

Ik ben
© 2024 ExamenOverzicht.nl