Opgave
Tegenwoordig maakt men hartfoto's met een zogenaamde gammacamera. Een gammacamera heeft een film die gevoelig is voor γ-straling. Enige tijd voordat de foto gemaakt wordt, spuit men bij de patiënt een oplossing van kaliumchloride in. Een deel van het kalium bestaat uit de isotoop K-43 dat als tracer dienst doet. Kalium, dus ook K-43, wordt beter opgenomen door goed werkende hartspieren dan door slecht werkende hartspieren. In figuur 1 is links een opname te zien van een goed werkende hartspier en rechts een opname van een slecht werkende hartspier.
In tabel 1 staan gegevens van twee isotopen, kalium-43 en thallium-201.
Naast γ-straling wordt door de isotoop K 43 ook β-straling uitgezonden.
a) Geef de vergelijking van dit β-verval.
De uitgezonden β-straling zorgt voor een extra stralingsbelasting van het hart. We nemen aan dat van deze straling 80% door het hart wordt geabsorbeerd. We gaan er verder van uit dat gedurende twee uur de gemiddelde activiteit van het ingespoten kalium 1,2 MBq is. De massa van het hart bedraagt 280 g. De stralingsdosis is de energie die door één kg bestraalde massa wordt geabsorbeerd.
b) Bereken de stralingsdosis die het hart in deze periode van twee uur ontvangt ten gevolge van de β-straling.
In een periode van 66 uur na het inspuiten is een bepaald percentage van het isotoop K-43 vervallen.
c) Bereken dit percentage.
Voor hartonderzoek gebruikt men tegenwoordig de isotoop TI-201. Zie tabel 1. TI-201 wordt even goed door het hart opgenomen als K-43.
d) Noem één voordeel en één nadeel van het gebruik van de TI-isotoop ten opzichte van de K-isotoop. Geef zowel bij het voordeel als bij het nadeel een toelichting.
Uitwerking vraag (a)
4319K → 4320Ca + 0-1e (+ γ)
Uitwerking vraag (b)
Uitkomst: D = 3,3.10-3 Gy.
• Per seconde vinden er 1,2.106 vervalreacties plaats.
• Per seconde komt 1,2.106 * 830.103 * 1,602.10-19 = 1,60.10-6 J energie vrij.
• In twee uur is dat 7200 * 1,60.10-7 = 1,15.10-3 J.
• Door het hart wordt 0,80 * 1,15.10-3 = 9,20.10-4 J opgenomen.
Uitwerking vraag (c)
Uitkomst: Het percentage vervallen kernen is gelijk aan 88%.
• 66 uur correspondeert met 3 halveringstijden.
• Het percentage radioactieve kernen dat over is, is gelijk aan (0,5)3 * 100% = 12,5%.
• Het percentage vervallen kernen is dus gelijk aan 100 - 12,5 = 88%.
Uitwerking vraag (d)
Voorbeeld van een voordeel:
• Tl zendt geen β-straling uit zodat er minder stralingsbelasting is.
Voorbeeld van een nadeel:
• Tl heeft een langere halveringstijd zodat een patiënt langer blootstaat aan straling.
