Opgave
Lees onderstaand artikel.
In het artikel wordt een kernreactie weergegeven.
a) Geef de reactievergelijking van deze kernreactie.
Stel dat in een tumor met een massa van 1,2 g op deze manier 7,2x 10 12 boriumkernen reageren. Het lithiumdeeltje en alpha-deeltje die bij de reactie vrijkomen, hebben samen een energie van 2,35 MeV. Deze energie wordt geabsorbeerd binnen de tumor. De stralingsdosis is de geabsorbeerde hoeveelheid energie per kilogram bestraald weefsel.
b) Bereken de stralingsdosis die deze tumor ontvangt.
c) Leg met behulp van de informatie in het artikel uit waarom bij neutronenbestraling vooral de tumorcellen worden vernietigd.
Bij een andere methode die tot nu toe veel wordt toegepast, bestraalt men de patient van buitenaf met gamma-straling.
Veronderstel dat men met beide methodes een even grote stralingsdosis kan toedienen aan een bepaalde tumor.
d) Leg uit of bij de methode die in het artikel beschreven wordt het het dosisequivalent voor de tumor groter is dan, kleiner is dan, of gelijk is aan het dosisequivalent bij gamma-bestraling.
Uitwerking vraag (a)
- Het alpha-deeltje heeft massagetal 4 en als lading 2 en het neutron 1 en 0 respectievelijk.
- Borium heeft als lading 5 en Lithium heeft lading 3 (BINAS).
- Hierdoor wordt (om het totaal aan massagetal gelijk te krijgen) het massagetal van het Lithium-atoom gelijk aan 7.
- Dus:
Uitwerking vraag (b)
- 2,35 MeV komt overeen met 3,8x10-13 J
- Er komt in totaal 7,2x 10 12 x3,8x 10 -13 J = 2,7 J aan energie vrij.
- Dit wordt verdeeld over 1,2 g = 1,2x 10 -3 kg weefsel.
- De stralingsdosis wordt dus: 2,7/(1,2x 10 -3 ) =2,3x 10 3 J/kg
Uitwerking vraag (c)
- De neutronen zijn langzaam en richten op weg naar de tumor dus weinig schade aan.
- Voor de reactie is borium nodig.
- De tumor neemt het borium veel beter op dan de rest van het lichaam.
- De reactie vindt dus vooral in de tumor plaats, waardoor (de dracht van de deeltjes is maar 10 micrometer) de energie bijna alleen maar in de tumor wordt afgegeven.
Uitwerking vraag (d)
- De weegfactor voor gamma-straling (1) is een stuk kleiner dan die van het alpha-deeltje (20) en het Lithium-deeltje.
- Hierdoor zorgt een zelfde stralingsdosis met neutronenstraling voor een stuk hoger dosis-equivalent dan de gamma-straling.
