Icon up Overzicht

Verontreinigd technetium (HAVO examen, 2018-1, opg 4)

Onderwerp: Ioniserende straling, radioactiviteit

Examenopgave HAVO, natuurkunde, 2018 tijdvak 1, opgave 4: Verontreinigd technetium

Technetium-99m wordt in ziekenhuizen gebruikt als tracer. Het Tc-99m dat daar voor nodig is, wordt in het ziekenhuis zelf geproduceerd. Tc-99m is een vervalproduct van molybdeen-99. Tc-99m is metastabiel. Dit betekent dat de protonen en neutronen in de kern van een Tc-99m atoom zich nog kunnen herschikken tot een toestand met minder energie.

Opgaven

a) Geef de vergelijking van de vervalreactie waarbij Tc-99m ontstaat.

b) Leg uit of er bij het gebruik van een tracer voor de patiënt sprake is van
bestraling of van besmetting.

In het ziekenhuis wordt het Tc-99m van het Mo-99 gescheiden. Tijdens dit scheidingsproces blijft er Mo-99 in de oplossing van het Tc-99m achter. Deze verontreiniging van het Tc-99m is ongewenst, omdat Mo-99 bètastraling uitzendt.
Volgens wettelijke eisen mag de activiteit van de Mo-99 verontreiniging maximaal 0,15 kBq zijn per 1,0 MBq activiteit van het Tc-99m.

De verhouding van activiteiten is te berekenen met:

c) Bereken hoeveel Mo-99-kernen er maximaal per miljoen Tc-99m-kernen mogen voorkomen.

Het geproduceerde Tc-99m wordt bewaard in potten gemaakt van 6,0 mm dik lood. In een pot ontstaat de volgende straling:

  • gammafotonen, met een energie van 0,1 MeV, uitgezonden door Tc-99m;
  • bètadeeltjes, uitgezonden door Mo-99;
  • gammafotonen, met een energie van 1,0 MeV, uitgezonden door Mo-99.

d) Geef een reden waarom de bètadeeltjes, uitgezonden door Mo-99, niet
buiten de pot gedetecteerd kunnen worden.

De intensiteit van de gammastraling van het Tc-99m buiten de pot is relatief klein.
Het percentage van de oorspronkelijke intensiteit dat aan de buitenkant van de pot gemeten wordt, kan zowel voor Tc-99m als Mo-99 met behulp van de halveringsdikte bepaald worden. In figuur 1 staan hierover twee tabellen.


figuur 1.

e) Voer de volgende opdrachten uit:
- Noteer in een print van figuur 1 in de eerste tabel de halveringsdikte (in cm) van lood voor gammastraling met een energie van 0,1 MeV en met een energie van 1,0 MeV.
- Omcirkel in een print van figuur 1 in de tweede tabel de intensiteit (in % van de oorspronkelijke intensiteit) van de gammastraling van Tc-99m en van Mo-99 buiten de pot.

Als voor een behandeling in het ziekenhuis het Tc-99m te vroeg wordt geproduceerd, neemt de verontreiniging met Mo-99 toe.

f) Hieronder staan hierover drie zinnen. Omcirkel in deze zinnen telkens het juiste alternatief.
1. De halveringstijd van Tc-99m is kleiner dan / groter dan de halveringstijd van Mo-99.
2. De activiteit van Tc-99m neemt daardoor minder snel / even snel / sneller af dan/als de activiteit van Mo-99.
3. Voor de verhouding A(t)Mo-99 / A(t)Tc-99m geldt dan dat deze in de loop van de tijd kleiner wordt / gelijk blijft / groter wordt.