Energie

Saartje stelde deze vraag op 06 november 2019 om 14:21.

Quote

Kan iemand de E toelichten bij de formule D=E/m (dosisequivalent)

Ik zie vaak in de uitwerking bij examenopgaven dat er van de E vaak; Ealfa x A x delta t wordt gemaakt of nog uitgebreider. Ik kan in mijn boeken niet terugvinden hoe ik dit precies moet toepassen. De A brengt mij de meeste verwarring omdat ik niet goed weet wat hiermee wordt bedoeld (activiteit?) .. 

Reacties:

Jan van de Velde
06 november 2019 om 14:38
Quote

Saartje plaatste:

 (activiteit?) .. 

Dag Saartje,

Dat is een snuggere conclusie.

Want activiteit is het aantal vervalgebeurtenissen per seconde (becquerel, in grondeenheden s-1
door die te vermenigvuldigen met een tijdsverloop ( in seconden ) houd je in jouw Ealfa (J) x A (s-1)x Δt (s) toch weer gewoon een (eenheid van) energie over. 

Groet, Jan
Theo de Klerk
06 november 2019 om 15:06
Quote
en D = E/m is niets anders dan de (stralings)energie die wordt opgenomen door m kg weefsel. Dus als een hand 2 kg weegt en er 10 J straling door wordt opgenomen dan is de dosis 10/2 = 5 J/kg
Leon
07 november 2019 om 14:23
Quote

Theo de Klerk plaatste:

en D = E/m is niets anders dan de (stralings)energie die wordt opgenomen door m kg weefsel. Dus als een hand 2 kg weegt en er 10 J straling door wordt opgenomen dan is de dosis 10/2 = 5 J/kg
Het laatse wordt vaker aangenomen, maar gaat alleen op voor alfastraling en dan nog alleen als de alfastraler homogeen verdeeld is in het weefsel! (alfastraling komt namelijk niet eens door de opperhuid heen en zal dus alleen in de eerste ca. 70 micrometer huid geabsorbeerd worden bij externe bestraling!) De geabsorbeerde weefseldosis is dan zeker niet 10/2 = 5 J/kg. Voor een bètastraler gaat bovenstaande aanname beter op; al geldt ook hier dat de maximale indringdiepte van bètastraling zo'n 1 cm is in weefsel. Als een hand dus aan een zijde wordt bestraald gaat bovenstaande aanname ook niet op aangezien een hand dikker is dan 1 cm en de stralingsenergie dus in de 1 cm van de hand wordt geabsorbeerd i.p.v. in de hele hand. En de aanname gaat al helemaal niet op voor gammastraling. Gammastraling zal voornamelijk zonder interactie en dus zonder energiedepositie door de hand (weefsel) gaan.

Gammastraling noem ik nog even omdat ik vorige week een wat oudere natuurkunde examenopgave VWO ben tegengekomen waarin de geabsorbeerde dosis uitgerekend moest worden van een hersentumor (doorsnede van 3 cm) die bestraald werd met Co-60 bronnen in een zogenaamde Gamma knife. Co-60 zendt fotonen uit met een gemiddelde energie van 1,25 MeV. Volgens de uitwerking van de betreffende opgave wordt alle stralingsenergie geabsorbeerd door de tumor. Ik snap dat sommige zaken vereenvoudigd moeten worden voor 6 VWO leerlingen, maar dit slaat de plank volledig mis en geeft een verkeerd beeld. In werkelijkheid wordt in de beschreven situatie namelijk slechts 18% van de invallende stralingsenergie door de genoemde tumor geabsorbeerd i.p.v. 100%!

Groeten, Leon
Theo de Klerk
07 november 2019 om 18:36
Quote
>maar gaat alleen op voor alfastraling

Niet waar. Het geldt voor de totale dosis geabsorbeerde straling. Al is "alfa" wel het meest effectief (dwz wordt zeker geabsorbeerd).
Leon
07 november 2019 om 19:50
Quote
Niet waar voor welke bewering?
Theo de Klerk
07 november 2019 om 20:04
Quote
maar gaat alleen op voor alfastraling [...]

D = E/m geldt voor alle straling. Inderdaad wel energie die in de massa achterblijft (geabsorbeerd wordt). Maar alfa, beta of gamma - het telt allemaal mee.
Leon
12 november 2019 om 11:22
Quote
Beste Theo,

Nergens beweer ik dat D = E/m alleen opgaat voor alfastraling. Wat ik duidelijk probeerde te maken aan de hand van jouw voorbeeld met de bestraling van de hand van 2 kg was het volgende: stel dat er inderdaad 10 J aan stralingsenergie t.g.v. van wat voor soort straling dan ook op de genoemde hand komt, dan is het veel te kort door de bocht om te zeggen dat de geabsorbeerde dosis D dan gelijk is aan D = 10/2 = 5 J/kg is. Dit is namelijk heel sterk afhankelijk van het feit of de betreffende straling volledig, gedeeltelijk of vrijwel niet in de hand wordt geabsorbeerd:

voor alfastraling geldt dat de maximale dracht van alfastraling in lucht voor de meeste alfastralers < 5 cm en maximaal ca. 8 cm is, en wordt alle stralingsenergie in de laag dode huidcellen geabsorbeerd en is de geabsorbeerde dosis in het levende weefsel ofwel de hand 0 J/kg en de dosis in de dode huidcellenlaag veel en veel groter dan 5 J/kg.

voor bètastralers geldt dat we te maken hebben met een energiespectrum i.p.v. met mono-energetische bèta's (wat vaak gedacht wordt) en dat de maximale dracht (voor ruim 90% van alle bètastralers) in lucht maximaal 9 m is, en in weefsel maximaal 1 cm. In dit geval zal de dosis dus geabsorbeerd worden in maximaal de 1e cm weefsel en is de minimaal geabsorbeerde dosis D = 10/1 = 10 J/kg i.p.v. 5 J/kg (aangenomen dat de gemiddelde handdikte 2 cm is).

Voor een gammastraler die fotonen uitzendt van 1 MeV geldt dat slechts 12,5% van de invallende fotonen wordt geabsorbeerd in 2 cm weefsel en de overige 87,5% dus zonder interactie door de hand gaat, en is de geabsorbeerde dosis D = 0,125*10/2 = 0,63 J/kg i.p.v. 5 J/kg.

Met vriendelijke groet,

Leon
Leon
12 november 2019 om 11:43
Quote
@ saartje

Met D wordt de geabsorbeerde dosis aangeduid, niet het dosisequivalent H. Het ‘dosisequivalent’ is gedefinieerd als H = Q·D, waarin Q de kwaliteitsfactor en D de geabsorbeerde dosis. Het dosisequivalent is overigens een verouderde grootheid die in 1991 door de ICRP (International Commission on Radiological Protection) vervangen is door de ‘equivalente dosis’ HT. De equivalente dosis HT is gedefinieerd als HT = wR·D, waarin wR de stralingsweegfactor en D de geabsorbeerde dosis.

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft tweeëntwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)