Intensiteit

Iris stelde deze vraag op 05 oktober 2020 om 20:55.
Hallo,
ik vroeg me af hoe je de intensiteit moet berekenen bij béta strailing. En hoe je daaruit een verband kunt maken met bijvoorbeeld de dikte van het materiaal dat de beta straling absorbeert. 

Groet

Reacties

Jan van de Velde op 05 oktober 2020 om 21:15
dag Iris, 

dan ga je voor mij eerst eens even "intensiteit" moeten definiëren in de context van (beta)straling.

Als je moet gaan rekenen kun je altijd best je volledige, letterlijke opgave hier plaatsen, inclusief afbeeldingen, grafieken of whatever. Dat praat meestal een stuk makkelijker. 

Groet, Jan
Iris op 05 oktober 2020 om 21:36
Het is een vraag namelijk wat is het verband tussen de dikte van het materiaal en de intensiteit van de doorgelaten beta straling.
Intensiteit: stralingsenergie per seconde per vierkante meter
Jan van de Velde op 05 oktober 2020 om 21:45
Een verband is er niet met die definitie van intensiteit :(  

10 β-deeltjes met elk een energie van 1 MeV komen bijvoorbeeld geen van allen door  een stapeltje papier (dus intensiteit doorgelaten straling = 0), maar één deeltje van 10 MeV kan best nog 5 MeV over hebben.

Dus mij lijkt de vraag verkeerd gesteld.
Iris op 05 oktober 2020 om 21:50
 Met welke definite van intensiteit dan wel?
Jan van de Velde op 05 oktober 2020 om 21:54

Iris plaatste:

 Met welke definitie van intensiteit dan wel?
de (gemiddelde) energie van de deeltjes. 

Hoe meer energie de deeltjes elk hebben, hoe meer dikte je nodig hebt om ze tegen te houden.

maar ja, ik vind de term "intensiteit van een deeltje" zo raar. 
Jan van de Velde op 05 oktober 2020 om 22:16
Dus de vraag is verkeerd gesteld, of het is een strikvraag, of de definitie van intensiteit klopt niet.  
Iris op 05 oktober 2020 om 22:19
Dus je kan niet de intensiteit van doorgelaten β-straling berekenen?
sorry dat ik het nog steeds niet snap :(
Jan van de Velde op 05 oktober 2020 om 22:33

Iris plaatste:

sorry dat ik het nog steeds niet snap :(
excuses zijn geheel overbodig :)

Maar, je hoeft niks te berekenen toch? 

Iris plaatste:

..//..wat is het verband tussen de dikte van het materiaal en de intensiteit van de doorgelaten beta straling.

je antwoord moet iets zijn in de trant van: hoe dikker het materiaal hoe lager de intensiteit van de doorgelaten straling. En zo zal de vraag waarschijnlijk wel zijn bedoeld.

Maar, zoals ik al beredeneerde hierboven, dat verband is er niet zolang er niks bekend is van de gemiddelde energie van de deeltjes die óp het materiaal vallen. Van een hoge invallende intensiteit met deeltjes van een lage energie kan er mogelijk zelfs niks doorheen komen, terwijl met een lage opvallende intensiteit van deeltjes met een hoge energie de doorgelaten straling best een bijna even grote intensiteit over zou kunnen hebben. 

groet, Jan
Leon op 06 oktober 2020 om 09:50
Beste Iris,

Jan gaf het hierboven al aan: "hoe dikker het materiaal hoe lager de intensiteit van de doorgelaten straling"; zonder aanvullende informatie kun je daar niet meer over zeggen. 

Informatie die je nodig hebt om daar wel meer over te kunnen zeggen is:
- Activiteit van de betreffende bètastraler (indirect is dit een maat voor de intensiteit)
- indien de activiteit niet bekend is, de intensiteit (dosistempo of het aantal bètadeeltjes per seconde per oppervlakte eenheid) op een bepaalde afstand van de bètastraler
- Wat is de maximale bèta-energie van de uitgezonden bètadeeltjes (dit gegeven heb je nodig om de maximale reikwijdte van de bètadeeltjes te bepalen in een materiaal (ook wel dracht genoemd))
- Wat is de dichtheid van het materiaal waar de bètastraling doorheen gaat.

Met vriendelijke groet,

Leon
Iris op 06 oktober 2020 om 17:29
Hallo Leon,
hoe zou ik het wel moeten berekenen als ik de dracht of dichtheid heb
Theo de Klerk op 07 oktober 2020 om 11:20
Dat gaat niet. Dracht hangt af van energie van de beta deeltjes.
Die dracht wordt experimenteel bepaald - er is geen simpel formuletje voor. Ook de relatie met dichtheid is kwalitatief te beredeneren maar getalsmatig complex. En wordt dus ook experimenteel vastgelegd.
Leon op 07 oktober 2020 om 11:37
Hallo Iris,

Om het echt nauwkeurig te bepalen zul je metingen moeten doen of gebruik moeten maken van bepaalde publicaties van de ICRU (International Commission on Radiation Units & Measurements), maar met de vuistregel die ik hieronder ga toelichten kun je daar wel iets zinnigs over zeggen.  

De vuistregel voor de dracht (R) van een bètadeeltje: R = 0,5*Emax/ρ , waarin R de dracht in cm, Emax de maximale bèta-energie in MeV en ρ de dichtheid van het absorbermateriaal in g/cm3. Deze vuistregel is empirisch vastgesteld en redelijk nauwkeurig voor bèta-energieën tussen 0,6 en 20 MeV. Voor bèta-energieën lager dan 0,6 MeV geeft deze vuistregel een overschatting van de dracht. 

Dit is slechts de eerste stap in de berekening. Als je de dracht weet, weet je dus hoe ver de bètadeeltjes met de maximale energie (let op: een bètastraler zendt een heel spectrum aan bèta-energieën uit, maar voor de dracht ben je alleen geïnteresserd in de maximale bèta-energie) maximaal in een materiaal kunnen komen.

Stel bijvoorbeeld dat deze dracht 1 cm is in een materiaal, dan weet je nu dat als je 1 cm van het betreffende materiaal als afscherming gebruikt dat de intensiteit aan bètadeeltjes na 1 cm materiaal nul is, aangezien alle bètadeeltjes in het materiaal gestopt worden. Wat is de intensiteit nu na de afscherming als je niet 1 cm, maar 0,5 cm afschermingsmateriaal neemt? Die intensiteitsafname met afgelegde weg in een materiaal verloopt bij benadering lineair ofwel na 0,5 cm afscherming is de intensiteit in dit voorbeeld gehalveerd.

Indien er verder nog vragen zijn hoor ik dat graag van je. 

Met vriendelijke groet,

Leon
Leon op 07 oktober 2020 om 11:42
@ Theo,

Voor de dracht van een bètadeeltje in een materiaal is zeker wel een eenvoudige formule. Zie formule in mijnvorige post.

Groeten,
Leon

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Noortje heeft zes appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)