Intensiteit

Naoufel Salama stelde deze vraag op 25 november 2020 om 22:36.

wat is de eenheid van de intensiteit van röntgenstraling ?

met vriendelijke groet,

Naoufel Salama 

Reacties

Theo de Klerk op 25 november 2020 om 22:57
Intensiteit is bij elektromagnetische straling veelal de energie per seconde die een bron verlaat.
Soms wordt de energie over een bol oppervlak verspreid en wordt de energie/seconde ook nog per ruimtehoek (1 steradiaal, en zitten 4Π steradialen in een bol zoals er 2Π radialen in een cirkel zitten) gegeven.
Soms wordt ook voor de plek van meting de energie/seconde door een vierkante meter oppervlakte gebruikt (en er zitten dan 4πr2 vierkante meters op een boloppervlak van een bol met straal r).
Het is dus niet bij voorbaat bekend wat onder intensiteit wordt verstaan:
- energie/seconde = (J/s)
- energie/(seconde.steradiaal) = J/(s.sr)
- energie/(seconde.m2) = J/(s.m2)
De vraag of begeleidende tekst moet duidelijk maken (in de eenheden) wat bedoeld wordt.
Hans Hokke op 26 november 2020 om 00:50
Daarnaast is er als je in de praktijk met röntgenstraling werkt nog een aantal eenheden die van belang zijn. De sievert (Sv) en de gray (Gy). Dat zijn maten die eigenlijk bedoeld zijn om de blootstelling van het menselijk lichaam aan straling te meten. Ook mega electronvolt MeV wordt wel gebruikt.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Sievert
https://nl.wikipedia.org/wiki/Gray_(eenheid)

Maar de Sv wordt ook gebruikt als maat van kortdurende blootstelling. Het hangt er dus een beetje vanaf in welke context je erover spreekt. Gaat het puur om natuurkunde dan zal J/s de maat zijn.

Op de wikipedia pagina van de sievert wordt bijvoorbeeld gezegd:
Een doorlopende blootstelling aan 400 mSv/u leidt al na een paar uur tot een afname van de witte bloedcellen. Dit leidt tot braken en hoofdpijn

mSv/u = millisievert/uur
Naoufel op 26 november 2020 om 00:56
Ik ga me PWS doen over röntgenstraling, daarbij wil ik een proef uitvoeren met tuinkers en röntgenstraling, ik wil graag weten hoelang ik de tuinkers moet gaan bestralen en wat de intensiteit dan moet zijn om een effect te krijgen en de tuinkers in een korte tijd te bestralen waarbij er een effect op treedt.

met vriendelijke groet,

Naoufel Salama
Naoufel op 26 november 2020 om 01:20
Ik wil even vragen of de intensiteit hier 259 joule per seconde is ?

met vriendelijke groet,

Naoufel Salama

Theo de Klerk op 26 november 2020 om 08:24
Ik ken het apparaat niet maar 259/s lijkt de duiden op een aantal (deeltjes? Geen rontgen?) per seconde - ook wel frequentie geheten. De aangave van een spanning erbij geeft aan met welke spanning de in de buis door verhitting vrijgemaakte elektronen versneld wordenom een "target" met elektronen te bombarderen


(afb wikipedia)
Jan van de Velde op 26 november 2020 om 08:36
dag Naoufel,

achter dat getal wordt "/s" , per seconde dus, op dat afleesscherm afgebeeld. Dan moet dat de eenheid zijn. Dat moet dan haast wel 259 röntgenfotonen** per seconde betekenen, en dan moet je dat denk ik eerder Activiteit dan Intensiteit noemen.
Nou lijkt 259 fotonen per seconde me voor mijn gevoel wel erg weinig, en ook gruwelijk precies geteld. Ik zou de handleiding van dat apparaat eens opzoeken, wie weet moet je dat lezen als duizendtallen, of miljoenen, of wat ook? 

En wat betreft dat tuinkersproefje, ik heb werkelijk geen idee. In een PWS ga je dan juist proeven bedenken om er op een zo handig mogelijke manier achter te komen of en zo ja wanneer er een effect optreedt. Ga eens googlen, en dan natuurlijk in het Engels, dan vind je 100 keer meer info dan in het Nederlands.
Begin eens met bijvoorbeeld effect of rontgen radiation on plants.

Groet, Jan


--------------------------------------------
verdergaande discussie over het apparaat afgesplitst naar:
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/73611
Jaap Koole op 30 november 2020 om 18:07
Dag Naoufel,

Er zijn verschillende eenheden voor de intensiteit van röntgenstraling.
Bij voorbeeld het aantal röntgenfotonen dat per seconde op een bepaald oppervlak komt. Dit is te zien op je foto: op de teller in het apparaat komen 259 röntgenfotonen per seconde. Dat is gemiddeld over de tijdsduur Δt die is ingesteld op het bedieningspaneel van het apparaat. Een foton is een portie energie van de straling. Soms praten we over fotonen alsof het deeltjes zijn.
Een andere eenheid voor intensiteit is watt per vierkante meter (=joule per seconde per vierkante meter). Het hangt van de situatie en de proefopstelling af om welke eenheid het gaat.

Op de foto lijkt te staan het röntgentoestel 554800 van de firma Leybold. Wat betreft de veiligheid is het toestel goedgekeurd voor gebruik in Duitse scholen, maar dat wil nog niet zeggen dat het in een Nederlandse school in werking mag zijn. Vermoedelijk moet een docent of technisch onderwijsassistent van je school een speciale bevoegdheid (diploma) voor ioniserende straling hebben om het apparaat te laten werken als er leerlingen bij zijn. Waarschijnlijk mag een leerling zo'n apparaat niet bedienen, ook al is het apparaat goed afgeschermd met loodglas en dergelijke. Als ik de docent met bevoegdheid was, zou ik leerlingen nooit zelfstandig met dit apparaat laten werken. Een leerling kan niet overzien welke risico's er zijn.

Op het afleesvenster staat (gemiddeld) 259 röntgenfotonen per seconde. Dit zegt nog niet veel over de energie (joule) die de tuinkers opneemt. Want waar komt die tuinkers precies in de experimenteerruimte (rechts, niet op je foto)? Welk deel van de röntgenfotonen gaan er doorheen, zodat ze niet meetellen voor de straling die de tuinkers opneemt? Hoeveel energie heeft een röntgenfoton in dit apparaat, gemiddeld?
De 259 fotonen per seconde is geen activiteit A. Want activiteit is, kort gezegd, het aantal atoomkernen dat per seconde vervalt in een portie radioactieve stof. Bij dit apparaat vervallen geen atoomkernen.

O ja, in je verslag schrijf je later "Ik doe mijn PWS", niet "Ik doe me PWS".
Leon op 30 november 2020 om 21:23
@ Jaap

De genoemde 259 s-1 zijn geen gemeten röntgenfotonen (bij een röntgenbuis hebben we te maken met een energiespectrum dat overigens voornamelijk uit remstralingsfotonen bestaat en maar voor een klein gedeelte uit röntgenfotonen (karakteristieke röntgenstraling)), maar zijn het aantal geregistreerde counts per seconde door de GM-buis en die zijn NIET aan elkaar gelijk. De meeste fotonen zullen namelijk zonder ook maar enige interactie door het detectorvolume gaan. De meetefficiëntie voor fotonen in een GM-buis ligt in de orde van 1% voor een goede GM-buis en vaak zelfs lager dan 0,1%.

Groeten,

Leon 
Jaap Koole op 30 november 2020 om 21:56
Dag Leon,

Mijn zin "Dit is te zien op je foto: op de teller in het apparaat komen 259 röntgenfotonen per seconde" is inderdaad onjuist vanwege de geringe meetefficiëntie.

In de draad "Apparaatdiscussie Leybold röntgen" staat "De gemiddelde fotonenergie is ongeveer 1/3 van de maximale fotonenergie --> bij 35 keV is dit dus ongeveer 12 keV." Een foton van 12 keV zou ik zachte röntgenstraling noemen, ongeacht of het is ontstaan als remstraling of karateristieke straling. Dan kunnen we een groot deel van de remstraling uit de anode toch ook (zachte) röntgenfotonen noemen? Daarom begrijp ik niet "bij een röntgenbuis hebben we te maken met een energiespectrum [...] dat maar voor een klein gedeelte uit röntgenfotonen [bestaat]". We hoeven de naam röntgenfotonen toch niet te reserveren voor de karakteristieke straling?
Leon op 01 december 2020 om 09:03
Dag Jaap,

Dat hoef je zeker niet te doen, maar wij als stralingsdekundigen maken dit onderscheid dus wel. Zo noemen we de fotonen die ontstaan bij de annihilatie van deeltjes met hun antideeltjes annihilatiestraling en geen gammastraling. 
Leon op 01 december 2020 om 09:28
@ Naoufel

Met de intensiteit van röntgenstraling wordt doorgaans het dosistempo of stralingsniveau bedoeld. Het dosistempo wordt gemeten in de grootheid luchtkerma Ka met als eenheid de Gray (Gy). De dosis die patiënten ontvangen als gevolg van de behandeling (diagnostiek of therapie) moet echter gerapporteerd worden in de grootheid effectieve dosis E (totale lichaamsdosis) of de equivalente dosis (huiddosis of orgaandosis) met als eenheid de Sievert (Sv). De luchtkerma in Gy is echter niet 1 op 1 te vertalen naar een effectieve dosis of equivalente dosis in Sv, daar heb je zogenaamde dosisconversiecoëfficiënten voor, maar het voert te ver om daar dieper op in te gaan. 

groeten,

Leon
Jaap Koole op 01 december 2020 om 11:13
Dag Leon,
Dank voor alle deskundige inbreng.
Het gebruik van een term blijkt weer eens te verschillen per vakgebied.
In de astrofysica wordt de straling door annihilatie van een elektron en een positron wél gammastraling genoemd
en worden alle atoomsoorten (elementen) zwaarder dan helium te zamen "metalen" genoemd...
Leon op 01 december 2020 om 11:44
@ Naoufel

Je hebt het hierboven over het bestralen van tuinkers en het effect dat straling daarop zou kunnen hebben. Over wat voor effecten heb je het dan? Heb je daar al over nagedacht? 

Om voedingsmiddelen langer houdbaar te maken worden ze doorstraald met hoogenergetische gammastraling van een cobalt-60 bron (het bedrijf Steris in Etten-Leur is daar een voorbeeld van; je zou daar eens contact mee op kunnen nemen). Je praat dan over stralingsdoses tussen de 1 en 10 kiloGray. Aan het product zelf zijn dan geen stralingseffecten te zien. Vandaar mijn vraag over wat voor effecten je het hebt.

groeten,

Leon

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)