Dag Jan,
Deze tekst verschijnt in een aparte draad, omdat ik geen verwarring wil zaaien onder leerlingen die de opgave 'Brachytherapie' maken en nazien met het correctievoorschrift. Als je meent dat het onderstaande storend is voor leerlingen, kun je de tekst verwijderen.
Voor leerlingen die de opgave maken zoals van ze wordt verwacht, is er geen probleem.
Oordeel zelf of de vlag van de opgave de lading dekt en of alles dat in de opgave wordt gesuggereerd ook realistisch is.
Beperking: ik ben een leek, geen deskundige.

In draad https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/84300 stel je vraag 1 van de opgave 'Brachytherapie' uit het centraal examen 2014 natuurkunde 1 (nieuwe stijl), tijdvak 1, aan de orde.
https://nvon.nl/examen/examen-2014-2-vwo-natuurkunde




Je vraagt:
A) Hoe kan alfastraling überhaupt die holle naald uit?

1. Alfastraling kan de holle naald niet uit. Brachytherapie berust niet op absorptie van alfadeeltjes of bètadeeltjes door het te behandelen weefsel, ofschoon de opgave dit wel suggereert. Als toelichting het volgende.

2. Onder brachytherapie wordt verstaan het therapeutisch gebruik van radionucliden die opgesloten zijn en blijven. Bij voorbeeld in een afgesloten holle naald of iets dergelijks, die wordt ingebracht in het te behandelen gebied. Er is geen verspreiding van radionucliden door het weefsel.
Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Brachytherapy

3. Brachytherapie met radium
In een medisch handboek schrijft A. Rijnders: 'the first reported brachytherapy treatments for cancer
were performed in 1903 in St. Petersburg using radium sources' en in een paragraaf 'History of brachytherapy sources' schrijft hij 'Initially (until the end of the 1950s when artificial isotopes became available) Radium-226 was the only isotope used, most often in the form of needle-like sources'.
Dat strookt met vraag 1.
Radium-226 is een alfastraler die in 3,6% van de gevallen ook gammastraling uitzendt. De alfa's worden geabsorbeerd in het materiaal waarvan de naald is gemaakt en kunnen het te behandelen weefsel niet bereiken. Wel kunnen gammafotonen van het Ra-226 het naaldmateriaal doordringen. Het is zachte gammastraling, die in voldoende mate door het nabije weefsel wordt geabsorbeerd om zieke cellen te doden. Brachytherapie berust op absorptie van gammastraling. Veelzeggend heet het artikel van Rijnders: 'Photon sources for brachytherapy'.
Hoe zit het dan met vraag 1, waarop het antwoord volgens het correctievoorschrift α-straling is?

4. Inwendige bestraling met niet-opgesloten radium
Vanaf 1904 werd radium op de plaats van ziek weefsel gebracht door de arts H.A. Kelly bij de behandeling van tumoren. Kelly's werkwijze was 'sewing the radium "points" directly to the tumor'.
Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Radium#Medical_use
Bij zulk gebruik van Ra-226 is α-straling het juiste antwoord op vraag 1. Maar het radium was vermoedelijk niet opgesloten in een holle naald of iets dergelijks en daarom is de aanduiding brachytherapie niet van toepassing.

5. Ander therapeutisch gebruik van radium
Omstreeks het midden van de vorige eeuw had radium een andere rol bij brachytherapie. Uit radium verkreeg men radongas. Niet radium werd in het lichaam gebracht, maar radon-222, opgesloten in glas of goud.
Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Brachytherapy#History
Rn-222 zendt alfastraling uit, die wordt geabsorbeerd door de naald. Rn-222 zendt nauwelijks gamma's uit. Het is de zachte gammastraling van de kortlevende dochters van Rn-222 die cellen doodt.
Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Radon#Medical

6. Brachytherapie met iridium
Na vraag 1 gaat de opgave over iridium-192 bij brachytherapie. Het Ir-192 is en blijft opgesloten in een naald, staafje of iets dergelijks.
Binas tabel 35 geeft voor Ir-192 alleen verval met β^– en β⁺ en γ. (Het positronverval is niet mogelijk. Het verschil tussen de atoommassa's van Ir-192 en Os-192 is onvoldoende om een positron te laten ontstaan.)
Het IAEA geeft voor Ir-192 verval via β^–-emissie en γ respectievelijk elektronvangst en γ. Geen β⁺.
Zie https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html# →
192Ir → Decay Radiation.
De bètastraling van het Ir-192 zal voor een flink deel worden geabsorbeerd door het materiaal waarvan de naald is gemaakt. De zachte gammastraling van het Ir-192 kan het naaldmateriaal doordringen en zieke cellen doden in het nabije weefsel. Net als bij brachytherapie met Ra-226 is de dosis die het omringende weefsel van Ir-192 absorbeert, niet het gevolg van bestraling met deeltjes (alfa of bèta), maar met gammafotonen.
Het correctievoorschrift vermeldt echter geen gammastraling in de vervalvergelijking van vraag 2. En bij vraag 3 wordt gesuggereerd dat 'uitgezonden β-deeltjes' verantwoordelijk zijn voor de geabsorbeerde dosis van 2 Gy. Dat lijkt niet het geval te zijn.
Sneu voor June, die in de andere draad de vraag stelde waarmee dit allemaal begon.

7. Brachytherapie wordt mijns inziens goed behandeld in de opgave 'Inwendige bestraling' van het centraal examen vwo 2017, tijdvak 1. Hier gaat het om bestraling met jood-125, dat alleen via elektronvangst vervalt. De röntgenstraling van circa 28 keV die hierbij ontstaat, doodt zieke cellen in het nabije weefsel.
https://nvon.nl/examen/examen-2017-1-vwo-natuurkunde

Je vraagt:
B) De dracht van alfa's in weefsels lijkt me zó gering (<0,1 mm?) dat die nauwelijks van belang kan zijn bij (ook al is het inwendige) behandeling van een tumor?

8. De geringe dracht van alfa's is inderdaad van belang. Of dit de (enige) reden is om bij voorbeeld voor de behandeling van sommige schildkliertumoren de (niet-opgesloten) bètastraler I-131 te kiezen, weet ik niet.
Zie opgave 4, 'Radioactief jood' van het centraal examen vwo 2000, tijdvak 1:
https://nvon.nl/examen/examen-2000-1-vwo-natuurkunde
Toch wordt wel onderzoek gedaan naar behandeling met alfastralers.
Zie de opgave 'Alfanuclidetherapie' van het centraal examen vwo 2021, tijdvak 1:
https://nvon.nl/examen/examen-2021-1-vwo-natuurkunde

Groet, Jaap