03-9742-2 Bundel oefenopgaven en huiswerk
03-9742-2 Bundel oefenopgaven en huiswerk
03-9742-2 Bundel oefenopgaven en huiswerk
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
12<br />
/stralingsbeschermingsdi<strong>en</strong>st SBD-TU/e<br />
Deel 1 Werkblad<strong>en</strong><br />
WERKBLAD “MACHTEN VAN TIEN”<br />
Optell<strong>en</strong>:<br />
2 µ 10 2 + 5 µ 10 3 = 200 + 5000 = 5200 =5,2 µ 10 3<br />
of<br />
2 µ 10 2 + 5 µ 10 3 = 2 µ 10 2 = 50 µ 10 2 = 52 µ 10 2 = 5,2 µ 10 3<br />
of<br />
2 µ 10 2 + 5 µ 10 3 = 0,2 µ 10 3 + 5 µ 10 3 = 5,2 µ 10 3<br />
maar NIET:<br />
2 µ 10 2 + 5 µ 10 3 = 7 µ 10 5<br />
want<br />
7 µ 10 5 = 700.000<br />
Aftrekk<strong>en</strong>:<br />
6 µ 10 4 - 3 µ 10 3 = 60.000 - 3.000 = 57.000 = 57 µ 10 3<br />
of<br />
6 µ 10 4 - 3 µ 10 3 = 6 µ 10 4 - 0,3 µ 10 4 = 5,7 µ 10 4 = 57 µ 10 3<br />
of<br />
6 µ 10 4 - 3 µ 10 3 = 60 µ 10 3 - 3 µ 10 3 = 57 µ 10 3<br />
maar NIET:<br />
6 µ 10 4 - 3 µ 10 3 = 3 µ 10 1<br />
want<br />
3 µ 10 1 = 30<br />
Verm<strong>en</strong>igvuldig<strong>en</strong>:<br />
5 µ 10 2 µ 7 µ 10 3 = 500 µ 7.000 = 6.500.000 = 3,5 µ 10 6<br />
of<br />
5 µ 10 2 µ 7 µ 10 3 = (5 µ 7) µ 10 2+3 = 35 µ 10 5 = 3,5 µ 10 6<br />
Verm<strong>en</strong>igvuldig<strong>en</strong> van macht<strong>en</strong> komt dus neer op het optell<strong>en</strong> van de expon<strong>en</strong>t<strong>en</strong>.<br />
Del<strong>en</strong>:<br />
of<br />
of<br />
8× 10<br />
2× 10<br />
8× 10<br />
2× 10<br />
4<br />
3<br />
=<br />
4<br />
3<br />
8× 10<br />
2× 10<br />
4<br />
3<br />
=<br />
4<br />
8 10<br />
= × = 3<br />
2<br />
8× 10<br />
2<br />
10<br />
4<br />
−3<br />
× 10 =<br />
80.<br />
000<br />
= 40<br />
2.<br />
000<br />
4<br />
4−3<br />
× 10 = 10<br />
4× = 40<br />
4 −3<br />
× 10 × 10 = 10<br />
Del<strong>en</strong> van macht<strong>en</strong> komt dus neer op het aftrekk<strong>en</strong> van de expon<strong>en</strong>t.<br />
pag 1 / 40<br />
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
4<br />
4× = 40
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
WERKBLAD “VOORVOEGSELS”<br />
Voorbeeld<strong>en</strong>:<br />
100 MBq = 100 µ 10 6 Bq<br />
= 0,1 µ 10 9 Bq<br />
= 0,1 GBq<br />
of<br />
100 MBq = 10 2 µ 10 6 Bq<br />
= 10 8 Bq<br />
= 10 -1 µ 10 9 Bq<br />
= 0,1 GBq<br />
0,2 MBq = 0,2 µ 10 6 Bq<br />
= 200 µ 10 3 Bq<br />
= 200 kBq<br />
of<br />
0,2 MBq = 0,2 µ 10 3 µ 10 3 Bq<br />
= 200 µ 10 3 Bq<br />
= 200 kBq<br />
10 µSv/h = 10 µ 10 -6 Sv/h<br />
= 10 µ 10 -3 µ 10 -3 Sv/h<br />
= 10 µ 0,001 µ 10 -3 Sv/h<br />
= 0,01 mSv/h<br />
0,5 mSv/h = 0,5 µ 10 -3 Sv/h<br />
= 500 µ 10 -3 µ 10 -3 Sv/h<br />
= 500 µ 10 -6 Sv/h<br />
= 500 :Sv/h<br />
of<br />
0,5 mSv/h = 5 µ 10 -1 µ 10 -3 Sv/h<br />
= 5 µ 10 -4 Sv/h<br />
= 5 µ 10 2 µ 10 -6 Sv/h<br />
= 500 µSv/h<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 2 / 40<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
WERKBLAD “RADIOACTIEF VERVAL”<br />
Voorbeeld 1:<br />
pag 3 / 40<br />
De radionuclide polonium-210 vertoont α-verval (halveringstijd 138 dag<strong>en</strong>). De volledige notatie is:<br />
210<br />
84 Po<br />
Dat betek<strong>en</strong>t dat in de kern 84 proton<strong>en</strong> aanwezig zijn (atoomnummer is 84) <strong>en</strong> 210 - 84 =<br />
126 neutron<strong>en</strong>. Het massagetal is 210: er zitt<strong>en</strong> 210 deeltjes in de kern.<br />
α-verval wil zegg<strong>en</strong> dat er e<strong>en</strong> deeltje, bestaande uit 2 proton<strong>en</strong> <strong>en</strong> 2 neutron<strong>en</strong>, wordt uitgezond<strong>en</strong>.<br />
Het massagetal wordt dus 4 lager, want er word<strong>en</strong> in totaal 4 deeltjes uitgezond<strong>en</strong>.<br />
Het atoomnummer wordt 2 lager, want er word<strong>en</strong> 2 proton<strong>en</strong> uitgezond<strong>en</strong>. Het vervalproduct is lood<br />
(Pb).<br />
De reactievergelijking wordt:<br />
210 206 4<br />
Po → Pb + α<br />
Voorbeeld 2:<br />
84<br />
De radionuclide fosfor-32 vertoont bèta-min verval (halveringstijd 14,3 dag<strong>en</strong>). De volledige notatie<br />
is:<br />
82<br />
32<br />
15 P<br />
Er zijn in de kern dus 15 proton<strong>en</strong> (atoomnummer 15) <strong>en</strong> 32 - 15 = 17 neutron<strong>en</strong> aanwezig. Het<br />
massagetal is 32: er zitt<strong>en</strong> 32 deeltjes in de kern.<br />
Bèta-min-verval wil zegg<strong>en</strong> dat er e<strong>en</strong> neutron verandert in e<strong>en</strong> proton <strong>en</strong> e<strong>en</strong> elektron; het elektron<br />
wordt uit de kern gestot<strong>en</strong>.<br />
Het massagetal blijft hetzelfde omdat het aantal kerndeeltjes hetzelfde blijft. Het atoomnummer gaat<br />
één omhoog, want het aantal proton<strong>en</strong> neemt met één toe. Het vervalproduct is zwavel (S).<br />
De reactie wordt:<br />
De maximale bèta-<strong>en</strong>ergie is 1,71 MeV.<br />
32<br />
Het gevormde 16S is stabiel.<br />
P →<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
S +<br />
32 32 0<br />
15 16 −1<br />
2<br />
e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Voorbeeld 3:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 4 / 40<br />
37<br />
Argon-37 (volledige notatie 18 Ar ) vervalt via elektronvangst naar chloor (Cl).<br />
Argon-37 heeft e<strong>en</strong> massagetal van 37, er zijn 18 proton<strong>en</strong> in de kern (atoomnummer 18) <strong>en</strong> 37 - 18 =<br />
19 neutron<strong>en</strong>.<br />
Elektronvangst wil zegg<strong>en</strong> dat e<strong>en</strong> elektron uit één van de binn<strong>en</strong>ste schill<strong>en</strong> sam<strong>en</strong>gaat met e<strong>en</strong><br />
proton uit de kern; hierbij wordt e<strong>en</strong> neutron gevormd. Het massagetal blijft hetzelfde, want het aantal<br />
kerndeeltjes verandert niet.<br />
De reactievergelijking is:<br />
Het gevormde chloor is stabiel<br />
Volg<strong>en</strong>d op de elektronvangst word<strong>en</strong> röntg<strong>en</strong>straling <strong>en</strong> Auger-elektron<strong>en</strong> uitgezond<strong>en</strong>, omdat het<br />
ingevang<strong>en</strong> elektron e<strong>en</strong> gat in de schil achterlaat.<br />
Voorbeeld 4:<br />
137<br />
137<br />
Cesium-137 ( 55Cs vervalt via bèta-min-verval naar barium-137 ( 56 Ba<br />
).<br />
137 137 m 0<br />
55Cs → 56Ba<br />
+ −1e<br />
(95% van de gevall<strong>en</strong>)<br />
137 137 0<br />
55Cs → 56Ba<br />
+ −1e<br />
(5% van de gevall<strong>en</strong>)<br />
De halveringstijd is 30 jaar. De maximale bèta-<strong>en</strong>ergie van het eerste vervalproces is 0,52 MeV, van<br />
het tweede 1,3 MeV.<br />
Het gevormde Ba-137 is stabiel, maar het Ba-137m is radioactief (halveringstijd 2,6 min)!<br />
137 m<br />
56<br />
Ba →<br />
Ba + γ<br />
De gamma-<strong>en</strong>ergie is 662 keV.<br />
Wanneer we e<strong>en</strong> Cs-137 bron hebb<strong>en</strong>, wordt dus voortdur<strong>en</strong>d Ba-137m gevormd. Dit Ba-137m vervalt<br />
onder uitz<strong>en</strong>ding van foton<strong>en</strong>. In het spraakgebruik wordt vaak gedaan alsof de foton<strong>en</strong> door het<br />
Cs-137 word<strong>en</strong> uitgezond<strong>en</strong>, maar in werkelijkheid is het dus het Ba-137m.<br />
Het verschijnsel dat e<strong>en</strong> radionuclide e<strong>en</strong> vervalproduct heeft dat ook radioactief is, wordt moederdochter<br />
verval g<strong>en</strong>oemd. In dit geval is het Cs-137 de moeder <strong>en</strong> Ba-137m de dochter.<br />
Voorbeeld 5:<br />
Cobalt-60 vervalt via bèta-min verval naar nikkel; het proces gaat gepaard met de directe uitz<strong>en</strong>ding<br />
van foton<strong>en</strong>:<br />
60<br />
27<br />
Co<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
137<br />
56<br />
Ni +<br />
e →<br />
60 0<br />
→ 28 − 1<br />
e + γ<br />
Bij dit vervalproces word<strong>en</strong> twee foton<strong>en</strong> van ieder ongeveer 1,25 MeV uitgezond<strong>en</strong>.<br />
Het gevormde nikkel-60 is stabiel.<br />
37<br />
18<br />
Ar<br />
0<br />
+ −1<br />
37<br />
17<br />
Cl
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Voorbeeld 6:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 5 / 40<br />
E<strong>en</strong> ander bek<strong>en</strong>d voorbeeld van moeder-dochter verval is de strontium-90/yttrium-90 bron.<br />
90<br />
90<br />
Strontium-90 ( 38 Sr ) vervalt via bèta-min verval naar yttrium-90 ( 39 Y)<br />
met e<strong>en</strong> halveringstijd van 29<br />
jaar.<br />
90 90 0<br />
Sr → Y + e<br />
38 39 −1<br />
De maximale bèta-<strong>en</strong>ergie van dit proces is 0,59 MeV. Het gevormde yttrium-90 vertoont ook bètamin-verval<br />
<strong>en</strong> heeft e<strong>en</strong> halveringstijd van 64 uur. Het vervalproduct is zircoon-90; dit is wel stabiel.<br />
Y →<br />
Zr +<br />
90 90 0<br />
38 39 −1<br />
De maximale bèta-<strong>en</strong>ergie van dit proces is 2,8 MeV.<br />
Bij e<strong>en</strong> bron met Sr-90 is dus ook altijd Y-90 aanwezig!<br />
Voorbeeld 7:<br />
22<br />
Natrium-22 ( 11 Na ) vertoont bèta-plus verval. Dat wil zegg<strong>en</strong> dat e<strong>en</strong> proton in de kern wordt omgezet<br />
in e<strong>en</strong> neutron <strong>en</strong> e<strong>en</strong> positron. Het massagetal blijft dus hetzelfde; het atoomnummer wordt één lager,<br />
omdat er e<strong>en</strong> proton minder is.<br />
22<br />
22 0<br />
11 Na → 10Ne<br />
+ 1e<br />
Omdat het positron aan het eind van zijn baan annihileert treedt ook nog foton<strong>en</strong>straling van<br />
0,511 MeV op. Het gevormde neon-22 is stabiel.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
WERKBLAD “HALVERINGSTIJD”<br />
Voorbeeld 1:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
We hebb<strong>en</strong> e<strong>en</strong> radioactieve stof met e<strong>en</strong> beginactiviteit van 10 MBq. De halveringstijd is 8 dag<strong>en</strong>.<br />
Hoeveel is er na 56 dag<strong>en</strong> over ?<br />
Oplossing:<br />
56 dag<strong>en</strong> is 56/8 = 7 halveringstijd<strong>en</strong><br />
Methode 1<br />
A = A0(1/2) 7 A = 10 µ 10 6 1<br />
µ Bq<br />
128<br />
= 78,125µ10 3 Bq<br />
= 78125 Bq<br />
= 78,1 kBq = 78 kBq<br />
1<br />
1 7<br />
toelichting: ( ) =<br />
2 128<br />
Methode 2 De rester<strong>en</strong>de fractie kan ook uit de grafiek word<strong>en</strong> afgelez<strong>en</strong>, dit is 0,0078<br />
A = 10 µ 10 6 µ 0,0078 Bq<br />
= 10 µ 10 6 µ 7,8 µ 10 -3 Bq<br />
= 78125<br />
= 78,1 kBq = 78 kBq<br />
Voorbeeld 2:<br />
pag 6 / 40<br />
E<strong>en</strong> cobalt-60 bron heeft e<strong>en</strong> activiteit van 2,38 GBq. Cobalt-60 heeft e<strong>en</strong> halveringstijd van 5,3 jaar.<br />
Hoeveel is er na 15 jaar over ?<br />
Oplossing:<br />
15<br />
15 jaar is = 2,8 halveringstijd<strong>en</strong><br />
5,<br />
3<br />
Methode 1 Lees de rester<strong>en</strong>de fractie uit de grafiek af, dit is 0,14.<br />
A = 014 µ 2,38 GBq<br />
= <strong>03</strong>3 GBq<br />
= 330 MBq<br />
Methode 2 A = 2,38 (½) 2,8 GBq<br />
= 0,34 GBq<br />
= 340 MGq.<br />
Opmerking:<br />
Het verschil tuss<strong>en</strong> beide antwoord<strong>en</strong> berust op afrondingsfout<strong>en</strong>: het aflez<strong>en</strong> van de grafiek kan niet<br />
zo nauwkeurig als het uitrek<strong>en</strong><strong>en</strong> met de formule. Dit verschil is in dit geval echter niet belangrijk.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Voorbeeld 3:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 7 / 40<br />
De activiteit van e<strong>en</strong> jodium-123 bron (halveringstijd 13,2 uur) is 100 GBq. Hoeveel is er na 10 dag<strong>en</strong><br />
nog over ?<br />
Oplossing:<br />
10 dag<strong>en</strong> is 10 µ 24 = 240 uur<br />
240<br />
240 uur is = 18,2 halveringstijd<strong>en</strong><br />
13,<br />
2<br />
Methode 1<br />
Dit is niet rechtstreeks uit de grafiek af te lez<strong>en</strong>. Daarom del<strong>en</strong> we het probleem in stukk<strong>en</strong>:<br />
Na 10 halveringstijd<strong>en</strong> is er e<strong>en</strong> fractie 0,001 over, dus:<br />
0,001 µ 100GBq = 0,1 GBq<br />
= 100 MBq<br />
8,2 halveringstijd<strong>en</strong> later is er van die 100MBq nog e<strong>en</strong> fractie 0,0<strong>03</strong>4 over. Dat<br />
is dus<br />
0,0<strong>03</strong>4 µ 100 MBq = 0,34 MBq<br />
= 340 kBq<br />
We kunn<strong>en</strong> dit ook in één keer opschrijv<strong>en</strong>:<br />
Na 18,2 halveringstijd<strong>en</strong> is er nog:<br />
0.001 µ 0,0<strong>03</strong>4 µ 100 GBq = 0,00<strong>03</strong>4 GBq<br />
= 340 kBq<br />
Methode 2<br />
(zie de opmerking bij voorbeeld 2)<br />
A =(½) 18,2 µ 100GBq<br />
= 332 kBq.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
WERKBLAD “KWADRATENWET”<br />
Voorbeeld 1:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Het dosistempo op 1 meter afstand van e<strong>en</strong> gammabron is 30 µSv/h.<br />
Hoe groot is dat op 50 cm <strong>en</strong> op 5 m ?<br />
op 50 cm = 0,5 m afstand:<br />
op 5 m afstand:<br />
of:<br />
H 2<br />
= 1<br />
30 x µSv/ h<br />
2<br />
(0,5)<br />
=<br />
1<br />
30 x µSv/ h<br />
0, 25<br />
= 120 µSv/h<br />
H 2<br />
1<br />
= 30 x µSv/h<br />
2<br />
5<br />
=<br />
1<br />
3 0 x µSv/h<br />
25<br />
= 1,2 µSv/h<br />
H = x 120µSv/h<br />
10<br />
= 1,2 µSv/h<br />
pag 8 / 40<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
1 2
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Voorbeeld 2:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Het dosistempo op 3 meter afstand van e<strong>en</strong> gammabron is 20 µSv/h.<br />
Hoeveel is dat op 10 m, 10 cm <strong>en</strong> 2 m afstand?<br />
op 10 m afstand:<br />
op 10 cm = 0,1 m afstand:<br />
of:<br />
H 2<br />
3<br />
= 20 x µSv/h<br />
2<br />
10<br />
9<br />
= 20 x µSv/h<br />
100<br />
= 1,8 µSv/h<br />
H 2<br />
3<br />
= 20 x µSv/h<br />
(0,1)<br />
9<br />
= 20 x µSv/h<br />
0,01<br />
= 18000 µSv/h<br />
= 18 mSv/h<br />
10 cm is 100 maal kleinere afstand dan 10m, dus:<br />
H = 1,8 µ (100) 2 µSv/h<br />
= 18000 µSv/h<br />
= 18<br />
op 2 m afstand:<br />
H 2<br />
3<br />
= 20 x µSv/h<br />
2<br />
2<br />
9<br />
= 20 x µSv/h<br />
4<br />
= 45 µSv/h<br />
pag 9 / 40<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
WERKBLAD “AFSCHERMING”<br />
Voorbeeld 1:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 10 / 40<br />
Op 3 m afstand van e<strong>en</strong> gammabron heerst e<strong>en</strong> dosistempo van 70 µSv/h. M<strong>en</strong> plaatst tuss<strong>en</strong> de bron<br />
<strong>en</strong> het meetpunt e<strong>en</strong> afscherming ter grootte van 6 halveringsdikt<strong>en</strong>. De buildup factor bedraagt 5,3.<br />
Hoe groot is nu het dosistempo op het meetpunt ?<br />
Oplossing:<br />
Vul dit in:<br />
toelichting:<br />
Voorbeeld 2:<br />
I =<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
d<br />
D<br />
⎛1⎞ B× ⎜ ⎟ × I<br />
⎝2⎠ Ι0 = 70 µSv/h ; d/D = 6 B = 5,3<br />
Ι =<br />
6<br />
5,3 x ( 1/<br />
2)<br />
x 70 µSv/h<br />
=<br />
5,3 x 70<br />
µSv/h<br />
60<br />
= 5,8 µSv/h<br />
6<br />
⎛ 1 ⎞ 1<br />
⎜ ⎟ = = 6<br />
⎝ 2 ⎠ 2<br />
1<br />
64<br />
Op 2 m afstand van e<strong>en</strong> gammabron heerst e<strong>en</strong> dosistempo van 450 µSv/h. Met e<strong>en</strong> geschikte<br />
afscherming wil m<strong>en</strong> dit terugbr<strong>en</strong>g<strong>en</strong> naar 2 µSv/h. De halveringsdikte in lood bedraagt voor deze<br />
gamma-<strong>en</strong>ergie 0,5 cm. Hoeveel lood is er nodig? (Verwaarloos de buildup.)<br />
Oplossing:<br />
De rester<strong>en</strong>de fractie aan int<strong>en</strong>siteit is na de b<strong>en</strong>odigde afscherming (I = 2 µSv/h, I0 = 450 µSv/h):<br />
Ι<br />
Ι0<br />
=<br />
2<br />
450<br />
= 0,0044<br />
Het aantal halveringsdikt<strong>en</strong> kan word<strong>en</strong> afgelez<strong>en</strong> uit de grafiek. Er zijn 7,8 halveringsdikt<strong>en</strong> nodig.<br />
Dat is 7,8 µ 0,5 cm = 3,9 cm.<br />
0
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Voorbeeld 3:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
M<strong>en</strong> plaatst e<strong>en</strong> Sr-90/Y-90 bron in e<strong>en</strong> perspex potje met e<strong>en</strong> wanddikte van 3 mm.<br />
Is dat voldo<strong>en</strong>de om alle ß-deeltjes af te scherm<strong>en</strong> ?<br />
Gegev<strong>en</strong>s:<br />
– Sr-90: maximale bèta-<strong>en</strong>ergie 0,54 MeV<br />
– Y-90: maximale bèta-<strong>en</strong>ergie 2,25 MeV<br />
– Dichtheid perspex 1,2 g/cm 3<br />
Oplossing:<br />
Gebruik de vuistregel voor de dracht van bèta-deeltjes:<br />
dracht (cm) µ dichtheid (g/cm 3 ) = 0,5 µ <strong>en</strong>ergie (MeV)<br />
pag 11 / 40<br />
Bekijk de dracht in perspex van de bèta-deeltjes van Y-90, want deze hebb<strong>en</strong> de hoogste <strong>en</strong>ergie <strong>en</strong><br />
dring<strong>en</strong> het verste door.<br />
Invull<strong>en</strong>:<br />
– dracht (cm) µ 1,2 = 0,5 µ 2,25<br />
0,5 x 2,25<br />
– dracht (cm) = = 0,9 cm = 9 mm<br />
1,2<br />
De dracht in perspex is groter dan de wanddikte van het potje, dus niet alle ß-deeltjes word<strong>en</strong><br />
afgeschermd.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
WERKBLAD “GAMMABRONNEN”<br />
Voorbeeld 1:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 12 / 40<br />
M<strong>en</strong> beschikt over e<strong>en</strong> Co-60 bron van 100 GBq. De gammadosisconstante bedraagt 0,34 µSv/h op<br />
e<strong>en</strong> afstand van één meter bij e<strong>en</strong> bronsterkte van 1 MBq.<br />
De halveringsdikte van lood voor e<strong>en</strong> Co-60 bron is 1,1 cm.<br />
Gevraagd:<br />
Het stralingsniveau op 3 meter afstand wanneer de bron in e<strong>en</strong> lod<strong>en</strong> pot met e<strong>en</strong> wanddikte van 5 cm<br />
is geplaatst.<br />
Oplossing:<br />
Stap 1<br />
Berek<strong>en</strong> het stralingsniveau op 1 meter afstand van de onafgeschermde bron.<br />
De bronsterkte is 100 GBq = 100 µ 1000 MBq<br />
= 10 2 µ 10 3 MBq<br />
= 10 5 MBq.<br />
5<br />
3<br />
Stralingsniveau op 1 meter: 10 x 0,34 µSv/h = 34 x 10 µSv/h<br />
Stap 2<br />
Berek<strong>en</strong> het stralingsniveau op 3 meter afstand van de onafgeschermde bron (kwadrat<strong>en</strong>wet).<br />
( 3 m)<br />
H =<br />
Stap 3<br />
Berek<strong>en</strong> het effect van de afscherming.<br />
5 c<strong>en</strong>timeter lood is 5/1,1 = 4,5 halveringsdikt<strong>en</strong><br />
=<br />
=<br />
( 1 m)<br />
H<br />
2<br />
3<br />
<br />
3<br />
34× 10<br />
µSv / h<br />
2<br />
3<br />
3<br />
34× 10<br />
µSv / h<br />
2<br />
3<br />
= 3,8µ10 3 µSv/h<br />
Dat geeft e<strong>en</strong> verzwakking (zie grafiek) van e<strong>en</strong> factor 0,045.<br />
Het stralingsniveau op 3 meter van de afgeschermde bron wordt:<br />
3,8µ10 3 µ 0,045 = 170 µSv/h<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Voorbeeld 2:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 13 / 40<br />
M<strong>en</strong> moet e<strong>en</strong> aantal werkzaamhed<strong>en</strong> verricht<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> onafgeschermde Cs-137 bron van 200 MBq.<br />
M<strong>en</strong> kan kiez<strong>en</strong> uit twee mogelijkhed<strong>en</strong>:<br />
mogelijkheid a: Zonder speciaal gereedschap.<br />
De werkafstand is dan 30 cm, de tijdsduur e<strong>en</strong> half uur.<br />
mogelijkheid b: Met speciaal gereedschap.<br />
De werkafstand wordt nu 80 cm <strong>en</strong> de tijdsduur wordt nu vijf kwartier.<br />
Gevraagd:<br />
Welke methode heeft de voorkeur?<br />
Gegev<strong>en</strong>: Cs-137 heeft e<strong>en</strong> gammadosisconstante van 0,086 µSv/h op één meter afstand van e<strong>en</strong> bron<br />
van 1 MBq.<br />
Oplossing:<br />
Berek<strong>en</strong> eerst het stralingsniveau op 1 meter afstand van de bron.<br />
Bronsterkte: 200 MBq, gammadosisconstante 0,086 µSvµm 2 /MBqµh<br />
Stralingsniveau op 1 meter: 200 µ 0,086 = 17,2 µSv/h<br />
Mogelijkheid a:<br />
Het stralingsniveau op 30 cm van de bron is (kwadrat<strong>en</strong>wet):<br />
H = 191 µSv/h<br />
( 0,3)<br />
In vijf kwartier (1¼ uur = 1,25 uur) wordt e<strong>en</strong> dosis van 1,25 µ 27 = 34 µSv ontvang<strong>en</strong>.<br />
Methode b verdi<strong>en</strong>t dus de voorkeur.<br />
17,2 2 = LET OP: 30 cm = 0,3m!<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Voorbeeld 3:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Op 4,5 m afstand van e<strong>en</strong> onafgeschermde Cs-137 bron heerst e<strong>en</strong> dosistempo van 85 µSv/h.<br />
Hoe sterk is de bron?<br />
pag 14 / 40<br />
Gegev<strong>en</strong>: Cs-137 heeft e<strong>en</strong> gammadosisconstante van 0,086 µSv/h op één meter afstand bij e<strong>en</strong><br />
bronsterkte van 1 MBq.<br />
Oplossing:<br />
Berek<strong>en</strong> eerst het dosistempo op 1 m afstand:<br />
ofwel:<br />
( 4,5 m)<br />
Η =<br />
( )<br />
( ) 2<br />
1 m<br />
4,5<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
Η <br />
( 1 m)<br />
H = 85 µ 20.25 µSv/h<br />
= 1720 µSv/h<br />
H = ( ) ( ) 2<br />
4,5 m x 4,5 m<br />
Nu levert 1 MBq op e<strong>en</strong> afstand van 1 m e<strong>en</strong> dosistempo van 0,086 µSv/h op.<br />
1720 3<br />
De activiteit is dus:<br />
= 20µ10 MBq<br />
0,086<br />
= 20 GBq
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
WERKBLAD “ACTIVITEITSMETING”<br />
pag 15 / 40<br />
M<strong>en</strong> voert e<strong>en</strong> besmettingscontrole uit van e<strong>en</strong> tafeloppervlak. De detector heeft e<strong>en</strong> oppervlak van<br />
200 cm 2 .<br />
Er wordt e<strong>en</strong> besmetting van ongeveer 3000 cm 2 vastgesteld.<br />
Bov<strong>en</strong> het besmette deel van het tafeloppervlak meet m<strong>en</strong> 890 cps (counts per second), bov<strong>en</strong> e<strong>en</strong><br />
"schoon" stuk tafel meet m<strong>en</strong> 10 cps (achtergrond).<br />
M<strong>en</strong> wil de grootte van de besmetting vaststell<strong>en</strong>, daarom wordt e<strong>en</strong> ijkmeting uitgevoerd met e<strong>en</strong><br />
bek<strong>en</strong>d preparaat. Op het preparaat is 20 Bq/cm 2 van de betreff<strong>en</strong>de radionuclide aanwezig; de meter<br />
wijst nu 170 cps aan.<br />
Gevraagd:<br />
a. Het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de detector<br />
b. De grootte van de besmetting, uitgedrukt in Bq/cm 2 .<br />
c. De totale activiteit van de besmetting.<br />
Antwoord a:<br />
Het ijkpreparaat bevat 20 Bq/cm 2 . De detector heeft e<strong>en</strong> oppervlak van 200 cm 2 . In het “gezichtsveld”<br />
van de detector is dus 4000 Bq aanwezig (aanname: preparaatgrootte minimaal 200 cm 2 ).<br />
Dat levert netto 170 – 10 = 160 cps op (LET OP: achtergrondcorrectie).<br />
160<br />
Het detectorr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t is dus = 0,04 ofwel 4%<br />
4000<br />
Antwoord b:<br />
De besmetting geeft netto e<strong>en</strong> teltempo van 890 - 10 = 880 cps.<br />
We kunn<strong>en</strong> nu de besmetting op twee manier<strong>en</strong> uitrek<strong>en</strong><strong>en</strong>:<br />
Methode 1:<br />
Onder (a) hebb<strong>en</strong> we gezi<strong>en</strong> dat 20 Bq/cm 2 overe<strong>en</strong>komt met netto 160 cps, ofwel 1 Bq/cm 2 komt<br />
160<br />
overe<strong>en</strong> met = 8 cps<br />
20<br />
880 3<br />
De besmetting is dus = 110 Bq/cm<br />
8<br />
Methode 2:<br />
Het meetr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t (detectier<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t) is 4% <strong>en</strong> we met<strong>en</strong> 880 cps. Dat wil zegg<strong>en</strong> dat 1% van alle<br />
880<br />
desintegraties in het gezichtsveld van de detector overe<strong>en</strong>komt met = 220 Bq ;<br />
4<br />
dus 100% is 100 µ 220 = 22000Bq<br />
880<br />
of: = 22000 Bq<br />
0,04<br />
In het gezichtsveld van de detector (200 cm 2 ) is dus 22000 Bq, d.w.z. de besmetting is<br />
22000 2<br />
= 110Bq/cm<br />
200<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Antwoord c:<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Het oppervlak van de besmetting bedraagt 3000 cm 2 ;<br />
er is dus in totaal aanwezig 3000 µ 110 = 330000 Bq<br />
= 330µ10 3 Bq<br />
= 330 kBq.<br />
pag 16 / 40<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Deel 2 Oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong><br />
Oef<strong>en</strong>opgave 1<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 17 / 40<br />
Radioactief verval<br />
Op e<strong>en</strong> dag wordt e<strong>en</strong> aantal mal<strong>en</strong> onder gelijk blijv<strong>en</strong>de meetomstandighed<strong>en</strong> de telsnelheid van e<strong>en</strong><br />
onbek<strong>en</strong>de radioactieve bron gemet<strong>en</strong> (zie tabel).<br />
De onbek<strong>en</strong>de bron bevat of de radionuclide "A" of de radionuclide "B".<br />
Van deze twee radionuclid<strong>en</strong> is het volg<strong>en</strong>de bek<strong>en</strong>d:<br />
– voor A: de halveringstijd is 6.0 uur; e<strong>en</strong> bron van 100 kBq geeft in dezelfde opstelling, gemet<strong>en</strong> als<br />
de onbek<strong>en</strong>de bron 46530 cps (= counts per second).<br />
– voor B: de halveringstijd is 13.0 uur; e<strong>en</strong> bron van 25 kBq geeft in dezelfde opstelling, gemet<strong>en</strong> als<br />
de onbek<strong>en</strong>de bron, 10405 cps.<br />
Voor alle meting<strong>en</strong> geldt, dat het teltempo t<strong>en</strong> gevolge van de achtergrond 30 cps bedraagt.<br />
Tijdstip (h) Teltempo (cps)<br />
08.00 16305<br />
09.30 13717<br />
11.00 11506<br />
13.00 9160<br />
14.30 7682<br />
16.00 6491<br />
Gevraagd:<br />
a. Zet de meetgegev<strong>en</strong>s in e<strong>en</strong> logaritmische grafiek uit <strong>en</strong> bepaald met deze grafiek de<br />
halveringstijd van de onbek<strong>en</strong>de bron.<br />
Laat goed zi<strong>en</strong> hoe uw antwoord tot stand komt.<br />
b. Geef aan om welk van de radionuclid<strong>en</strong> A of B het gaat.<br />
c. Wat is de activiteit van de bron om 08.00 uur ’s ocht<strong>en</strong>ds ?<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Radioactiviteit<br />
Met behulp van e<strong>en</strong> scintillatie-detector wordt de telsnelheid van e<strong>en</strong> Cu-64 bron van onbek<strong>en</strong>de<br />
bronsterkte op e<strong>en</strong> aantal tijdstipp<strong>en</strong> gemet<strong>en</strong>.<br />
In de onderstaande tabel zijn de gemet<strong>en</strong> telsnelhed<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong>.<br />
Tijdstip Telsnelheid in cps<br />
maandag 09.00 uur 9825<br />
maandag 16.00 uur 6510<br />
dinsdag 09.00 uur 2620<br />
dinsdag 16.00 uur 2010<br />
wo<strong>en</strong>sdag 09.00 uur 720<br />
wo<strong>en</strong>sdag 16.00 uur 525<br />
donderdag 09.00 uur 230<br />
donderdag 16.00 uur 145<br />
De meetopstelling wordt geijkt met behulp van e<strong>en</strong> ijkbron van Cu-64:<br />
15 kBq levert 4720 cps (= counts per second) op.<br />
De meetopstelling blijft gedur<strong>en</strong>de alle meting<strong>en</strong> gelijk.<br />
Het teltempo t<strong>en</strong> gevolge van de achtergrond bedraagt 14 cps.<br />
Gevraagd:<br />
a. Zet de telsnelheid van de onbek<strong>en</strong>de bron als functie van de tijd uit op logaritmisch papier.<br />
b. Bepaal de halveringstijd.<br />
c. Berek<strong>en</strong> het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de gebruikte meetopstelling.<br />
d. Hoe groot was de bronsterkte op maandag 9 uur ?<br />
pag 18 / 40<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 3<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Afscherming<br />
In e<strong>en</strong> laboratorium wordt voor bepaalde meting<strong>en</strong> gewerkt met e<strong>en</strong> Co-60 bron.<br />
Hiertoe wordt de bron geplaatst in e<strong>en</strong> meetopstelling met e<strong>en</strong> afscherming van 8,4 cm ijzer.<br />
Achter deze afscherming wordt e<strong>en</strong> dosistempo gemet<strong>en</strong> van 0,31 mSv/h op 3 m van de bron.<br />
Het dosistempo van de onafgeschermde bron bedraagt op dezelfde afstand 5,0 mSv/h.<br />
Gevraagd:<br />
a. Berek<strong>en</strong> de halveringsdikte van ijzer voor de gammastraling van Co-60.<br />
b. M<strong>en</strong> besluit in plaats van ijzer, beton als afscherming te gebruik<strong>en</strong>.<br />
Berek<strong>en</strong> welke dikte aan beton nodig is om dezelfde afscherm<strong>en</strong>de werking te verkrijg<strong>en</strong>.<br />
De halveringsdikte van de gammastraling in beton is 5,5 cm.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 4<br />
Afscherming<br />
E<strong>en</strong> afscherming voor flesjes bestaat uit lood.<br />
E<strong>en</strong> onafgeschermd flesje, gevuld met e<strong>en</strong> oplossing van e<strong>en</strong> bepaalde radioactieve stof, geeft e<strong>en</strong><br />
dosistempo van 16 mSv/h op 5 cm afstand van de bron.<br />
Gegev<strong>en</strong>:<br />
Voor lood is voor de betrokk<strong>en</strong> gammastraling de halveringsdikte D = 0,32 mm.<br />
M<strong>en</strong> mag aannem<strong>en</strong>, dat de activiteit zich als puntbron midd<strong>en</strong> in het voorraadflesje bevindt.<br />
pag 19 / 40<br />
Gevraagd:<br />
a. Berek<strong>en</strong> het dosistempo op 5 cm afstand bij e<strong>en</strong> afgeschermd flesje.<br />
De dikte van lood is 3 mm (neem aan, dat de buildup gelijk is aan 1).<br />
b. E<strong>en</strong> afscherming van 2 mm wolfraam levert e<strong>en</strong> dosistempo op 5 cm afstand van de bron van 0,05<br />
mSv/h.<br />
Hoe groot is de halveringsdikte van wolfraam voor deze gammastraling ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 5<br />
Afscherming<br />
M<strong>en</strong> meet de verzwakking als e<strong>en</strong> nauwe, gecollimeerde bundel straling door e<strong>en</strong> waterbak valt.<br />
De dikte van de waterlaag is 15 cm.<br />
Het dosistempo zonder waterlaag is 1000 µGy/h <strong>en</strong> met waterlaag 15 µGy/h.<br />
Gevraagd:<br />
a. Berek<strong>en</strong> de halveringsdikte van de straling in water.<br />
b. Bij e<strong>en</strong> tweede meting gebruikt m<strong>en</strong> in plaats van water e<strong>en</strong> andere absorber met e<strong>en</strong><br />
halveringsdikte van 1,8 cm <strong>en</strong> e<strong>en</strong> dikte van 12 cm.<br />
Berek<strong>en</strong> het dosistempo achter de afscherming.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 6<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 20 / 40<br />
Besmetting<br />
Voor de besmettingscontrole van tafeloppervlakk<strong>en</strong> gebruikt m<strong>en</strong> e<strong>en</strong> Geiger-Müller-detector met e<strong>en</strong><br />
detectoroppervlak van 100 cm 2 .<br />
M<strong>en</strong> constateert e<strong>en</strong> besmetting met I-125, die (gelijkmatig) verspreid is over e<strong>en</strong> oppervlak van 1500<br />
cm 2 . Bov<strong>en</strong> het besmette deel meet m<strong>en</strong> 596 cps (= counts per second).<br />
De ijktabel van de monitor vermeldt, dat 250 cps overe<strong>en</strong>komt met 50 Bq/cm 2 .<br />
Bov<strong>en</strong> e<strong>en</strong> schoon stuk van de tafel meet m<strong>en</strong> 3 cps.<br />
Gevraagd:<br />
a. Berek<strong>en</strong> het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de monitor in proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong>.<br />
b. Berek<strong>en</strong> de totale besmetting op de tafel.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 7<br />
Besmetting<br />
Tijd<strong>en</strong>s controlemeting<strong>en</strong> constateert m<strong>en</strong> op e<strong>en</strong> laboratoriumtafel e<strong>en</strong> besmetting met e<strong>en</strong><br />
radionuclide over e<strong>en</strong> oppervlak van 2500 cm 2 .<br />
De hierbij gebruikte besmettingsmonitor heeft e<strong>en</strong> meetoppervlak van 100 cm 2 .<br />
M<strong>en</strong> meet bov<strong>en</strong> de besmetting 1450 cps (= counts per second).<br />
Bov<strong>en</strong> e<strong>en</strong> schoon stuk van de tafel meet m<strong>en</strong> 13 cps.<br />
De ijktabel van de besmettingsmonitor geeft aan, dat 100 cps overe<strong>en</strong>komt met 1,94 Bq/cm 2 .<br />
M<strong>en</strong> maakt het besmette oppervlak schoon <strong>en</strong> meet daarna opnieuw.<br />
De monitor geeft dan 286 cps aan.<br />
Gevraagd:<br />
a. Berek<strong>en</strong> hoeveel van de radionuclide voor het schoonmak<strong>en</strong> op de tafel ligt.<br />
b. Hoeveel is er na het schoonmak<strong>en</strong> over ?<br />
c. Berek<strong>en</strong> het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de besmettingsmonitor voor dit nuclide.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 8<br />
Het dosistempo op 4 meter afstand van e<strong>en</strong> puntvormige natrium-22 bron bedraagt 10 µSv/h.<br />
De gammadosisconstante van natrium-22 is 0,31 microsievert per uur op e<strong>en</strong> afstand van één meter bij<br />
e<strong>en</strong> bronsterkte van één megabecquerel.<br />
Gevraagd:<br />
Hoe sterk is de bron?<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 9<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 21 / 40<br />
Inw<strong>en</strong>dige besmetting<br />
Iemand loopt tijd<strong>en</strong>s zijn werkzaamhed<strong>en</strong> e<strong>en</strong> inw<strong>en</strong>dige besmetting op met cesium-137 (Cs-137) t<strong>en</strong><br />
gevolge van inslikk<strong>en</strong>.<br />
Door meting wordt vastgesteld dat ongeveer 2 kBq ingeslikt is.<br />
In e<strong>en</strong> tabell<strong>en</strong>boek vindt m<strong>en</strong> de volg<strong>en</strong>de gegev<strong>en</strong>s over diverse cesium-isotop<strong>en</strong>.<br />
Inhalatie Ingestie<br />
Dosisconversiecoëfficiënt<br />
(mSv/MBq)<br />
Cs-129 4,5µ10 -2 6,4µ10 -2<br />
Cs-130 9,5µ10 -3 2,8µ10 -2<br />
Cs-131 4,5µ10 -2 6,8µ10 -2<br />
Cs-134m 1,3µ10 -2 2,0µ10 -2<br />
Cs-134 1,3µ10 1 2,1µ10 1<br />
Cs-137 8,8µ10 0 1,4µ10 1<br />
Dosisconversiecoëfficiënt<br />
(mSv/MBq)<br />
Maak e<strong>en</strong> schatting van de (effectieve) volgdosis t<strong>en</strong> gevolge van deze besmetting.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 10<br />
Huidbesmetting<br />
M<strong>en</strong> beschikt over e<strong>en</strong> fosfor-32 (P-32) bron van 3 MBq. P-32 is e<strong>en</strong> zuivere bèta-emitter <strong>en</strong> het aantal<br />
uitgezond<strong>en</strong> bèta-deeltjes per desintegratie is 1 (emissie-waarschijnlijkheid 1). De maximale bèta<strong>en</strong>ergie<br />
bedraagt 1,71 MeV.<br />
Gevraagd:<br />
Hoe groot is het huid-dosistempo op 30 cm afstand van de bron ?<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 11<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 22 / 40<br />
Afscherming<br />
M<strong>en</strong> heeft de beschikking over e<strong>en</strong> goud-198 (Au-198) bron van 30 GBq.<br />
De gammadosisconstante van Au-198 bedraagt 0,06 microsievert per uur op e<strong>en</strong> afstand van één meter<br />
bij e<strong>en</strong> bronsterkte van 1 MBq (0,06 µSv m 2 /MBq h).<br />
(a) Gevraagd:<br />
Hoe groot is het dosistempo op 60 cm afstand?<br />
(b) M<strong>en</strong> besluit om deze bron af te scherm<strong>en</strong> met lood. De halveringsdikte bedraagt voor lood voor de<br />
betreff<strong>en</strong>de straling 1,1 cm.<br />
Gevraagd:<br />
Hoeveel lood is er nodig om te zorg<strong>en</strong> dat het stralingsniveau op 60 cm afstand 5 µSv/h bedraagt ?<br />
(c) In plaats van lood wordt nu beton als afscherming gebruikt.<br />
E<strong>en</strong> afscherming van 36 cm beton levert e<strong>en</strong> dosistempo op van 10 µSv per uur op 60 cm afstand.<br />
Gevraagd:<br />
Hoe groot is de halveringsdikte voor beton voor de betreff<strong>en</strong>de straling ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 12<br />
Huidbesmetting<br />
Iemand loopt tijd<strong>en</strong>s het werk e<strong>en</strong> huidbesmetting met e<strong>en</strong> bèta-emitter ter grootte van 10 Bq/cm 2 op.<br />
Na twee uur wordt de besmetting ontdekt <strong>en</strong> verwijderd.<br />
Gevraagd:<br />
Hoe groot is de huiddosis als gevolg van deze besmetting?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 13<br />
Optimalisatie<br />
Het dosistempo op één meter afstand van e<strong>en</strong> Co-60 bron bedraagt 80 µSv/h.<br />
Gevraagd:<br />
Wat levert de hoogste dosis op:<br />
1 uur werk<strong>en</strong> op 50 cm afstand<br />
OF<br />
e<strong>en</strong> kwartier werk<strong>en</strong> op 30 cm afstand.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 14<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Gamma-bron<br />
E<strong>en</strong> radionuclide z<strong>en</strong>dt foton<strong>en</strong> van 1,6 MeV uit. Per verval-proces wordt één foton uitgezond<strong>en</strong><br />
(emissie-waarschijnlijkheid 1).<br />
Gevraagd:<br />
Hoe groot is het dosistempo op één meter afstand van e<strong>en</strong> onafgeschermde bron van 20 GBq ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 15<br />
Gamma- <strong>en</strong> neutron<strong>en</strong>bron<br />
M<strong>en</strong> doet e<strong>en</strong> meting van het dosistempo op 5 m afstand van e<strong>en</strong> radioactieve bron die behalve<br />
foton<strong>en</strong> ook neutron<strong>en</strong> uitz<strong>en</strong>dt.<br />
M<strong>en</strong> meet het volg<strong>en</strong>de:<br />
– foton<strong>en</strong>-dosistempo 10 µSv/h<br />
– neutron<strong>en</strong>-dosistempo 5 µSv/h.<br />
Gevraagd:<br />
Hoe groot is het totale dosistempo op 1 m afstand van de bron ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 16<br />
Gamma- <strong>en</strong> bèta-bron<br />
M<strong>en</strong> beschikt over e<strong>en</strong> radioactieve bron die zowel bèta- als gammastraling uitz<strong>en</strong>dt.<br />
De dracht van de bèta-deeltjes is 2 m.<br />
De activiteit van de bron bedraagt 5 MBq.<br />
De emissie-waarschijnlijkheid van de bèta-deeltjes is 0,5.<br />
De gamma-<strong>en</strong>ergie is 4 MeV, de emissie-waarschijnlijkheid van de foton<strong>en</strong> is 1.<br />
Gevraagd:<br />
(a) Het dosistempo op 50 cm afstand van de bron<br />
(b) Het dosistempo op 3 m afstand van de bron<br />
pag 23 / 40<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 17<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Besmetting<br />
Bij controle van e<strong>en</strong> werktafel treft m<strong>en</strong> e<strong>en</strong> besmetting met I-123 aan.<br />
Het meetinstrum<strong>en</strong>t dat m<strong>en</strong> gebruikt is geijkt in counts per second (cps).<br />
Het oppervlak van de monitor is 200 cm 2 .<br />
Uit de ijktabel van de monitor leest m<strong>en</strong> af dat 1 cps voor I-123 overe<strong>en</strong>komt met 0,5 Bq/cm 2 .<br />
Het teltempo t<strong>en</strong> gevolge van de achtergrond blijkt 40 cps te zijn.<br />
Op achtere<strong>en</strong>volg<strong>en</strong>de tijdstipp<strong>en</strong> meet m<strong>en</strong> de volg<strong>en</strong>de waard<strong>en</strong> voor het teltempo:<br />
Tijdstip (h) Teltempo (cps)<br />
maandag 08.00 uur 100020<br />
12.00 uur 81091<br />
17.00 uur 62380<br />
dinsdag 08.00 uur 28399<br />
12.00 uur 23027<br />
17.00 17707<br />
Gevraagd:<br />
(a) Zet het teltempo als functie van de tijd uit op logaritmisch papier <strong>en</strong> bepaal de halveringstijd.<br />
(b) Hoe groot was de besmetting maandagmorg<strong>en</strong> om 08.00 uur uitgedrukt in Bq/cm 2 ?<br />
(c) Hoe groot is de besmetting dinsdagmiddag om 14.00 uur uitgedrukt in Bq/cm 2 ?<br />
(d) Hoe groot is het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de detector ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 18<br />
pag 24 / 40<br />
Jodium-123 wordt onder andere gebruikt voor diagnostiek van schildklieraando<strong>en</strong>ing<strong>en</strong>.<br />
Jodium-123 heeft e<strong>en</strong> halveringstijd van 13 uur.<br />
M<strong>en</strong> wil voor e<strong>en</strong> onderzoek bij e<strong>en</strong> patiënt 150 MBq gebruik<strong>en</strong>. Het onderzoek wordt om 15.00 uur<br />
uitgevoerd. Het jodium-123 preparaat wordt de dag te vor<strong>en</strong> om 6.00 uur bereid.<br />
Wat is de activiteit van het preparaat op het mom<strong>en</strong>t dat het wordt bereid ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 19<br />
Het stralingsniveau op 2 meter afstand van e<strong>en</strong> cobalt-60 bron is 100 µSv/h. Met e<strong>en</strong> geschikte<br />
afscherming wil m<strong>en</strong> dit terugbr<strong>en</strong>g<strong>en</strong> naar 10 µSv/h. Het afschermingsmateriaal dat m<strong>en</strong> wil<br />
gebruik<strong>en</strong> is beton. De halveringsdikte van beton voor de straling die door cobalt-60 wordt<br />
uitgezond<strong>en</strong> is 6,1 cm. Hoe dik wordt de afscherming ?<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 20<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
E<strong>en</strong> cesium-137 bron z<strong>en</strong>dt gammastraling uit met e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergie van 662 keV <strong>en</strong> e<strong>en</strong><br />
emissiewaarschijnlijkheid van 0,85. De activiteit van deze bron bedraagt 5 GBq.<br />
Berek<strong>en</strong> op basis van deze gegev<strong>en</strong>s het stralingsniveau op 80 cm afstand van de bron.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 21<br />
De gammadosisconstante van radium-226 is 0,22 µSv/h op 1 m afstand van e<strong>en</strong> bron van 1 MBq.<br />
M<strong>en</strong> meet op 1,5 m afstand van e<strong>en</strong> radium-226 bron e<strong>en</strong> stralingsniveau van 30 µSv/h.<br />
Wat is de activiteit van deze bron ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 22<br />
Iemand loopt bij werkzaamhed<strong>en</strong> op e<strong>en</strong> laboratorium e<strong>en</strong> huidbesmetting met e<strong>en</strong> bètastraler op.<br />
Hij merkt dit na anderhalf uur op. De besmetting bedraagt 500 Bq, verdeeld over 20 cm 2<br />
De besmetting wordt verwijderd door wass<strong>en</strong>.<br />
Wat is de huiddosis die deze persoon als gevolg van de besmetting heeft ontvang<strong>en</strong> ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 23<br />
pag 25 / 40<br />
M<strong>en</strong> wil e<strong>en</strong> fosfor-32 bron afscherm<strong>en</strong> met aluminium. Fosfor-32 z<strong>en</strong>dt bètastraling uit met e<strong>en</strong><br />
maximale <strong>en</strong>ergie van 1,7 MeV. De soortelijke massa van aluminium is 2,7 g/cm 3 . Hoe dik moet de<br />
afscherming minst<strong>en</strong>s zijn als we de bron volledig will<strong>en</strong> afscherm<strong>en</strong> ?<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 24<br />
M<strong>en</strong> heeft e<strong>en</strong> cobalt-60 bron met e<strong>en</strong> activiteit van 10 GBq. De halveringstijd van Cobalt-60 is 5,3<br />
jaar. Hoe lang duurt het tot de bron e<strong>en</strong> activiteit heeft van 2 MBq ?<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Deel 3 Huiswerk<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
1. U wilt aan e<strong>en</strong> collega uitlegg<strong>en</strong> wat e<strong>en</strong> atoom is <strong>en</strong> hoe het is opgebouwd. Hoe legt u dat uit?<br />
123<br />
2. Jodium-123 wordt ook wel g<strong>en</strong>oteerd als 53 Ι<br />
Hoeveel proton<strong>en</strong>, neutron<strong>en</strong> <strong>en</strong> elektron<strong>en</strong> bevat e<strong>en</strong> jodium-123 atoom?<br />
pag 26 / 40<br />
3. Uranium-238, ook wel g<strong>en</strong>oteerd als 238<br />
92 U vertoont alfaverval. Het vervalproduct is e<strong>en</strong> vorm van<br />
thorium (symbool Th). Hoe luidt de reactievergelijking?<br />
32<br />
4. Fosfor-32, ook wel g<strong>en</strong>oteerd als 15 Ρ vertoont bèta-min verval. Het vervalproduct is e<strong>en</strong> vorm van<br />
zwavel (symbool S). Hoe luidt de reactievergelijking?<br />
5. U wilt ook aan uw collega uitlegg<strong>en</strong> wat het begrip halveringstijd betek<strong>en</strong>t. Hoe pakt u dat aan?<br />
6. Hoeveel is er over van e<strong>en</strong> radioactieve stof na 7 halveringstijd<strong>en</strong>?<br />
7. Goed of fout:<br />
– Alfastraling is afkomstig uit de atoomkern. goed/fout<br />
– Gammastraling is afkomstig uit de elektron<strong>en</strong>schill<strong>en</strong>. goed/fout<br />
– Röntg<strong>en</strong>straling is afkomstig uit de elektron<strong>en</strong>schill<strong>en</strong>. goed/fout<br />
– Bètastraling is afkomstig uit de atoomkern. goed/fout<br />
– Activiteit <strong>en</strong> hoeveelheid stof zijn id<strong>en</strong>tiek aan elkaar. goed/fout<br />
– Bèta-plus straling is e<strong>en</strong> vorm van deeltjesstraling. goed/fout<br />
Huiswerk<br />
1. Beschrijf de wisselwerking tuss<strong>en</strong> alfastraling <strong>en</strong> materie.<br />
2. Hoe ver komt e<strong>en</strong> alfadeeltje in lucht ongeveer?<br />
3. We will<strong>en</strong> e<strong>en</strong> bron die bèta-min straling uitz<strong>en</strong>dt, afscherm<strong>en</strong> met 1 cm plastic.<br />
De maximale bèta-<strong>en</strong>ergie is 2 MeV <strong>en</strong> de soortelijke massa van het plastic is 1,2 g/cm 3 .<br />
Is de afscherming dik g<strong>en</strong>oeg?<br />
4. Wat is het foto-elektrisch effect? En wat is het Compton-effect?<br />
5. Omschrijf het begrip halveringsdikte.<br />
6. Alfastraling heeft e<strong>en</strong> kwaliteitsfactor van 20. Wat betek<strong>en</strong>t dat?<br />
7. Wat zit er allemaal in het begrip effectieve dosis verwerkt?<br />
8. Wat is e<strong>en</strong> handige e<strong>en</strong>heid om e<strong>en</strong> effectieve dosis in uit te drukk<strong>en</strong>?<br />
9. Wat is geabsorbeerde dosis? En wat equival<strong>en</strong>te dosis?<br />
10.Wat is voor de gemiddelde Nederlander de belangrijkste kunstmatige stralingsbron?<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 27 / 40<br />
Huiswerk<br />
1. Iemand heeft e<strong>en</strong> inw<strong>en</strong>dige besmetting met I-123 van 20 kBq. De dosisconversie-coëfficiënt voor<br />
I-123 voor inhalatie is 0,12 mSv/MBq <strong>en</strong> voor ingestie (inslikk<strong>en</strong>) 0,21 mSv/MBq. Hoe groot is de<br />
effectieve volgdosis ongeveer?<br />
2. De gammadosisconstante van Co-60 is 0,34 µSv/h op 1 m afstand bij e<strong>en</strong> bronsterkte van 1 MBq.<br />
Welke dosis ontvangt iemand die gedur<strong>en</strong>de e<strong>en</strong> kwartier werkt op 30 cm afstand van e<strong>en</strong><br />
onafgeschermde Co-60 bron van 10 MBq?<br />
Huiswerk<br />
1. Goed of fout:<br />
– Met<strong>en</strong> van ioniser<strong>en</strong>de straling met e<strong>en</strong> GM buis berust op de vorming van elektrische lading in<br />
e<strong>en</strong> gas.<br />
– E<strong>en</strong> proportionaalteller is bij uitstek geschikt voor het met<strong>en</strong> van gammastraling<br />
– Met<strong>en</strong> van persoonsdosis met e<strong>en</strong> TLD-dosimeter berust op fotografische zwarting.<br />
2. Bij het werk<strong>en</strong> met ingekapselde bronn<strong>en</strong> zijn er drie ding<strong>en</strong> waar u altijd aan moet d<strong>en</strong>k<strong>en</strong>. Welke<br />
zijn dat?<br />
3. We hebb<strong>en</strong> e<strong>en</strong> gammabron van 20 MBq die foton<strong>en</strong> uitz<strong>en</strong>dt met e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergie van 1<br />
MeV(emissiewaarschijnlijkheid 1) <strong>en</strong> met e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergie van 0,8 MeV (emissiewaarschijnlijkheid 2).<br />
Wat is het dosistempo op 1 m afstand van de onafgeschermde bron?<br />
4. Welke betek<strong>en</strong>is heeft de wanddikte van e<strong>en</strong> detector voor lage <strong>en</strong>ergetische gammastraling?<br />
5. Bij meting met e<strong>en</strong> ionisatiekamer volg<strong>en</strong>s de directe meetmethode meet m<strong>en</strong> ......., bij de<br />
integrer<strong>en</strong>de meetmethode....... .<br />
– 1. dosis<br />
– 2. dosistempo.<br />
6. Kan e<strong>en</strong> p<strong>en</strong>dosimeter gebruikt word<strong>en</strong> op e<strong>en</strong> diagnostiekafdeling? Verklaar uw antwoord.<br />
7. Voor het met<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> absolute dosis wordt gebruikt e<strong>en</strong>:<br />
– filmdosimeter<br />
− GM buis<br />
– ionisatiekamer<br />
– andere detector.<br />
8. Welke van de stralingsmonitors wordt gebruikt als dosis per tijdse<strong>en</strong>heid?<br />
– TLD<br />
– p<strong>en</strong>dosimeter<br />
– GM-teller.<br />
9. Voor meting van kleine dosistempi gebruikt m<strong>en</strong> ionisatiekamers met:<br />
– grote lading<br />
– kleine lading<br />
– klein meetvolume<br />
– groot meetvolume.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
10. E<strong>en</strong> GM telbuis kan nauwkeurig e<strong>en</strong> dosistempo met<strong>en</strong> indi<strong>en</strong>:<br />
– 1. de spanning op de buis wordt aangepast<br />
– 2. voor druk <strong>en</strong> temperatuur wordt gecorrigeerd<br />
– 3. voor de betreff<strong>en</strong>de straling is gekalibreerd<br />
– 4. de wand uit licht materiaal is vervaardigd.<br />
11. Wat is de functie van e<strong>en</strong> fotomultiplier bij e<strong>en</strong> scintilatiedetector:<br />
– 1. straling in de fotoversterkerbuis te versterk<strong>en</strong><br />
– 2. warmte ontwikkeling van het kristal in e<strong>en</strong> elektrische stroom om te zett<strong>en</strong><br />
– 3. de lichtopbr<strong>en</strong>gst uit e<strong>en</strong> kristal te versterk<strong>en</strong><br />
– 4 de ionisatiestroom in e<strong>en</strong> kristal te versterk<strong>en</strong><br />
BEWERINGEN<br />
(1) De activiteit van e<strong>en</strong> radioactieve stof <strong>en</strong> de hoeveelheid stof zijn aan elkaar<br />
gelijk.<br />
pag 28 / 40<br />
juist/onjuist *<br />
(2) Straling is radioactief. juist/onjuist<br />
(3) De jaarlijkse dosis die voor de gemiddelde Nederlander nu nog het gevolg is<br />
van het ongeval in Tsjernobyl is slechts e<strong>en</strong> fractie van de natuurlijke jaardosis.<br />
juist/onjuist<br />
(4) Bèta-plus straling gaat altijd gepaard met foton<strong>en</strong>-straling. juist/onjuist<br />
(5) Het met<strong>en</strong> van straling met e<strong>en</strong> GM-buis berust op de vorming van<br />
lichtflitsjes in e<strong>en</strong> kristal.<br />
(6) De maximale dracht van bèta-deeltjes met e<strong>en</strong> maximale <strong>en</strong>ergie van 2 MeV<br />
in lucht (soortelijke massa 0,001 g/cm 3 ) is ongeveer 10 meter.<br />
(7) De dode tijd speelt e<strong>en</strong> rol bij meting<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> thermoluminesc<strong>en</strong>tiedosimeter.<br />
(8) De grootte van e<strong>en</strong> besmetting met e<strong>en</strong> radioactieve stof kan word<strong>en</strong><br />
uitgedrukt in de e<strong>en</strong>heid microsievert.<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
(9) Het drag<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> pocketdosimeter beschermt teg<strong>en</strong> uitw<strong>en</strong>dige bestraling. juist/onjuist<br />
(10) Urine-analyse kan e<strong>en</strong> bruikbare meetmethode zijn bij de controle op<br />
inw<strong>en</strong>dige besmetting.<br />
juist/onjuist<br />
(11) Overschrijding van de jaardosislimiet is altijd dodelijk. juist/onjuist<br />
(12) Bij deterministische effect<strong>en</strong> is er e<strong>en</strong> duidelijke sam<strong>en</strong>hang tuss<strong>en</strong> de<br />
blootstelling aan straling <strong>en</strong> het effect.<br />
juist/onjuist<br />
(13) Bèta-min straling is e<strong>en</strong> vorm van deeltjesstraling. juist/onjuist<br />
(14) Bij het ionisatieproces word<strong>en</strong> elektron<strong>en</strong> "losgeslag<strong>en</strong>" van het atoom. juist/onjuist<br />
(15) Perspex is e<strong>en</strong> goed afschermingsmateriaal voor bètastraling. juist/onjuist<br />
* Doorhal<strong>en</strong> wat niet van toepassing is<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
(16) Bètastraling (maximale <strong>en</strong>ergie 1 MeV) dringt dieper door dan<br />
gammastraling (<strong>en</strong>ergie 1 MeV).<br />
(17) Het doorstral<strong>en</strong> van voedsel veroorzaakt radioactieve stoff<strong>en</strong> in het voedsel.<br />
pag 29 / 40<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
(18) Er bestaat e<strong>en</strong> drempeldosis voor stochastische effect<strong>en</strong>. juist/onjuist<br />
(19) Het huiddosistempo op e<strong>en</strong> afstand van 30 cm van e<strong>en</strong> bètabron van 2 MBq<br />
bedraagt ongeveer 200 µSv/h.<br />
(20) E<strong>en</strong> ionisatiekamer is niet geschikt om het dosistempo t<strong>en</strong> gevolge van<br />
gammastraling te met<strong>en</strong>.<br />
(21) Het dosistempo t<strong>en</strong> gevolge van de natuurlijke achtergrondstraling bedraagt<br />
in Nederland ongeveer 0,1 à 0,2 µSv per uur.<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
(22) Van e<strong>en</strong> lichaamsdosis van 80 mSv kan m<strong>en</strong> ernstige stralingsziekte krijg<strong>en</strong>. juist/onjuist<br />
(23) Het ontstaan van kanker als gevolg van blootstelling aan ioniser<strong>en</strong>de straling<br />
is e<strong>en</strong> deterministisch effect.<br />
(24) Het drag<strong>en</strong> van laboratoriumjass<strong>en</strong> is in de eerste plaats bedoeld om de dosis<br />
t<strong>en</strong> gevolge van uitw<strong>en</strong>dige bestraling te beperk<strong>en</strong>.<br />
(25) De jaardosislimiet geeft die waarde aan waar b<strong>en</strong>ed<strong>en</strong> stochastische effect<strong>en</strong><br />
absoluut uitgeslot<strong>en</strong> zijn <strong>en</strong> waarbov<strong>en</strong> altijd stochastische effect<strong>en</strong> optred<strong>en</strong>.<br />
(26) De belangrijkste regels voor stralingsbescherming tijd<strong>en</strong>s het werk word<strong>en</strong> in<br />
de Kern<strong>en</strong>ergiewet gegev<strong>en</strong>.<br />
(27) Hoe hoger de radiotoxiciteit van e<strong>en</strong> radioactieve stof is, hoe lager de<br />
dosisconversiecoëfficiënt is.<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
juist/onjuist<br />
(28) Staarvorming in de oogl<strong>en</strong>s wordt tot de deterministische effect<strong>en</strong> gerek<strong>en</strong>d. juist/onjuist<br />
(29) De dode tijd van e<strong>en</strong> meetinstrum<strong>en</strong>t is die tijd dat het instrum<strong>en</strong>t ge<strong>en</strong><br />
telpuls<strong>en</strong> kan verwerk<strong>en</strong>.<br />
juist/onjuist<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Uitwerking <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> basiscursus (behor<strong>en</strong>de bij SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-I)<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 1<br />
a.<br />
pag 30 / 40<br />
Zet het netto teltempo uit teg<strong>en</strong> de tijd in e<strong>en</strong> (<strong>en</strong>kellogaritmische) grafiek. Trek e<strong>en</strong> rechte lijn door de<br />
punt<strong>en</strong>. De helling van de lijn is omgekeerd ev<strong>en</strong>redig met de halveringstijd. De halveringstijd kan als<br />
volgt word<strong>en</strong> bepaald:<br />
- bepaal de afstand die overe<strong>en</strong>komt met e<strong>en</strong> factor twee in de y-richting<br />
- kies e<strong>en</strong> refer<strong>en</strong>tiepunt op de lijn (hier het laatste meetpunt)<br />
- zoek het tijdstip waarbij het teltempo e<strong>en</strong> factor twee hoger dan op het refer<strong>en</strong>tiepunt is<br />
(hier 10:00)<br />
- bepaal het tijdsverschil tuss<strong>en</strong> de twee punt<strong>en</strong> (hier 16:00-10:00=6:00): de halveringstijd is<br />
6 uur<br />
Nauwkeuriger, maar minder inzichtelijk, is de methode die gebruik maakt van de Eµcel functie<br />
Tr<strong>en</strong>dline.<br />
- Maak e<strong>en</strong> <strong>en</strong>kellogaritmische grafiek in Excel<br />
- Maak <strong>en</strong> expon<strong>en</strong>tiële tr<strong>en</strong>dline <strong>en</strong> laat de vergelijking zi<strong>en</strong><br />
- De expon<strong>en</strong>t van de getoonde vergelijking komt overe<strong>en</strong> met de vervalconstante<br />
- De halveringstijd volgt dan uit: t1/2=ln(2)/λ = 6 uur<br />
cps<br />
100000<br />
10000<br />
Netto teltempo onbek<strong>en</strong>de bron<br />
y = 41028e -0.1157x<br />
R 2 = 1<br />
1000<br />
8 9 10 11 12<br />
Tijd (uur)<br />
13 14 15 16<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
b.<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Het is duidelijk dat het gaat om radionuclide A: de halveringstijd<strong>en</strong> kom<strong>en</strong> precies overe<strong>en</strong>.<br />
c.<br />
Het detectorr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t voor radionuclide A is: (46530-30)/100.000 = 0.465 cps/Bq<br />
Om 8:00 was het netto teltempo 16305-30 = 16275 cps. De hiermee corresponder<strong>en</strong>de activiteit is<br />
gelijk aan het teltempo gedeeld door het detectorr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t: 16275/0.465 = 35000 Bq = 35 kBq.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 2<br />
a./b.<br />
pag 31 / 40<br />
Zet het netto teltempo uit teg<strong>en</strong> de tijd in e<strong>en</strong> (<strong>en</strong>kellogaritmische) grafiek. Trek e<strong>en</strong> rechte lijn door de<br />
punt<strong>en</strong>. De helling van de lijn is omgekeerd ev<strong>en</strong>redig met de halveringstijd. De halveringstijd kan als<br />
volgt word<strong>en</strong> bepaald:<br />
- bepaal de afstand die overe<strong>en</strong>komt met e<strong>en</strong> factor honderd in de y-richting<br />
- bepaal het tijdsverschil tuss<strong>en</strong> de twee punt<strong>en</strong> (hier do 22.00 - ma 8.00 = 86 uur)<br />
- de halveringstijd is ln(2)/ln(100) µ 86 uur = 12.9 uur<br />
c.<br />
cps<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
Mon<br />
00:00<br />
Mon<br />
12:00<br />
Netto teltempo scintillatiedetector<br />
Tue<br />
00:00<br />
Tue<br />
12:00<br />
Wed<br />
00:00<br />
Tijd (uur)<br />
Wed<br />
12:00<br />
Thu<br />
00:00<br />
Thu<br />
12:00<br />
Fri<br />
00:00<br />
Het detectorr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t is gedefineerd als het teltempo per e<strong>en</strong>heid activiteit. Op basis van de gegev<strong>en</strong>s<br />
wordt dit dus: (4720-14)/15000 = 0.31 cps/Bq.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
d.<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Het netto teltempo is dan 9825-14 = 9811 cps. De activiteit was dus 9811/0.31 = 31.3 kBq.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 3<br />
a.<br />
pag 32 / 40<br />
Gegev<strong>en</strong> is dat het onafgeschermde dosistempo 5 mSv/h is. Met 8.4 cm ijzer afscherming is dit<br />
0.31 mSv/h. De transmissiefractie is 0.31/5 = 0.062; ofwel de verzwakkingsfactor is 5/0.31 = 16. Het<br />
ijzer verzwakt het stralingsveld dus met e<strong>en</strong> factor 16 = 2µ2µ2µ2; overe<strong>en</strong>kom<strong>en</strong>d met 4 halvering<strong>en</strong>.<br />
De halveringsdikte van ijzer (voor Co-60) is dus 8.4/4 = 2.1 cm.<br />
b. We wet<strong>en</strong> dat 4 halveringsdikt<strong>en</strong> nodig zijn. De halveringsdikte van beton is 5.5 cm. De b<strong>en</strong>odigde<br />
afscherming is dus 4µ5.5 = 22 cm beton.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 4<br />
a.<br />
3 mm lood komt overe<strong>en</strong> met ongeveer 9 halveringsdikt<strong>en</strong> van 0.32 mm. Onafgeschermd is het<br />
dosistempo op 5 cm 16 mSv/h. Na afscherming met 9 halveringsdikt<strong>en</strong> resteert<br />
16µ(½) 9 =16/512=0.<strong>03</strong> mSv/h = 30 µSv/h. (Als je het heel precies uitrek<strong>en</strong>t, blijkt dat 3 mm lood<br />
overe<strong>en</strong>komt met 9.38 halveringsdikt<strong>en</strong>. De exacte uitkomst is dan 24 µSv/h.)<br />
b.<br />
Blijkbaar biedt 2 mm wolfraam e<strong>en</strong> verzwakking met e<strong>en</strong> factor 16/0.05=320. Dit komt overe<strong>en</strong> met<br />
iets meer dan 8 halvering<strong>en</strong> (exact: 2 log(320)=8.3). De halveringsdikte van wolfraam is dus 2/8 =<br />
0.25 mm (exact: 0.24 mm).<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 5<br />
a.<br />
Aangezi<strong>en</strong> er e<strong>en</strong> nauwe bundel wordt gebruikt kunn<strong>en</strong> we afzi<strong>en</strong> van buildup. 15 cm water geeft e<strong>en</strong><br />
verzwakking met e<strong>en</strong> factor 1000/15=67. Dit komt overe<strong>en</strong> met 6 halvering<strong>en</strong> (2µ2µ2µ2µ2µ2=64).<br />
De halveringsdikte van wolfraam is dus 15/6=2.5 cm.<br />
b.<br />
De dikte van de onbek<strong>en</strong>de afscherming komt overe<strong>en</strong> met 12/1.8 = 6.7 halveringsdikt<strong>en</strong>. De<br />
transmissiefractie is (½) 6.7 =0.01. Het dosistempo achter de afscherming is dus 1000µ0.01=10µGy/h.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 6<br />
a.<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
Gegev<strong>en</strong> is dat 250 cps overe<strong>en</strong>komt met 50 Bq/cm 2 . Het detectoroppervlak is 100 cm 2 , dus de<br />
activiteit is in deze situatie 50µ100=5000 Bq. Het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t is 250/5000 = 0.05 ofwel 5%.<br />
b.<br />
pag 33 / 40<br />
Het netto teltempo gemet<strong>en</strong> bij de besmetting is 596-3=593 cps. Op de 100 cm 2 die de detector ziet is<br />
de activiteit van de besmetting 593/0.05 = 11.9 kBq. Het oppervlak van de totale besmetting is 15µ zo<br />
groot (1500 cm 2 ). De totale activiteit van de besmetting is 15µ11.9 = 178 kBq.<br />
E<strong>en</strong> andere manier om dit resultaat te bereik<strong>en</strong> is: 593 cps komt overe<strong>en</strong> met 593/250µ50 = 119<br />
Bq/cm 2 (ijktabel monitor). De oppervlakte van de besmetting is 1500 cm 2 : de totale activiteit is<br />
1500µ119=178000 Bq = 178 kBq.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 7<br />
a.<br />
Het netto teltempo gemet<strong>en</strong> bij de besmetting is 1450-3=1447 cps. Dit komt volg<strong>en</strong>s de ijktabel<br />
overe<strong>en</strong> met 1447/100µ1.94=28 Bq/cm 2 . De oppervlakte van de besmetting is 2500 cm 2 : de totale<br />
activiteit is 2500µ28=70000 Bq = 70 kBq.<br />
b.<br />
Volg<strong>en</strong>s de methode a.: A=(286-3)/100µ1.94µ2500 = 13.7 kBq.<br />
c.<br />
Gegev<strong>en</strong> is dat 100 cps overe<strong>en</strong>komt met 1.94 Bq/cm 2 . Het detectoroppervlak is 100 cm 2 , dus de<br />
activiteit is in deze situatie 1.94µ100=194 Bq. Het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t is 100/194 = 0.52 ofwel 52%.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 8<br />
Het gemet<strong>en</strong> dosistempo op 4 meter afstand wordt eerst volg<strong>en</strong>s de kwadrat<strong>en</strong>wet teruggerek<strong>en</strong>d naar<br />
1 meter: 10µ4 2 = 160 µSv/h. Gegev<strong>en</strong> is dat 1 MBq van deze stof e<strong>en</strong> dosistempo veroorzaakt van<br />
0.31 µSv/h op 1 meter. Blijkbaar is de activiteit van de bron 160/0.31 = 516 MBq. We kunn<strong>en</strong> dit nog<br />
controler<strong>en</strong> met de bek<strong>en</strong>de formule: H=hA/r 2 = 0.31µ516/4 2 = 10 µSv/h. Dit klopt met de opgegev<strong>en</strong><br />
waarde.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 9<br />
Het gaat hier om de keuze van de juiste dosisconversiecoeffici<strong>en</strong>t. Inslikk<strong>en</strong> is synoniem met ingestie;<br />
we kiez<strong>en</strong> dus de DCC voor ingestie van Cs-137. Deze is 14 mSv/MBq. De inname is 2kBq = 0.02<br />
MBq. De effectieve volgdosis is 0.02µ14 = 0.28 mSv.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 10<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 34 / 40<br />
Hier di<strong>en</strong>t de vuistregel voor bèta huiddosimetrie te word<strong>en</strong> toegepast: Hs=8fA/r 2 . De activiteit is in<br />
MBq; de afstand in meter. Het resultaat is: 8µ1µ3/0.3 2 = 267 µSv/h.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 11<br />
a.<br />
Het (gamma)dosistempo wordt berek<strong>en</strong>d met de formule H=hA/r 2 = 0.06µ30000/0.6 2 = 5000 µSv/h.<br />
b.<br />
De afscherming moet zorg<strong>en</strong> voor e<strong>en</strong> transmissiefractie 5/5000=0.001,ofwel e<strong>en</strong> verzwakking van<br />
e<strong>en</strong> factor 1000. Hiervoor is e<strong>en</strong> afscherming van 10 halveringsdikt<strong>en</strong> nodig (2 10 =1024). Voor lood<br />
komt dit dus neer op 10µ1.1 = 11 cm.<br />
c.<br />
Blijkbaar zorgt 36 cm beton voor e<strong>en</strong> factor 5000/10=500 reductie van het dosistempo. Dit zijn<br />
ongeveer 9 halvering<strong>en</strong> (2 9 =512). Dit betek<strong>en</strong>t dat de halveringsdikte van beton voor deze<br />
stralingsbron gelijk is aan 36/9 = 4 cm.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 12<br />
De vuistregel voor bèta huidbesmetting zegt dat 1 Bq/cm 2 e<strong>en</strong> huiddosistempo geeft van 1 µSv/h. De<br />
besmetting blijft gedur<strong>en</strong>de twee uur aanwezig. De huiddosis is voor dit geval dus 10µ1µ2 = 20 µSv.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 13<br />
We vergelijk<strong>en</strong> de twee gevall<strong>en</strong>. Voor geval 1 is de integrale dosis: 1µ80/0.5 2 =320 µSv; Voor geval 2<br />
is de integrale dosis: 0.25µ80/0.3 2 =222 µSv. E<strong>en</strong> uur werk<strong>en</strong> op 50 cm afstand levert het grootste<br />
resultaat. Opgemerkt moet word<strong>en</strong> dat het antwoord niet afhangt van het gegev<strong>en</strong> dosistempo op<br />
1 meter. Het verschil in werktijd is e<strong>en</strong> factor 4; het verschil in afstand is e<strong>en</strong> factor 25/9=2.8. De<br />
langere werktijd is dus belangrijker dan de grotere afstand.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 14<br />
We berek<strong>en</strong><strong>en</strong> eerst de gammadosisconstante met de vuistregel: h=1/8fE=0.125µ1µ1.6=0.2. De<br />
e<strong>en</strong>heid van de gammadosisconstante is µSv per uur per MBq, op 1 meter afstand. Voor de gegev<strong>en</strong><br />
bronsterkte (20 GBq) is het dosistempo op 1 meter: 20000µ0.2 = 4000 µSv/h.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 15<br />
Het soort straling is niet van belang voor deze opgave. Het totale dosistempo op 5 meter afstand is<br />
10+5=15 µSv/h. Op 1 meter afstand is dit (volg<strong>en</strong>s de kwadrat<strong>en</strong>wet) 15µ5 2 = 375 µSv/h.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 16<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
De bèta- <strong>en</strong> gammastraling moet<strong>en</strong> apart word<strong>en</strong> bekek<strong>en</strong>.<br />
Het bèta huiddosistempo op 1 meter afstand is 8fA/r 2 =8µ0.5µ5 = 20 µSv/h.<br />
Voor de gammastraling is dit 1/8µfµE µ A/r 2 = 0.125µ1µ4 µ 5 = 2.5 µSv/h.<br />
a.<br />
pag 35 / 40<br />
Op 50 cm afstand van de bron spel<strong>en</strong> beide stralingscompon<strong>en</strong>t<strong>en</strong> mee. De berek<strong>en</strong>de dosistempi op<br />
1 meter kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> opgeteld <strong>en</strong> teruggerek<strong>en</strong>d naar 0.5 meter volg<strong>en</strong>s de kwadrat<strong>en</strong>wet:<br />
(20+2.5)/0.5 2 = 90 µSv/h.<br />
b.<br />
Op 3 meter afstand van de bron speelt alle<strong>en</strong> de gammastraling e<strong>en</strong> rol. De bètastraling komt immers<br />
niet verder dan 2 meter in lucht. Het berek<strong>en</strong>de gamma dosistempo op 1 meter wordt teruggerek<strong>en</strong>d<br />
naar 0.5 meter volg<strong>en</strong>s de kwadrat<strong>en</strong>wet: 2.5/3 2 = 0.3 µSv/h.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 17<br />
a.<br />
Zet het netto teltempo uit teg<strong>en</strong> de tijd in e<strong>en</strong> (<strong>en</strong>kellogaritmische) grafiek. Trek e<strong>en</strong> rechte lijn door de<br />
punt<strong>en</strong>. De helling van de lijn is omgekeerd ev<strong>en</strong>redig met de halveringstijd. De halveringstijd kan als<br />
volgt word<strong>en</strong> bepaald:<br />
- bepaal de afstand die overe<strong>en</strong>komt met e<strong>en</strong> factor twee in de y-richting<br />
- kies e<strong>en</strong> refer<strong>en</strong>tiepunt op de lijn (hier het laatste meetpunt)<br />
- zoek het tijdstip waarbij het teltempo e<strong>en</strong> factor twee hoger dan op het refer<strong>en</strong>tiepunt is<br />
(hier dinsdag 4:00).<br />
- bepaal het tijdsverschil tuss<strong>en</strong> de twee punt<strong>en</strong> (hier dinsdag 17:00-4:00=13 uur): de<br />
halveringstijd is 13 uur<br />
-<br />
cps<br />
100000<br />
Netto teltempo besmettingsmonitor<br />
10000<br />
Mon 00:00 Mon 12:00 Tue 00:00<br />
Tijd (uur)<br />
Tue 12:00 Wed 00:00<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
b.<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
De besmetting was: (100020-40)µ0.5 = 50000 Bq/cm 2 = 50kBq/cm 2 .<br />
c.<br />
Lees het teltempo af uit de grafiek: 20000 cps. E<strong>en</strong> andere mogelijkheid is om het teltempo te<br />
berek<strong>en</strong><strong>en</strong> op basis van e<strong>en</strong> meetpunt <strong>en</strong> de halveringstijd: bv. Dinsdag 14:00 is 30 uur later dan<br />
maandag 8:00. Deze 30 uur komt overe<strong>en</strong> met 2.3 halveringstijd<strong>en</strong>: de radioactieve stof is dus e<strong>en</strong><br />
factor (½) 2.3 = 5 afg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Het teltempo op dinsdag 14:00 is dan: (100020-40)/5 = 20000.<br />
Het teltempo is dus 20000 cps. De besmetting is dus: (20000)µ0.5 = 10000 Bq/cm 2 .<br />
d.<br />
pag 36 / 40<br />
Het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de detector is het teltempo per e<strong>en</strong>heid activiteit die de detector ‘ziet’. Gegev<strong>en</strong> is<br />
dat bij e<strong>en</strong> oppervlaktebesmetting van 0.5 Bq/cm 2 het teltempo 1 cps is. Het oppervlak van de detector<br />
is 200 cm 2 : 1 cps komt dus overe<strong>en</strong> met 0.5µ200=100 cm 2 . Het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t is 1/100 = 0.01 ofwel 1 %.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 18<br />
Het tijdsverschil tuss<strong>en</strong> het mom<strong>en</strong>t van toedi<strong>en</strong>ing <strong>en</strong> van bereiding is (15+24)-6 = 33 uur. Dit zijn<br />
33/13 = 2.5 halveringstijd<strong>en</strong>, overe<strong>en</strong>kom<strong>en</strong>d met radioactief verval met e<strong>en</strong> factor (½) 2.5 = 5.8. Op<br />
het mom<strong>en</strong>t van bereiding moet dus e<strong>en</strong> factor 5.8 meer radioactieve stof word<strong>en</strong> gehanteerd dan op<br />
mom<strong>en</strong>t van toedi<strong>en</strong>ing: dit is 5.8µ150 = 870 MBq.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 19<br />
M<strong>en</strong> wil het stralingsniveau met e<strong>en</strong> factor 10 verminder<strong>en</strong>. Hiervoor zijn ruim 3 halveringsdikt<strong>en</strong><br />
nodig (exact: ln(10)/ln(2)=3.3). De b<strong>en</strong>odigde afscherming is dus 3.3µ6.1 = 20 cm beton.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 20<br />
We berek<strong>en</strong><strong>en</strong> eerst de gammadosisconstante met de vuistregel: h=1/8fE=0.125µ0.85µ0.662=0.07. De<br />
e<strong>en</strong>heid van de gammadosisconstante is µSv per uur per MBq, op 1 meter afstand. Voor de gegev<strong>en</strong><br />
bronsterkte (5 GBq) is het dosistempo op 0.8 meter: 5000µ0.07/0.8 2 = 550 µSv/h.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 21<br />
Het stralingsniveau op 1.5 meter afstand wordt eerst volg<strong>en</strong>s de kwadrat<strong>en</strong>wet teruggerek<strong>en</strong>d naar<br />
1 meter: 30µ1.5 2 = 68 µSv/h. De activiteit van bron is 68/0.22 = 300 MBq.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 22<br />
De vuistregel voor bèta huidbesmetting zegt dat 1 Bq/cm 2 e<strong>en</strong> huiddosistempo geeft van 1 µSv/h. De<br />
oppervlaktebesmetting is 500/20 = 25 Bq/cm 2 . De besmetting blijft gedur<strong>en</strong>de 1.5 uur aanwezig. De<br />
huiddosis is voor dit geval dus 25µ1µ1.5 = 38 µSv.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 23<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
pag 37 / 40<br />
De afscherming di<strong>en</strong>t minst<strong>en</strong>s ev<strong>en</strong> dik te zijn als de maximale dracht van de bètastraling. De<br />
vuistregel voor de dracht van bètastraling <strong>en</strong> elektron<strong>en</strong> is ρR=0.5E, ofwel R=0.5E/ρ. Invull<strong>en</strong> levert<br />
R=0.5µ1.7/2.7 = 0.31 cm.<br />
Oef<strong>en</strong>opgave 24<br />
De vraag is hoe lang het duurt tot de bronactiviteit e<strong>en</strong> factor 10000/2 = 5000 is afg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Deze<br />
factor komt overe<strong>en</strong> met iets meer dan 12 halvering<strong>en</strong> (2 12 =4096). De precieze waarde kan word<strong>en</strong><br />
berek<strong>en</strong>d met de formule 2 log(5000) = ln(5000)/ln(2) = 12.3. Het duurt dus 12.3µ5.3 = 65 jaar.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
Uitwerking Huiswerk<br />
Huiswerk 1<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
7. Goed of fout:<br />
– Alfastraling is afkomstig uit de atoomkern. goed<br />
– Gammastraling is afkomstig uit de elektron<strong>en</strong>schill<strong>en</strong>. fout<br />
– Röntg<strong>en</strong>straling is afkomstig uit de elektron<strong>en</strong>schill<strong>en</strong>. goed<br />
– Bètastraling is afkomstig uit de atoomkern. goed<br />
– Activiteit <strong>en</strong> hoeveelheid stof zijn id<strong>en</strong>tiek aan elkaar. fout<br />
– Bèta-plus straling is e<strong>en</strong> vorm van deeltjesstraling. goed<br />
Huiswerk 3<br />
1. 0.02µ0.2 = 0.004mSv = 4 µSv<br />
2. 0.25µ10µ0.34/0.3 2 = 9 µSv<br />
Huiswerk 4<br />
1. goed, fout, goed<br />
2. afstand, afscherming, tijd<br />
4. E<strong>en</strong> dikke wand kan e<strong>en</strong> slechte invloed op het meetr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t hebb<strong>en</strong>.<br />
pag 38 / 40<br />
5. Bij meting met e<strong>en</strong> ionisatiekamer volg<strong>en</strong>s de directe meetmethode meet m<strong>en</strong> dosistempo, bij de<br />
integrer<strong>en</strong>de meetmethode dosis<br />
6. Beter van niet. De meetopbr<strong>en</strong>gst is erg afhankelijk van de foton<strong>en</strong>ergie. De lagere <strong>en</strong>ergieën<br />
word<strong>en</strong> niet gedetecteerd..<br />
7. Voor het met<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> absolute dosis wordt gebruikt e<strong>en</strong>:<br />
– ionisatiekamer<br />
– calorimeter<br />
8. Welke van de stralingsmonitors wordt gebruikt als dosis per tijdse<strong>en</strong>heid?<br />
– GM-teller.<br />
9. Voor meting van kleine dosistempi gebruikt m<strong>en</strong> ionisatiekamers met:<br />
– groot meetvolume.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
10. E<strong>en</strong> GM telbuis kan nauwkeurig e<strong>en</strong> dosistempo met<strong>en</strong> indi<strong>en</strong>:<br />
– 3. voor de betreff<strong>en</strong>de straling is gekalibreerd<br />
11. Wat is de functie van e<strong>en</strong> fotomultiplier bij e<strong>en</strong> scintilatiedetector:<br />
– 3. de lichtopbr<strong>en</strong>gst uit e<strong>en</strong> kristal te versterk<strong>en</strong><br />
BEWERINGEN<br />
(1) De activiteit van e<strong>en</strong> radioactieve stof <strong>en</strong> de hoeveelheid stof zijn aan elkaar<br />
gelijk.<br />
onjuist<br />
(2) Straling is radioactief. onjuist<br />
(3) De jaarlijkse dosis die voor de gemiddelde Nederlander nu nog het gevolg is<br />
van het ongeval in Tsjernobyl is slechts e<strong>en</strong> fractie van de natuurlijke jaardosis.<br />
pag 39 / 40<br />
(4) Bèta-plus straling gaat altijd gepaard met foton<strong>en</strong>-straling. juist/onjuist<br />
(5) Het met<strong>en</strong> van straling met e<strong>en</strong> GM-buis berust op de vorming van<br />
lichtflitsjes in e<strong>en</strong> kristal.<br />
(6) De maximale dracht van bèta-deeltjes met e<strong>en</strong> maximale <strong>en</strong>ergie van 2 MeV<br />
in lucht (soortelijke massa 0,001 g/cm 3 ) is ongeveer 10 meter.<br />
(7) De dode tijd speelt e<strong>en</strong> rol bij meting<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> thermoluminesc<strong>en</strong>tiedosimeter.<br />
(8) De grootte van e<strong>en</strong> besmetting met e<strong>en</strong> radioactieve stof kan word<strong>en</strong><br />
uitgedrukt in de e<strong>en</strong>heid microsievert.<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
juist<br />
onjuist<br />
juist<br />
onjuist<br />
onjuist<br />
(9) Het drag<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> pocketdosimeter beschermt teg<strong>en</strong> uitw<strong>en</strong>dige bestraling. onjuist<br />
(10) Urine-analyse kan e<strong>en</strong> bruikbare meetmethode zijn bij de controle op<br />
inw<strong>en</strong>dige besmetting.<br />
(11) Overschrijding van de jaardosislimiet is altijd dodelijk. onjuist<br />
(12) Bij deterministische effect<strong>en</strong> is er e<strong>en</strong> duidelijke sam<strong>en</strong>hang tuss<strong>en</strong> de<br />
blootstelling aan straling <strong>en</strong> het effect.<br />
(13) Bèta-min straling is e<strong>en</strong> vorm van deeltjesstraling. juist<br />
(14) Bij het ionisatieproces word<strong>en</strong> elektron<strong>en</strong> "losgeslag<strong>en</strong>" van het atoom. juist<br />
(15) Perspex is e<strong>en</strong> goed afschermingsmateriaal voor bètastraling. juist<br />
(16) Bètastraling (maximale <strong>en</strong>ergie 1 MeV) dringt dieper door dan<br />
gammastraling (<strong>en</strong>ergie 1 MeV).<br />
(17) Het doorstral<strong>en</strong> van voedsel veroorzaakt radioactieve stoff<strong>en</strong> in het voedsel.<br />
juist<br />
juist<br />
onjuist<br />
onjuist<br />
(18) Er bestaat e<strong>en</strong> drempeldosis voor stochastische effect<strong>en</strong>. onjuist
SBD <strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2<br />
<strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> & werkblad<strong>en</strong> basiscursus stralingsbescherming<br />
(19) Het huiddosistempo op e<strong>en</strong> afstand van 30 cm van e<strong>en</strong> bètabron van 2 MBq<br />
bedraagt ongeveer 200 µSv/h.<br />
(20) E<strong>en</strong> ionisatiekamer is niet geschikt om het dosistempo t<strong>en</strong> gevolge van<br />
gammastraling te met<strong>en</strong>.<br />
(21) Het dosistempo t<strong>en</strong> gevolge van de natuurlijke achtergrondstraling bedraagt<br />
in Nederland ongeveer 0,1 à 0,2 µSv per uur.<br />
pag 40 / 40<br />
S:\SbdDICT\<strong>03</strong>-<strong>9742</strong>-2 <strong>Bundel</strong> <strong>oef<strong>en</strong>opgav<strong>en</strong></strong> <strong>en</strong> <strong>huiswerk</strong>.doc SBD-TU/e<br />
juist<br />
onjuist<br />
(22) Van e<strong>en</strong> lichaamsdosis van 80 mSv kan m<strong>en</strong> ernstige stralingsziekte krijg<strong>en</strong>. onjuist<br />
(23) Het ontstaan van kanker als gevolg van blootstelling aan ioniser<strong>en</strong>de straling<br />
is e<strong>en</strong> deterministisch effect.<br />
(24) Het drag<strong>en</strong> van laboratoriumjass<strong>en</strong> is in de eerste plaats bedoeld om de dosis<br />
t<strong>en</strong> gevolge van uitw<strong>en</strong>dige bestraling te beperk<strong>en</strong>.<br />
(25) De jaardosislimiet geeft die waarde aan waar b<strong>en</strong>ed<strong>en</strong> stochastische effect<strong>en</strong><br />
absoluut uitgeslot<strong>en</strong> zijn <strong>en</strong> waarbov<strong>en</strong> altijd stochastische effect<strong>en</strong> optred<strong>en</strong>.<br />
(26) De belangrijkste regels voor stralingsbescherming tijd<strong>en</strong>s het werk word<strong>en</strong> in<br />
de Kern<strong>en</strong>ergiewet gegev<strong>en</strong>.<br />
(27) Hoe hoger de radiotoxiciteit van e<strong>en</strong> radioactieve stof is, hoe lager de<br />
dosisconversiecoëfficiënt is.<br />
(28) Staarvorming in de oogl<strong>en</strong>s wordt tot de deterministische effect<strong>en</strong> gerek<strong>en</strong>d. juist<br />
(29) De dode tijd van e<strong>en</strong> meetinstrum<strong>en</strong>t is die tijd dat het instrum<strong>en</strong>t ge<strong>en</strong><br />
telpuls<strong>en</strong> kan verwerk<strong>en</strong>.<br />
juist<br />
onjuist<br />
onjuist<br />
onjuist<br />
onjuist<br />
onjuist<br />
juist