Embedded Files
Inhoud
Inhoud
In de eerste helft van de 20e eeuw begon langzaam duidelijk te worden waar alle soorten straling vandaan komen, waarom ze voor ons gevaarlijk zijn én wat we er mee kunnen doen.
Voor de ontdekking van en het onderzoek naar ioniserende straling werden Nobelprijzen toegekend.
Pierre Curie
Henri Becquerel
Wilhelm Conrad Röntgen
Wat is ioniserende straling?
Wat is ioniserende straling?
TERMINOLOGIE - lONISERENDE STRALING
lONISERENDE STRALING is straling die genoeg energie kan overbrengen om 1 of meer elektronen van een atoom te verwijderen. Dergelijke straling zal dus atomen kunnen ioniseren. Die straling schiet letterlijk elektronen van een atoom weg!
In de natuur vinden we verschillende soorten ioniserende straling. Dit zijn enkele voorbeelden:
röntgenstralen (X-stralen)
alfastralen
bètastralen
gammastralen
UV-stralen
...
Het chemisch gevolg van ioniseren
Het chemisch gevolg van ioniseren
Atomen binden aan elkaar en vormen zo moleculen (H2O, NaCl, H2SO4, CH4, ...). Welke bindingen een atoom aangaat hangt af van het aantal elektronen dat het heeft (dat leer je in het vak chemie).
Als een atoom geïoniseerd wordt veranderen dus (tijdelijk) de chemische eigenschappen! Er gaan chemische reacties plaatsvinden.
Ioniseren heeft zware gevolgen voor levende wezens.
Ioniseren heeft zware gevolgen voor levende wezens.
Alle levende wezens bestaan uit 1 of meerdere cellen. Die cellen zijn een soort chemische fabriekjes. Wat ze doen, hoe ze zich gedragen, wordt in grote mate bepaald door het DNA dat in de celkern bezit.
DNA is een heel groot molecule. Het bestaat uit heel veel, chemisch gebonden, atomen. Ioniserende straling kan makkelijk doordringen tot in de celkern. Daar kan die straling rechtstreeks het DNA beschadigen. (Vergelijk het met een voetbal die je door een open raam trapt. Hij kan binnen veel schade veroorzaken.)
Andere moleculen hebben ook last van ioniserende straling. Door ionisatie gaan zeer reactieve producten ontstaan (o.a. vrije zuurstofatomen). Die gaan dan snel weer chemische reacties aan met andere stoffen. Op die manier kan het DNA (maar ook andere structuren in de cel) beschadigd worden.
Ioniserende straling veroorzaakt schadelijke chemische reacties in onze cellen.
Schade aan het DNA? En dan?
Schade aan het DNA? En dan?
Ioniserende straling beschadigt DNA.
De gevolgen zijn:
celdood en totale vernietiging van weefsels (longweefsel is bijvoorbeeld heel gevoelig).
verstoring van de celdeling (cellen die niet stoppen met delen = kanker).
veranderingen in eicellen en zaadcellen (nakomelingen hebben daardoor mutaties).
Disclaimer. In deze infographic gaat het niet over straling in het algemeen maar over ioniserende straling.
Disclaimer. In deze infographic gaat het niet over straling in het algemeen maar over ioniserende straling.
Ondertussen weten we goed wat ioniserende straling kan doen. Dat heeft geleid tot een vrij succesvolle behandeling in de bestrijding van kanker: de radiotherapie.
Tijdens een radiotherapie wordt ons lichaam PLAATSELIJK bestraald. De bedoeling is het kankerweefsel volledig te vernietigen. Daarbij zorgt men ervoor dat gezonde weefsels zoveel mogelijk worden gespaard. De plaatsing van de patiënt onder de machine is dus letterlijk van levensbelang!
Radiotherapie kan ook van binnenuit, bijvoorbeeld voor de behandeling van prostaatkanker. Hierbij worden graantjes met radioactief materiaal in de prostaat ingeplant. De prostaat wordt dus van binnenuit bestraald, met de bedoeling de tumorcellen te doden.
Oei! Waar vind ik ioniserende straling?
Oei! Waar vind ik ioniserende straling?
Ioniserende straling vind je overal.
In de natuur is ioniserende straling erg gewoon. We noemen dat de natuurlijke achtergrondstraling. In alle materialen zitten stoffen die ioniserende straling uitzenden. We noemen die stoffen radioactief. Hier op aarde gaat het (meestal) om erg lage dosissen. Natuurlijke radioactiviteit zal onze gezondheid niet in gevaar brengen.
Anders is het met menselijke activiteiten. Wij gebruiken immers ioniserende straling in de geneeskunde, voor fysisch onderzoek van materialen, om producten te steriliseren, ... . Bovendien ontstaan er radioactieve producten in onze kerncentrales. In dit geval kan het om hoge stralingsdosissen gaan. Die zijn wel gevaarlijk.
TERMINOLOGIE
NATUURLIJKE ACHTERGRONDSTRALING is de ioniserende straling die uitgezonden wordt door bronnen die van nature voorkomen.
Ioniserende straling in het EM spectrum
Ioniserende straling in het EM spectrum
NIET-IONISERENDE elektromagnetische straling kan schade doen door verhitting, maar dan alleen bij hoge vermogens. Denk hierbij aan wat er in microgolfovens gebeurt, die een typisch vermogen hebben van ongeveer 1 kW.
Het vermogen van radiobronnen wordt bij wet beperkt. We spreken dan over de zgn. SAR-waarde (SAR = specific absorption rate), uitgedrukt in W/kg. De SAR-waarde van een mobiele telefoon mag niet groter zijn dan 2 W/kg.
Ondanks de angst voor "straling" en sommige verhalen die de ronde doen, zijn er geen wetenschappelijk onderbouwde aanwijzingen dat straling van draadloze communicatie (d.i. radiostraling en microgolven) bij de huidige normen de gezondheid schaadt.
NIET-IONISERENDE elektromagnetische straling:
radiostraling
microgolven
infrarood
zichtbaar licht
IONISERENDE elektromagnetische straling veroorzaakt o.a. kanker. Zo is er een duidelijke oorzaak-gevolg relatie tussen veel in de zon liggen bruinen en het voorkomen van melanomen.
IONISERENDE elektromagnetische straling:
(een groot deel van het) ultraviolet
röntgenstralen (X-stralen)
gammastralen
Stralingsdosis en dosisequivalent
Stralingsdosis en dosisequivalent
Een hoeveelheid ioniserende straling doet schade omdat die straling energie afgeeft aan atomen, die daardoor worden geïoniseerd.
Als we het hebben over het dosisequivalent, spreken we niet meer over pure fysica. Metingen uit de fysica (stralingsdosis in Gy) worden dan gecombineerd met statistische data uit de radiobiologie om het biologisch effect van een bestraling weer te geven.
Het effect van een hoeveelheid ioniserende straling op levende wezens is niet alleen afhankelijk van de hoeveelheid straling (de stralingsdosis) maar ook van het type straling, de verdeling van de bestraling in de tijd en ook het soort weefsel dat bestraald wordt. Dat komt omdat bij verschillende types straling de hoeveelheid energie per cel anders verdeeld is en omdat levende cellen schade soms ook kunnen herstellen.
GROOTHEID - STRALINGSDOSIS & DOSISEQUIVALENT
STRALINGSDOSIS is een grootheid die alleen samenhangt met de hoeveelheid energie die wordt afgegeven door ioniserende straling en dus met de hoeveelheid ionisaties die daardoor gebeuren.
Het DOSISEQUIVALENT is de stralingsdosis die werd gecorrigeerd voor het biologisch effect van een type straling.
RBE staat hier voor relatief biologisch effect. Het is een factor die samenhangt met de biologische gevolgen van een bestraling.
EENHEID - SIEVERT (SV)
De effectieve stralingsdosis wordt uitgedrukt in sievert (Sv):
Een dosisequivalent van 1 Sv is een grote dosis!
Er zijn vermoedens dat het risico op kanker al verhoogt bij een blootstelling aan een dosisequivalent van 100 mSv.
Bij de kernramp in Fukushima (2011) werden op sommige plaatsen stralingspieken gemeten tot 600 mSv per uur. Die metingen werden uiteraard gedaan door op afstand bestuurde robots.
Vanaf een dosis van 1 Sv treedt beenmergsyndroom op. De stamcellen (cellen die door deling veel nieuwe cellen aanmaken) in de bloedbereidende organen, de lymfeklieren en het beenmerg worden beschadigd. De aanmaak van nieuwe rode en witte bloedlichaampjes stopt en de weerstand tegen infecties neemt dus sterk af. Het aantal bloedplaatjes neemt eveneens sterk af waardoor ernstige bloedingen ontstaan. Boven 5 Sv volgt vaak de dood door bloedverlies en infecties.
Vanaf een dosis van 6 Sv treedt darmsyndroom op. Dit is beschadiging van de stamcellen van het darmslijmvlies. Daardoor kan de darm binnen enkele dagen na een zware bestraling geen voedingsstoffen, zouten en vocht meer opnemen. Boven 10 Sv volgt vaak de dood binnen enkele dagen door storing van de stofwisseling.
Vanaf een dosis van 10 Sv treedt centrale zenuwstelselsyndroom op. Dit is de beschadiging van de hersencellen en het ruggenmerg. Dit is zo goed als altijd fataal.
OPDRACHT
Bij medische beeldvorming wordt vaak met ioniserende straling gewerkt. Bekijk bij het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC) of het hier gaat over grote of kleine dosisequivalenten.
OPDRACHT
Het FANC monitort in ons land de radioactiviteit van de omgeving met de 254 stations van het TELERAD-netwerk.
Zoek bij telerad.be wat op dit moment de achtergrondstraling is, gemeten door het meetstation het dichtst bij Mechelen.
Op de kaart zie je dat er 5 clusters zijn waar de hoeveelheid meetstations merkelijk hoger is. Waar zijn die precies en waarom?
De 5 clusters zijn bij:
A: de kerncentrale van Doel.
B: het SCK CEN in Mol.
D: de kerncentrale van Tihange.
E: de kerncentrale van Chooz (FR).
EXPERIMENT
We meten de stralingsdosis in de klas in μSv/h.
We berekenen hiermee de jaarlijkse stralingsdosis ten gevolge van de natuurlijke achtergrondstraling.
X μSv/h = X ∙ 24 ∙ 365 μSv/jaar = ... mSv/jaar
De gemiddelde blootstelling aan ioniserende straling in België wordt geschat op 4 mSv/jaar. Dit gemiddelde omvat zowel natuurlijke als kunstmatige radioactiviteit: kosmische straling, aardstraling, interne blootstelling door inhalatie van natuurlijke radionucliden, interne blootstelling door ingestie van natuurljke radionucliden, industriële toepassingen, medische toepassingen. De totale blootstelling aan natuurlijke straling wordt geschat op 2,4 mSv/jaar. (Bron: FANC)
Wie beroepshalve werkt met radioactiviteit en ioniserende straling, moet verplicht een DOSIMETER dragen.
De preventiedienst van de VUB schreef het volgende:
"De borstdosimeter is een persoonlijke dosimeter en moet ter hoogte van de borst gedragen worden. Deze dosimeter is strikt persoonlijk, heeft een uniek nummer per personeelslid en mag dus niet onderling door verschillende personeelsleden gedragen worden.
Het dragen van de dosimeter ter hoogte van de broekzak is geen goede praktijk en resulteert in een slechte schatting van de dosis. Op het einde van het jaar wordt er een bestralingstabel opgemaakt met de vermelding van de maandelijks ontvangen stralingsdosis. Elke individuele bestralingstabel wordt jaarlijks aan het Ministerie van Tewerkstelling en Arbeid overgemaakt. Deze tabellen worden er 30 jaar bewaard.
Niettegenstaande deze algemene regel bestaat er een uitzondering waarbij het dragen van een borstdosimeter niet verplicht is. Dit is wanneer men manipulaties uitvoert waarbij enkel gebruik gemaakt worden van laag-energetische ß-stralers zoals H-3, C-14 en S-35. De algemene regels inzake stralingsbescherming moeten weliswaar ook hier gerespecteerd worden."
Deze onderzoeker draagt een persoonlijke dosimeter.
Dosisresultaten van een professional in de medische beeldvorming.
Hoe bescherm ik me tegen ioniserende straling?
Hoe bescherm ik me tegen ioniserende straling?
DE 3 BASISREGELS VAN DE RADIOPROTECTIE
DE 3 BASISREGELS VAN DE RADIOPROTECTIE
Beperk de TIJD waarin je bestraald wordt.
Zorg voor een grote AFSTAND tussen jou en de stralingsbron.
Gebruik aangepaste AFSCHERMING.
Radioloog met loodschort.
Deze radioloog bevindt zich achter een raam van loodglas.
Je afschermen van ioniserende straling is niet altijd gemakkelijk!
Wat zegt de wet?
Het maximale dosisequivalent voor beroepshalve blootgestelde personen bedraagt 20 mSv per jaar, natuurlijke achtergrondstraling en straling om medische redenen niet meegerekend.
Het maximale dosisequivalent voor personen die niet beroepshalve met stralingsbronnen werken bedraagt 1 mSv per jaar, natuurlijke achtergrondstraling en straling om medische redenen niet meegerekend.
De meeste technieken en toepassingen die gebruik maken van ioniserende straling mogen alleen worden uitgevoerd door een dekundige.
Voo alle technieken en toepassingen die gebruik maken van ioniserende straling geldt het ALARA-principe: As Low As Reasonably Achievable.
OEFENING
Het doorlichten van voeten om te kijken of schoenen goed passen mag volgens de wet niet meer.
Aan welke basisprincipes van de radioprotectie is hier niet voldaan?
OPLOSSING
Hier is niet voldaan aan het ALARA-principe.
Het doorlichten van schoenen om te kijken of ze passen is een volstrekt overbodige praktijk. De hoeveelheid straling is dus niet As Low As Reasonably Achievable.
Bovendien werden die röntgenapparaten niet bediend door een deskundige.
Queue of women for shoefitting xray machine, at Messrs Babers, Oxford Street, London, 1925.
OEFENING
Het maken van röntgenfoto's is een courante medische praktijk.
Is hier voldaan aan de basisprincipes van de radioprotectie?
OPLOSSING
Hier is zeker voldaan aan het ALARA-principe. De stralingsdosis bij medische beeldvorming wordt zo klein als mogelijk gehouden om nog een medische diagnose te kunnen stellen. Bovendien worden de röntgenapparaten bediend door deskundigen.
De wettelijk normen (in Sv) gelden hier niet voor de patiënt. Dat komt omdat het om een medische toepassing gaat. Niettemin zijn de dosissen ioniserende straling klein.
Röntgenfoto van het abdomen. →
De organen laten de röntgenstralen even goed door. Je ziet daarom geen contrast, geen individuele organen.
De botten houden meer röntgenstralen tegen dan de zachte weefsels.
De metalen heupprothese houdt nóg meer röntgenstralen tegen waardoor die op het beeld heel goed contrasteert met de rest.
(Lees verder over röntgenstraling & röntgenfoto's.)
EXTRA OEFENINGEN
EXTRA OEFENINGEN
... VIND JE IN JE WERKBOEK.
Page updated
Report abuse