Opgaven
Men laat röntgenstraling door een menselijk been gaan (zie figuur). In de figuur zijn twee stralen getekend.
De fotonen hebben een energie van 0,1 MeV.
De aan de linkerkant getekende straal gaat alleen door spierweefsel heen en de straal rechts door weefsel én bot.
AB = 5,0 cm
BC = 4,0 cm
CD = 4,0 cm
De halveringsdikte van spierweefsel is 4,0 cm. Die van het bot is 2,1 cm.
a) Beredeneer welke van de twee stralen op het negatief van de foto de sterkste zwarting veroorzaakt.
b) Bereken hoeveel % van de oorspronkelijke stralingsintensiteit bij de linkerstraal geabsorbeerd wordt.
c) Bereken hoeveel % van de oorspronkelijke stralingsintensiteit bij de rechterstraal geabsorbeerd wordt.
Om het personeel te beschermen tegen straling maakt men onder andere gebruik van een loden schort.
d) Bereken hoe dik het lood moet zijn als het 99,9 % van de straling moet tegenhouden. (Zoek de halveringsdikte van lood op in Binas.)
Antwoorden
Uitwerking vraag (a)
Het bot heeft een kleinere halveringsdikte, het absorbeert meer straling dan het weefsel. De intensiteit van de doorgelaten straling is kleiner, dus geeft deze minder zwarting op de fotografische plaat. De linkerstraal geeft de grootste zwarting. Dus op het fotonegatief staat het bot er ‘witter’ op dan het weefsel.
Uitwerking vraag (b)
De linkerstraal moet door 13 cm weefsel.
Er wordt 10,5 % doorgelaten dus 100 – 10,5 = 89,5 % = 90% geabsorbeerd.
Uitwerking vraag (c)
Noem de intensiteit bij A: I(0) .
- Op traject AB:
- Op traject BC:
- Op traject CD:
Dus...
Er wordt dus 100,0 – 5,6 = 94,4 % geabsorbeerd.
Opmerking: je kunt het bovenstaand resultaat ook in één keer uitrekenen (je laat gewoon de centimeters staan):
Uitwerking vraag (d)
De halveringsdikte van lood is 0,0106 cm. (Volgens Binas 5e druk; Binas 4e druk geeft 0,011 cm; je vindt daarmee vrijwel dezelfde uitkomst.)
Het lood is zó dik dat het maar 0,1% van de straling doorlaat, dus…
d is ongeveer 1 mm.
Artikel De Röntgenfoto.
