Opgave
Lees onderstaand artikel.
De kernreactie die in de tekst is beschreven, kan als volgt worden weergegeven:
In deze reactievergelijking ontbreken drie getallen.
a) Vul in de reactievergelijking de ontbrekende getallen in.
Stel dat in een tumor met een massa van 1,2 g op deze manier 7,2x1012 boriumkernen reageren. Het lithiumdeeltje en alpha-deeltje die bij de reactie vrijkomen, hebben samen een energie van 3,8x10-13 J. Deze energie wordt geabsorbeerd binnen de tumor. De stralingsdosis is de geabsorbeerde hoeveelheid energie per kilogram bestraald weefsel.
b) Bereken de stralingsdosis die deze tumor ontvangt.
c) Leg met behulp van de informatie in het artikel uit waarom bij neutronenbestraling vooral de tumorcellen worden vernietigd.
Bij een andere methode die tot nu toe veel wordt toegepast, bestraalt men de patiënt van buitenaf met gamma-straling.
Veronderstel dat men met beide methodes een even grote stralingsdosis kan toedienen aan een bepaalde tumor.
d) Leg uit of bij de methode die in het artikel beschreven wordt het het dosisequivalent voor de tumor groter is dan, kleiner is dan, of gelijk is aan het dosisequivalent bij gamma-bestraling.
Uitwerking vraag (a)
- Het alpha-deeltje heeft als massagetal (bovenste getal) 4 en als lading (onderste getal) 2 .
- Hierdoor wordt (om het totaal massagetal gelijk te krijgen) het massagetal van het Lithium-atoom gelijk aan 7.
- Lithium heeft als lading 3 (BINAS).
- Hierdoor wordt (om het totaal aan lading gelijk te krijgen) de lading van het borium-atoom gelijk aan 5. Dit klopt met BINAS.
- Dus:
Uitwerking vraag (b)
- Er komt in totaal 7,2x1012x3,8x10-13J = 2,7 J aan energie vrij.
- Dit wordt verdeeld over 1,2 g = 1,2x10-3 kg weefsel.
- De stralingsdosis wordt dus: 2,7/(1,2x10-3) =2,3x103 J/kg
Uitwerking vraag (c)
- De neutronen zijn langzaam en richten op weg naar de tumor dus weinig schade aan.
- Voor de reactie is borium nodig.
- De tumor neemt het borium veel beter op dan de rest van het lichaam.
- De reactie vindt dus vooral in de tumor plaats, waardoor (de dracht van de deeltjes is maar 10 micrometer) de energie bijna alleen maar in de tumor wordt afgegeven.
Uitwerking vraag (d)
- De weegfactor voor gamma-straling (1) is een stuk kleiner dan die van het alpha-deeltje (20) en het Lithium-deeltje.
- Hierdoor zorgt een zelfde stralingsdosis met neutronenstraling voor een stuk hoger dosis-equivalent dan de gamma-straling.
