Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde onderwijs in het voortgezet onderwijs.
Opgave
Vragen en opdrachten
Waarom kan radioactief materiaal niet in voorraad worden bewaard? En over welk materiaal gaat het eigenlijk? Dat zijn vragen die we hieronder gaan beantwoorden. Voor een bepaald soort medisch onderzoek wordt radioactief materiaal gebruikt. Dit wordt ingespoten en met een gammacamera kan dan zichtbaar worden gemaakt waar het materiaal zich in het lichaam bevindt. Voor dit soort onderzoek wordt meestal Technetium-99m gebruikt. Het is metastabiel (vandaar de m) en vervalt tot Te-99 onder uitzending van γ-straling. De halveringstijd bedraagt 6 uur.
a) Schrijf de vervalvergelijking op.
b) Hoe lang duurt het tot er van de oorspronkelijke hoeveelheid Te-99m nog maar 1% over is?
c) Waarom wordt als radioactief materiaal een gamma-straler genomen?
d) Waarom is het zo gunstig dat er geen alfa- en bètastraling vrijkomt?
Het is duidelijk dat het technetium niet weken kan worden bewaard. Nu is Te-99m een vervalsproduct van molybdeen-99, dat te vinden is in ‘gebruikte’ splijtstof. Molybdeen heeft een halveringstijd van 68,3 uur. Bij het verval ontstaat bètastraling. Het Te-99m is chemisch vrij eenvoudig uit Molybdeen vrij te maken.
e) Schrijf de vervalvergelijking op.
f) Leg uit dat het probleem van de houdbaarheid nu deels is opgelost.
g) Hoe lang kan het molybdeen worden bewaard tot er 1 % van is overgebleven?
h) Komt dat overeen met citaten uit de tekst?
i) Waarom wordt de isotoop Mo-99 ook wel een melkkoe voor Te-99m genoemd?
Uitwerking vraag (a)
De reactievergelijking
Uitwerking vraag (b)
Van 100% naar 1% is ongeveer 6,5 keer de halveringstijd, dus 6,5 x 6 = 39 uur.
Uitwerking vraag (c)
Gamma-straling heeft een groot doordringend vermogen. Alfa en bètastraling komen niet door het weefsel en komen dus het lichaam niet uit.
Uitwerking vraag (d)
Alfa- en bètastraling kunnen schade aanrichten in het lichaam.
Uitwerking vraag (e)
Uitwerking vraag (f)
Mo heeft een meer dan 10x zo lange halveringstijd dan Te-99m dus is minder snel op.
Uitwerking vraag (g)
6,5 x 68,3 h (opzoeken) = 444 uur = 18,5 dag = 2,6 week.
Uitwerking vraag (h)
Zie de eerste regel van het artikel.
Uitwerking vraag (i)
Het Mo blijft Te-99m produceren en als je wat nodig hebt haal je het chemisch uit het Mo.
