Opgave
Brachytherapie is de naam voor een medische behandeling waarbij een hoeveelheid radioactieve stof, die zich in een holle naald bevindt, enige tijd in ziek weefsel wordt gestoken. Deze methode werd voor het eerst toegepast rond 1900, toen men de beschikking had over voldoende radium. Het radium werd op de plaats van het zieke weefsel gebracht en zorgde daar voor intensieve bestraling.
Bij het verval van radium-isotopen ontstaat α-, β- en γ-straling.
a) Leg uit welke van deze drie soorten straling het zieke weefsel vlakbij het radium het meest aantast.
Tegenwoordig gebruikt men in plaats van radium vaak de radioactieve isotoop iridium-192.
Deze isotoop vervalt voornamelijk onder uitzending van β–-deeltjes, waarbij als eindproduct een stabiele isotoop ontstaat.
b) Geef de vergelijking voor dit verval.
Bij een bepaalde behandeling moet een stukje weefsel van 4,0 gram een stralingsdosis van 2 Gy ontvangen. De behandeling duurt 3,5 uur. De gemiddelde energie van de hierbij uitgezonden β-deeltjes is 9,6.10-14J. Neem aan dat alle uitgezonden straling door het stukje weefsel wordt opgenomen.
c) Bereken de gemiddelde activiteit die het ingebrachte iridium moet hebben.
De activiteit van het iridium-192 daalt in de loop van de tijd. Met hetzelfde iridiumpreparaat wordt de behandeling precies vier weken later herhaald. Men wil dan dezelfde stralingsdosis toedienen aan hetzelfde stukje weefsel.
d) Bereken hoe lang de behandeling dan moet duren.
Uitwerking vraag (a)
• De α-straling, want deze heeft het grootste ioniserend vermogen / een zeer korte dracht
Uitwerking vraag (b)
Uitwerking vraag (c)
• De dosis is de energie per kg bestraald weefsel.
• De energie van de opgenomen straling is dan 2 * 0,004 = 0,008 J
• Het aantal kernen dat daarvoor moet vervallen is ΔN = 8.10-3 / 9,6.10-14 = 8,3.1010
• De gemiddelde activiteit is dan A = ΔN / Δt = 8,3.1010 / 3,5 * 3600 = 6,6.106 = 7 MBq
Uitwerking vraag (d)
• De halveringstijd van iridium-192 is 74 dagen.
• Er geldt: A(t) = A(0) * (0,5)28/74
• De activiteit van het preparaat is dan gedaald tot (0,5)28/74 = 0,769 deel van de oorspronkelijke activiteit.
• Er moet dan 3,5 : 0,769 = 4,5 uur bestraald worden
