Natuurkunde.nl - Nucleaire diagnostiek (VWO 1 2005-I)

Lees het artikel

Opgaven

De 'curie' is een oude eenheid voor de activiteit. Zie de eenhedentabellen van Binas.
De activiteit kan berekend worden met de formule:

Hierin is:

A de activiteit in Bq;
τ de halveringstijd in s;
N het aantal aanwezige kernen.

Dit is een standaarduitwerking van een examensom. Wil je wat meer achtergrondinformatie bij dit onderwerp (gebaseerd op deze som) , of wil je aanwijzingen over hoe je deze som het beste kunt aanpakken?

Kijk dan op de examenbijles die bij deze som gemaakt is.

a) Bereken hoeveel kernen er aanwezig zijn in een hoeveelheid molybdeen-99 met een activiteit van 400 curie.

Het molybdeen kan vervallen naar de zogenaamde isomere toestand ^99mTc.
Door uitzending van γ-straling vervalt een ^99mTc kern naar een ⁹⁹Tc kern. Deze γ-straling wordt in ziekenhuizen gebruikt voor onderzoek.

Een radiodiagnostisch laborant moet tijdens zijn werk een badge dragen. Zie figuur 1.

b) Leg uit wat een badge registreert en hoe dit bij kan dragen aan de veiligheid van de radiodiagnostisch laborant.

Bij medische toepassingen is naast de halveringstijd τ van het γ-verval ook de biologische halveringstijd τ _bio van belang. Dit is de tijd die het lichaam gemiddeld nodig heeft om de helft van het aanwezige ^99mTc uit te scheiden.
Een patiënt mag pas bezoek ontvangen van kleine kinderen 22 uur na het toedienen van het technetium. De activiteit is dan afgenomen tot 0,50‰ van de waarde bij het toedienen.

Voor de activiteit A(t) geldt de formule:

c) Bereken de biologische halveringstijd van ^99mTc.

d) Geef drie redenen waarom ^99mTc geschikt is voor medisch onderzoek. Geef argumenten op basis van het doordringend vermogen van de ontstane straling, de halveringstijd en de ontstane dochterkern.

Uitwerking vraag (a)

Volgens de eenhedentabel in Binas is...

Reken om:

Vul dit in in de gegeven formule:

Uitwerking vraag (b)

Een badge registreert de opgelopen stralingsdosis in een bepaalde periode. Indien de badge een te hoge dosis registreert, mag een laborant enige tijd niet aan radioactieve straling worden blootgesteld.

Uitwerking vraag (c)

Om in de gegeven formule τ _bio uit te kunnen rekenen moeten alle andere grootheden bekend zijn:

• 0,5‰ (promille) betekent 0,5 op de 1000. Dus:

• De halveringstijd van ^99mTc is...

• De tijd t = 22 uur, invullen:

Los op:

Uitwerking vraag (d)

Gammastraling heeft een groot doordringend vermogen en is dus gemakkelijk te detecteren aan de buitenkant.
De halveringstijd is lang genoeg om onderzoek te kunnen doen.
De dochterkern is door de grote halveringstijd vrijwel niet radioactief.

Nucleaire diagnostiek (VWO 1 2005-I)

Onderwerp: Ioniserende straling, radioactiviteit, Kern- & Deeltjesprocessen (vwo), Kernfysica