Stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

1. Stralingsbeschermingdeskundigheidsniveau 5 Frits Pleiter stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

2. Indeling • atoom- en kernfysica (1) • wisselwerking (3) • röntgentoestel (2) • afscherming (3) • detectie (4) • radiobiologie (6) • het objectieve risico van straling (6) • subjectieve risicoacceptatie (6) • grootheden en eenheden (5) • wet- en regelgeving (7) • praktische stralingshygiëne (8 - 10) • afval (11) stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

3. R N(x)/N(0) 1,0 0,5 0,0 x Wisselwerking-deeltjes energieafgifte door botsingen met elektronen recht spoor van excitaties en ionisaties typische energie 5 MeV dracht in lucht 30 mm dracht in weefsel 30 µm stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

4. Rgemiddeld N(x)/N(0) Re,max 1,0 0,5 0,0 x Wisselwerkingelektronen energieafgifte door botsingen met elektronen verstrooiing door botsingen met elektronen uitwaaierend spoor van excitaties en ionisaties men spreekt van "maximale dracht" remstraling veroorzaakt extra energieverlies Erem / E  EZ / 800 typische energie 1 MeV max. dracht lucht 5 m max. dracht weefsel 5 mm stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

5. d½ N(x)/N(0) 1,0 R,max 0,5 0,0 x Wisselwerking--deeltjes -spectrum wordt exponentieel verzwakt halveringsdikte d½ is de dikte die intensiteit tot de helft reduceert vuistregel d½  R,max / 7 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

6. Wisselwerking+-deeltjes zie wisselwerking van --deeltjes annihilatie aan eind van dracht + + e-  2  511 keV de beide fotonen gaan in tegenovergestelde richtingen wordt gebruikt bij PET-scan stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

7.  kern e- Wisselwerking- en röntgenfotonen foto-effect effect  Z5 / E3 alleen mogelijk als E > bindingsenergie volledige energieoverdracht aan (gebonden) elektron atoom wordt geïoniseerd  röntgen-foton Auger-elektron stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

8.  '  e- kern Wisselwerking- en röntgenfotonen Compton-effect effect  Z gedeeltelijk energieoverdracht aan een (vrij) elektron atoom wordt geïoniseerd  röntgen-foton Auger-elektron stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

9. e- kern e+ Wisselwerking- en röntgenfotonen paarvorming effect  Z2 alleen mogelijk als E > 2  511 = 1022 keV gevolgd door annihilatie e+ + e-  2  511 keV stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

10. paarvorming foto-elektrisch effect Compton-effect Wisselwerking- en röntgenfotonen bij lage energie en grote Z domineert foto-effect bij hoge energie en grote Z domineert paarvorming in tussengebied domineert Compton-effect stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

11. Afscherming-deeltjes -deeltje passeert niet de dode laag van de huid geen afscherming tegen externe straling nodig zeer riskant bij inwendige besmetting stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

12. Afscherming--deeltjes gebruik materiaal met lage Z in verband met remstraling draag veiligheidsbril gebruik alzijdige afscherming in verband met grote dracht men werkt bij voorkeur met de massieke dracht R   (in g/cm2) omdat energieoverdracht plaatsvindt via elektronen aantal elektronen per gram voor meeste elementen dezelfde is R   daarom (bijna) onafhankelijk van het materiaal is stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

13. Afscherming+-deeltjes zie afscherming van --deeltjes om annihilatiestraling af te schermen is aanvullend lood nodig stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

14. Afscherming- en röntgenfotonen halveringsdikte d½ is dikte die de intensiteit tot de helft reduceert lineïeke verzwakkingscoëfficiënt  = 0,693 / d½ fotonen worden exponentieel verzwakt T(d) = e -d men werkt bij voorkeur met massieke halveringsdikte d½   (in g/cm2) massieke verzwakkingscoëfficiënt  /  (in cm2/g) stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

15. Afschermingmassieke eenheden waarom massieke eenheden ? de energieoverdracht van -deeltjes, elektronen en fotonen vindt plaats via de elektronen het aantal elektronen per gram is voor de meeste elementen een constante d½   en  /  zijn daarom onafhankelijk van het materiaal (mits het Compton-effect overheerst) stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

16. P bron P bron absorber collimator absorber Afschermingdosisopbouwfactor smalle bundelgeometrie (links) T(d) = e -d brede bundelgeometrie (rechts) T(d) = B  e -d B = bundelopbouwfactor (build-up) tengevolge van verstrooiing stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

17. Afschermingtransmissie -straling stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

18. Afschermingkeuze afschermingsmateriaal röntgenstraling heeft meestal een lage energie bij lage energie domineert het foto-effect lood is dan een efficiënt afschermingsmateriaal op een een laboratoriumtafel is weinig ruimte lood heeft een zeer kleine verhouding volume / massa lood is dus handig als afschermingsmateriaal lood is duur en ongeschikt voor bouwkundige constructies zoals een bunker rond een versneller of -bestralingsfaciliteit in zo'n geval is beton het optimale afschermingsmateriaal stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

19. Afschermingkeuze afschermingsmateriaal bedenk dat het niet om de verzwakking gaat, maar om het uiteindelijke stralingsniveau stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5