Stralingshygiëne

Hoofdstuk

IONISERENDE STRALING
Naamgeving van Ioniserende straling
Ioniserende straling (IS) wordt zo genoemd, omdat deze straling in staat is atomen te ioniseren. Dit verschijnsel kan in het kort als volgt worden verklaard:
  • Een atoom bestaat uit een elektrisch positief geladen kern met daaromheen draaiend een wolk van elektrisch negatief geladen elektronen, zie ook figuur 3. Bij een chemisch stabiel atoom is de som van de positieve en negatieve lading gelijk aan nul.

  • Indien door ioniserende straling één of meer elektronen uit deze wolk worden gestoten, behoren zij niet meer tot het atoom. De som van de positieve en negatieve lading is nu ongelijk aan nul. We zeggen dan: het atoom is een ion geworden "het is geïoniseerd".
Figuur 3. Het eenvoudige atoommodel
De maat voor de energie van de straling
De grootheid voor de energie is de fotonenergie. Deze wordt uitgedrukt in de eenheid elektronvolt. In het algemeen wordt straling met een fotonenenergie groter dan circa 34 elektronvolt (eV) gerekend tot de ioniserende straling, zie onderstaande figuur 4. Het ontstaan van ioniserende straling wordt hierna behandeld.

Figuur 4. De fotonenergie, Ioniserende- en niet-ioniserende straling.
STRALINGSSOORTEN
Figuur 5. Bronnen van ioniserende straling
 Oorsprong van ioniserende straling

Ioniserende straling kan vrijkomen uit radioactieve (instabiele) stoffen in de vorm van alfa-, bèta-, gamma- en neutronenstraling of combinaties daarvan en ook als röntgenstraling uit toestellen (zie figuur 5).


Radioactieve stoffen
Onomstotelijk is komen vast te staan dat alle radioactieve stoffen op den duur weer stabiel worden. Wanneer instabiele atomen overgaan naar een stabielere toestand (vervallen), wordt de overtollige energie in de vorm van straling uitgezonden. Deze straling wordt ioniserende straling genoemd. Hierbij onderscheiden we de volgende stralingssoorten (zie ook figuur 5):
  • EM-straling van zéér hoge frequenties die, al naar de wijze van ontstaan, röntgen- of gammastraling wordt genoemd.
  • Elektrisch geladen deeltjes, zoals alfa- (heliumkernen) en bèta- (elektronen) straling.
  • Elektrisch ongeladen deeltjes, de zogenaamde neutronen, die in deze lesstof verder niet worden behandeld.
Het overgrote deel van de Alfa-, bèta- en gammastraling ontstaat in de kernen van atomen van de radioactieve stoffen (instabiele atomen).
Toestellen
Röntgenstraling kan ontstaan in toestellen waar in vacuüm elektronen door hoge spanningen worden versneld en door botsing worden afgeremd (zie figuur 6). Dit gebeurt "gewenst" in met name medische röntgentoestellen.

Op plaatsen waar spanningen groter dan circa 5000 Volt worden toegepast kan dit effect ook als "ongewenst" neveneffect optreden, de zogenaamde "parasitaire röntgenstraling". Denk hierbij aan kleuren-TV's, radar- en zendinstallaties voor hoge vermogens. Deze röntgenstraling verdwijnt weer als het toestel wordt uitgeschakeld.
Figuur 6.
GROOTHEDEN BIJ RADIOACTIEVE STOFFEN
Activiteit
Indien in een instabiele stof in één seconde één atoom vervalt, noemt men de activiteit van deze stof één Becquerel, zie figuur 7. Kenmerken radioactieve stoffen.

Halveringstijd
De halveringstijd ( T½) is de tijd waarin de helft van een bepaalde hoeveelheid radioactieve stof zal vervallen. Er bestaan radioactieve stoffen met een halveringstijd van fracties van een seconde, tot uren, dagen, maanden, jaren, eeuwen en miljarden jaren.
 Figuur 7.Grootheden bij radioactieve stoffen

Figuur 8. Het verval van 1 gram radium
In het volgende hoofdstuk wordt de natuurlijke of "achtergrondstraling" besproken.