Wat is straling?
Overal om ons heen is straling: zonneschijn, verlichting, warmte van de kachel, signalen van de radio en televisie, röntgenstralen. Straling is een vorm van energie die we in sommige gevallen waarnemen, bijvoorbeeld warmtestraling en licht, maar de meeste straling nemen we niet waar.
Straling zou je kunnen zien als een soort pakketjes met energie die golfbewegingen maken door de lucht. Over het algemeen spreken we van elektromagnetische straling. Dit zijn elektrische en magnetische golven die zich ongeveer net zo snel als de snelheid waarmee de lucht zich voortbeweegt, verplaatsen. Het wordt dan ook uitgedrukt in golflengte (meter) of frequentie (hertz = Hz). Hoe hoger de frequentie is, hoe korter de golflengte en hoe meer energie de straling bevat.
Elektromagnetische straling
Dagelijks worden we blootgesteld aan verschillende soorten van elektromagnetische straling. Dit zijn onder andere de radiogolven en röntgenstraling. Toch is er een groot verschil tussen deze twee stralingen: hoe lang we ons ook in een gebied met radiogolven zullen bevinden, we zullen er niets van merken. Als we echter teveel aan röntgenstraling worden blootgesteld, zal dit op den duur zeker gevolgen hebben voor onze gezondheid. De ene is dus niet schadelijk, de andere wel, en dit zijn twee typische kenmerken van ioniserende straling en niet-ioniserende straling.
Ioniserende straling
Ioniserende straling houdt in dat de stralingsdeeltjes de aanwezige gasmoleculen in de lucht, om kunnen zetten in ionen (geladen deeltjes.) Om hier toe in staat te zijn, moet er een minimum aan energie zijn, zodat de gasmoleculen kunnen worden geïoniseerd (dit is dus een proces wat energie kost). Gewoon zonlicht is een voorbeeld van niet-ioniserende straling. In principe zal het dan ook geen schade aanrichten, hoe lang je er ook aan blootgesteld wordt. Dit is in de praktijk echter niet zo. Zonlicht bevat namelijk ook UV-straling. Dit is wel ioniserende straling en kan dus schade aanrichten. In het elektromagnetisch spectrum geldt UV-straling als straling met een minimale frequentie (namelijk 1015 Hz) om materie te ioniseren.
RONTGENSTRALING
Ioniserende straling brengt niet alleen schade toe, maar kan ook met verschillende doeleinden gebruikt worden, met zowel industriële als medische toepassingen. Het bekendste voorbeeld hiervan is ongetwijfeld de röntgenstraling.
Röntgenstraling ontstaat wanneer elektronen met voldoende energie in aanraking komen met de atomen van een metalen plaat. Die elektronen komen vrij doordat er een sterke stroom loopt door een draad. De energie die door de draad loopt zorgt ervoor dat de elektronen vrij komen. De elektronen bewegen zich naar een metalen plaat toe en raken de elektronen uit de atomen van het metaal. De elektronen verspringen van schil en bereiken dus een bepaald energie niveau wat bepalend is voor het soort straling dat vrijkomt.
Röntgenstraling is doordringende elektromagnetische straling. Het doordringt metaal, plastic en het menselijk lichaam.
In een röntgenbuis komt nog een soort röntgenstraling voort, namelijk de zogenoemde remstraling. Deze ontstaat als gevolg van afremming (of in sommige gevallen ook versnelling) van elektronen of andere energierijke deeltjes. In de buis worden elektronen door een hoge gelijkspanning op een stuk metaal geschoten. De röntgenstraling die hierbij ontstaat is in feite remstraling. Deze straling heeft, in tegenstelling tot de reguliere, karakteristieke straling die ik hierboven heb beschreven, een continu energiespectrum.
Röntgenstraling in de astronomie
We kennen röntgenstraling vooral als de straling waarmee röntgenfoto’s gemaakt worden in het ziekenhuis. Toch is dat niet de enige manier waarop deze straling gebruikt wordt. Zo is ook in de astronomie röntgenstraling nadrukkelijk van toepassing. Sommige satellieten kunnen röntgenstralen registreren. Op deze manier werden de zwarte gaten in het heelal ontdekt. Zij geven namelijk röntgenstraling af wanneer ze de gassen opslurpen van dichtbijzijnde sterren. Ook andere hemellichamen, zoals de zon, sterren en planeten maken deze straling aan. Met behulp van de röntgenstralingregistrerende satellieten zijn wetenschappers veel te weten gekomen over het heelal.
Röntgenstraling in de wetenschap
Ook in de wetenschap wordt veel met röntgenstraling gewerkt. Zo wordt bijvoorbeeld de molecuulstructuur van plastic bepaald door middel van röntgenstraling. Ook vliegtuigen of grote brugconstructies worden onderworpen aan röntgenstraling. Zo kan men zien of er bijvoorbeeld oneffenheden of scheurtjes in zitten die het onveilig maken.
Het werken met röntgenstraling lijkt op het maken van foto's. Aan één kant van het werkstuk wordt een film bevestigd en aan de andere kant wordt de röntgenbuis opgesteld. De straling gaat door het werkstuk heen en valt op de film. Hoe dunner het werkstuk hoe minder de straling wordt tegen gehouden. De film wordt hier dus het best belicht. Een fout of onregelmatigheid in een werkstuk zal meer of minder straling tegenhouden dan zijn omgeving en dus opvallen. Op deze manier worden onder andere brugconstructies of vliegtuig- onderdelen gecontroleerd op fouten.
Röntgenstraling in de beveiliging
Er is nog een niet te verwaarlozen toepassing van röntgenstraling, namelijk in de beveiliging, zoals bij bijvoorbeeld de douane. Hier wordt de bagage van de passagiers via een lopende band door een scanner gevoerd. Door middel van diodes (elektronische detectors) die elektrische signalen afgeven zodra er röntgenstraling op valt, wordt het beeld op een computerscherm zichtbaar gemaakt.
Hoe zo’n scanner precies werkt zie je op de tekening op de volgende bladzijde.
Röntgenstraling in de medische wereld
Waar we röntgenstraling vooral tegenkomen is in de medische wereld; de ziekenhuizen. Röntgenstralen hebben namelijk de eigenschap dat ze door zachte stoffen heen kunnen, zoals huid en vlees. Op harde stoffen, zoals bot of metaal, botsten ze echter. Daarom krijgen we bij een röntgenfoto de botten in het wit te zien, en de rest van het lichaam, waar de stralen dus door heen kunnen, in het zwart. Dit is natuurlijk uitermate geschikt om bijvoorbeeld een botbreuk op te sporen.
Het werken met röntgenstraling is echter niet zonder risico. Deze straling is namelijk in staat, door de grote hoeveelheid energie, om directe veranderingen in het lichaam te veroorzaken. Zo kunnen ze bijvoorbeeld bindingen in het DNA verbreken, waardoor cellen worden beschadigd en kanker kan ontstaan. Om te vergelijken: UV-straling is daar ook ten dele toe in staat, maar dringt niet diep in het lichaam door. Het enige wat UV-stralen kunnen veroorzaken is huidkanker. Röntgenstraling kan echter ook, als er al sprake is kanker, bij bestraling de cellen uit de kankertumoren doden, waardoor de kanker juist verwijderd wordt.
WILLEM CONRAD RONTGEN
De Duitse natuurkundige Wilhelm Conrad Röntgen werd geboren in 1845.
Van 1876 tot 1888 was hij professor aan de universiteit van Straatsburg. Daarna werkte hij tot 1900 in Wurzburg. Röntgen werkte in de laatste jaren van zijn leven in Munchen.
In 1895 ontdekte Röntgen een bijzondere straling. Aangezien hij niet wist tot wat het was of tot wat voor soort het behoorde noemde hij het “x-stralen”. Hij ontdekte dat met de straling het innerlijk van het menselijk lichaam van buitenaf bekeken kon worden. Zo kon het skelet worden afgebeeld.
Aanvankelijk werd zijn uitvinding alleen in medische kring
gebruikt, maar later werden röntgenstralen ook toegepast op andere materialen, zoals bij controle van zwakke plekken in constructies. Men ging in de medische wereld de straling ook toepassen bij de behandeling van tumoren, maar reeds snel ontdekte men dat deze methode een groot nadeel opleverde. Als patiënten namelijk teveel aan deze straling werden blootgesteld kregen ze kanker. Röntgen heeft nooit patent aangevraagd op zijn ontdekking, omdat hij vond dat iedereen gebruik moest kunnen maken van deze belangrijke uitvinding. Ook weigerde hij toekenning van een adellijke titel. Als eerbetoon werd in 1901 de eerste Nobelprijs voor natuurkunde aan Wilhelm Röntgen toegekend. Pas later heeft deze straling de naam gekregen van zijn ontdekker. Röntgen stierf in 1923.
gebruikt, maar later werden röntgenstralen ook toegepast op andere materialen, zoals bij controle van zwakke plekken in constructies. Men ging in de medische wereld de straling ook toepassen bij de behandeling van tumoren, maar reeds snel ontdekte men dat deze methode een groot nadeel opleverde. Als patiënten namelijk teveel aan deze straling werden blootgesteld kregen ze kanker. Röntgen heeft nooit patent aangevraagd op zijn ontdekking, omdat hij vond dat iedereen gebruik moest kunnen maken van deze belangrijke uitvinding. Ook weigerde hij toekenning van een adellijke titel. Als eerbetoon werd in 1901 de eerste Nobelprijs voor natuurkunde aan Wilhelm Röntgen toegekend. Pas later heeft deze straling de naam gekregen van zijn ontdekker. Röntgen stierf in 1923.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden
E.
E.
prachtig werkstuk
hier zit tenminste waarde achter!
12 jaar geleden
AntwoordenB.
B.
hoi ik snap er niks van :D
12 jaar geleden
AntwoordenM.
M.
Heel erg goed werkstuk . Kan ik echt gebruiken !
11 jaar geleden
AntwoordenA.
A.
Nu ga ik over omdat ik dit het genakt en mn leraar wist het niet lol
5 jaar geleden
Antwoorden