Ioniserende straling: alfa-, bèta- en gammastraling
Bijles natuurkunde HAVO
Wat is ioniserende straling?
Met ioniserende straling wordt straling bedoeld die moleculen kan ioniseren. Dit wil zeggen dat elektronen van moleculen afgeslagen worden of dat moleculen kapot gaan. Er ontstaan daardoor moleculen die elektrisch geladen zijn.
Radioactiviteit van een materiaal houdt in dat het spontaan ioniserende straling uitzendt. α, of β en γ-straling zijn voorbeelden van straling met een ioniserend vermogen.
Maar wat is dit ioniserende vermogen precies? Dit is een vermogen dat bepaald hoe goed een stralingsdeeltje in staat is om de atomen en moleculen waar het deeltje langskomt te ioniseren. Als een stralingsdeeltje een andere molecuul ioniseert, verliest het stralingsdeeltje energie.
Daarnaast speelt het doordringende vermogen een belangrijke rol bij straling. Dit vermogen geeft aan hoe ver de straling in een stof kan doordringen.
Ook speelt dracht een belangrijke rol bij straling. Dracht is de maximale afstand die een α, of β -deeltje in en bepaald materiaal kan afleggen totdat de energie van het deeltje nul is geworden. Dus eigenlijk tot hoever het stralingsdeeltje komt, voordat het wordt geabsorbeerd door een stof. Hoe groter de dracht, hoe schadelijker het deeltje in het materiaal (bijvoorbeeld je lichaam) is.
Welke stralingen zijn er?
- α-straling bestaat uit Dit type straling kenmerkt zich door een grootioniserend vermogen een klein doordringend vermogen en een grote dracht. Deze kenmerken gaan we stapsgewijs langs. Het grote ioniserend vermogen wordt veroorzaakt door de grote lading, grote afmeting en lage snelheid van het deeltje. Door de grote afmeting is er meer kans dat de heliumkern tegen een ander deeltje aanbotst. Door de lage snelheid is er meer tijd om contact te maken met andere moleculen om een reactie te veroorzaken. α-straling heeft een klein doordringend vermogen, omdat het snel zijn energie verliest door alle contactmomenten met andere moleculen. Hierdoor komt α-straling amper door papier heen. Wel heeft α-straling een grote dracht. Eenmaal in het materiaal is α-straling super schadelijker, veel schadelijker dan β en γ -straling. Maar gelukkig komt -straling heel lastig je lichaam in door het lage doordringende vermogen.
- β-straling bestaat uit elektronen, welke geschreven worden als
Dit type straling kenmerkt zich door een gemiddeld ioniserend vermogen, een gemiddeld doordringend vermogen en een gemiddelde dracht. Het ioniserend vermogen vanβ-straling is kleiner dan dat van α-straling, omdat een elektron veel kleiner is dan een heliumkern. De kans op een botsing tegen een ander molecuul aan is hierdoor kleiner. Door de hogere snelheid van een elektron in vergelijking met een heliumkern is de contacttijd met moleculen kleiner. β-straling ioniseert andere moleculen hierdoor minder snel dan α-straling. Het doordringend vermogen van β-straling is wel groter dan dat van α-straling. Zo kan α-straling niet eens door een vel papier komen, zo kan β-straling door een aluminium plaat komen. β-straling is minder schadelijk als het eenmaal het lichaam binnen gaat, dus de dracht van β-straling is wel weer kleiner dan die van α-straling. - γ-straling bestaat niet uit materiële deeltjes, maar uit fotonen, ook wel gammadeeltjes (γ) Een foton heeft geen lading en geen massa. Het neemt alleen energie mee uit de atoomkern. Het ioniserend vermogen is zeer klein, omdat fotonen super snel zijn en heel klein. Contactmomenten met andere moleculen komen dus niet voor, waardoor ze andere moleculen niet ioniseren. Het doordringend vermogen is daardoor zeer groot: de straling verliest namelijk geen energie aan het ioniseren van andere moleculen. Zo kan γ-straling door een dikke betonnen muur heen. De dracht is wel heel klein. Dus zodra γ-straling je lichaam binnenkomt, is het niet heel schadelijk.
Voorbeeldvragen:
In de onderstaande tabel volgt een handig overzicht met de belangrijkste eigenschappen van
-straling | -straling | -straling | |
Opbouw | |||
Ioniserend vermogen | groot | middel | klein |
Doordringend vermogen | klein | middel | groot |
Dracht | groot | middel | klein |
1. Voorbeeldvraag vervalvergelijking:
Geef de vergelijking van het verval van uranium-235.
Het juiste antwoord is afgebeeld op de bovenste afbeelding onderaan de tekst.
In BINAS tabel 25 kun je zien dat uranium-235 α -straling uitzendt.
2. Voorbeeldvraag vervalvergelijking:
Geef de vergelijking van het verval van lood-209.
Het juiste antwoord is afgebeeld op de onderste afbeelding onderaan de tekst.
In BINAS tabel 25 kun je zien dat lood-209 β-straling uitzendt.
