3.2 Radioaktivitet Flashcards
Radioaktiv stråling
Atomkjerner som sender ut både EM-stråling og partikkelstråling.
Radioaktive grunnstoffer
Noen grunnstoffer er radioaktive. Det betyr at de sender ut ioniserende stråling fra atomkjernene.
Radioaktivitet
Det bar alltid vært radioaktive stoffer på jorda, selv om stråling fra disse stoffene først ble oppdaget for litt over 100 år siden. Becquerel oppdaget radioaktivitet i Uran i 1869. Ioniserende stråling fra radioaktive atomer, blir brukt i forskning og til medisinske undersøkelser.
Isotoper
Isotoper av et grunnstoff har samme antall protoner, men kan ha forskjellig antall nøytroner i atomkjernen. De fleste grunnstoffene har stabile isotoper, men mange av grunnstoffene har også ustabile isotoper. For eksempel grunnstoffet karbon har 6 protoner i kjernen. De fleste karbonatomer har i tillegg 6 nøytroner, men en liten del av karbonatomene har 7 nøytroner og en enda mindre del har 8 nøytroner i kjernen. Disse tre variantene er ulike isotoper av grunnstoffet karbon. Alle tre varianter har 6 protoner, men summen av antall protoner og nøytroner er henholdsvis 12, 13 og 14.
C-12 og C-13 er stabile isotoper. C-14 er en radioaktiv isotop.
Atomnummer
Antall protoner
Atommasse
Summen av nøytroner og protoner
Stråling fra ustabile atomkjerner
Radioaktive stoffer består av atomer med ustabile kjerner. For å bli mer stabile sender kjernene ut radioaktiv stråling. Eksempler på grunnstoffer med ustabile kjerner er uran, radon og plutonium.
Det er noen grunnstoffer som har både stabile og ustabile isotoper, som for eksempel karbon, cesium og jod.
Hvorfor blir noen stoffer radioaktive?
De har mange ekstra nøytroner i kjernen. Det gjør at de får ustabile kjerner. Dette gjelder de grunnstoffene som har atomnummer 85 og høyere.
Alfastråling
En strøm av alfapartikler som består av to protoner og to nøytroner. Et grunnstoff som avgir alfastråling blir omdannet til et nytt grunnstoff.
Atomnummeret blir redusert med to, og atommassen med fire. For eksempel uran med atomnummer 92, blir til et thoriumatom, med atomnummer 90.
Alfapartikkel er det samme som en heliumkjerne.
For eksempel radon må vi puste inn i lungene for at det skal gjøre skade. Radon er en type alfastråling som kommer opp av bakken. Ca 370 personer får lungekreft hvert år som følge av radon og røyking.
Betastråling
En strøm av elektroner. Et grunnstoff som avgir betastråling blir omdannet til et nytt grunnstoff, fordi atomnummeret blir større med ett, men atommassen endrer seg ikke. For eksempel thorium - et nøytroner i den ustabile thoriumkjernen blir omdannet til et proton og et elektron, og elektroner forlater atomkjernen i veldig stor fart, mens protoner blir værende. Disse partiklene kalles betapartikler.
Altså, betapartikler blir dannet av at et nøytroner blir omdannet til elektron + proton.
Gammastråling
Elektromagnetisk stråling som består av energirike fotoner. Dette er «overskuddsenergi» som atomkjernene frigjør etter å ha sendt ut alfa- eller betastråling. Utsendelse av stråling og omdanning av atomkjerner fortsetter til det blir dannet et stabilt grunnstoff som ikke er radioaktivt. I praksis er det som regel bly - det blir derfor stadig mer bly på jorda.
Energien til gammafotoner er meget høy.
Bestråling av matvarer
Når matvarer blir bestrålt, blir strålingen absorbert både i maten og i bakterier og andre mikroorganismer. Strålingen gjør at mikroorganismer dør, og maten får lenger holdbarhet. Maten blir ikke radioaktiv. Ikke alle matvarer egner seg for strålebehandling, men særlig tørket frukt og krydder egner seg godt for bestråling. I Norge er det foreløpig ikke tillatt å omsette andre andre bestrålte matvarer enn krydder og tørkede urter.
Måling av radioaktivitet
Styrken på radioaktivitet angis i becquerel (Bq). Aktiviteten er 1 Bq når det i gjennomsnitt omdannes en radioaktiv atomkjerne i sekundet. Vi mennesker har en radioaktivitet på ca 5000 Bq, som betyr at ca hvert sekund så er det 5000 radioaktive atomkjerner i kroppen din som blir omdannet. Det meste stammer fra karbonisotopen C14 som finnes i alle celler i kroppen, og fra K14 som det er mest av i muskelvev.
Halveringstid
Halveringstiden til et radioaktivt stoff, er den tiden det tar før halvparten av stoffet er spaltet(gjennomgått en radioaktiv utsendelse). For hver tidsperiode halveres mengden atomer i det opprinnelige stoffet. Thorium123 sender ut betastråling og blir omdannet til protactinium. Etter 24 dager er halvparten av thorium123 mengden omdannet til protactinium. Etter nye 24 dager er halvparten av det resterende thoriumet omdannet til protactinium. Altså, etter hver 24 dager blir atommengden halvert. Halveringstiden kan være fra noen milliondelssekund til mange år. For eksempel Uran har en halveringstid på 4,5 milliarder år og omdannes da til Thorium i naturen. Halveringstid sier noe om hvor raskt et stoff omdannes til et annet stoff.
Biologisk halveringstid
Tiden det tar for et radioaktivt materiale å komme inn i en levende organisme til halvparten er ute av organismen.
Rekkevidden av stråling fra radioaktive kilder
Alfapartikler blir stoppet av papir, betapartikler blir stoppet av glass, gammastråling stoppes av et tykt lag bly eller betong.
