Radioaktiv stråling

Radioaktiv stråling er eit omgrep som ikkje har ei fysisk forklaring. Sjå radioaktivitet og ioniserande stråling.
Stråling som ioniserande stråling frå ustabile atomkjernar er strålar i form av alfastråling, nøytronstråling, betastråling eller gammastråling. Strålinga oppstår når ustabile atomkjernar blir spalta til andre atomkjernar og samstundes sender ut energi. Dei mest kjende radioaktive stoffa er uran og radium. 

Måleininga for radioaktivitet er becquerel (Bq), der 1 Bq svarer til ein partikkel sendt ut pr. sekund. Megabecquerel (MBq) er ingen uvanleg storleik. Ei eldre måleeining er curie (Ci), der 1 Ci = 3,7×1010 Bq, eller 1 mCi = 37 MBq.

Som vern mot stråling og røntgenstråling, brukar ein ofte bly rundt strålingskjelda og/eller i påkleding åt personellet. Tjukkleiken på blyet må tilpassast strålingstypen (alfa, beta, gamma, røntgen) og strålingseffekten (keV pr. partikkel). Mot nøytronstråling hjelper det ikkje med blykappe då nøytrona ikkje vekselverkar med ladde partiklar, men berre kan slakkast ned gjennom ei rekkje elastiske kollisjonar.

Radioaktivitet blir oppdaga

Becquerel
Den fyrste som oppdaga radioaktivitet var franskmannen Henri Becquerel i 1896. Han la eit salt av uran mellom nokre fotografiske plater og skjerma dei mot lys. Platene vart sverat, og Becquerel kunne konkludere med at det måtte kom ei ukjend stråling frå uransaltet. Radioaktivitet var påvist.

Curie
Ekteparet Marie Curie og Pierre Curie greidde å isolere to radioaktive stoff rundt om lag år 1900. Det eine vart kalla polonium etter Polen, heimlandet til Marie, og det andre radium. som betyr «det som strålar» på latin. Ekteparet Curie undersøkte dess stoffa og konkluderte med at det kom stråling frå atomkjernane; Dei sende ut energi.

Ulike typar stråling

Alfastråling (α)
Alfastråling (α-stråling) er ein type partikkelstråling der heliumkjernar (4He2+ med 2 proton og 2 nøytron), α-partiklar, blir sende ut frå atomkjerna i høg fart. Når atomet sender ut α-stråling mistar det to nøytron og to proton. Eit vanleg døme er når stoffet Uran-238 sendar ut α-stråling vert det omdanna til Thorium-234. Rekkjevidda av alfastråling i luft er nokre få centimeter, i vatn og biologisk vev nokre hundredels millimeter. α-stråling kan stansast av noko så tynt som papir, men har høg energi og kan vere svært øydeleggjande om dei radioaktive atoma held til inni kroppen. Russaren Alexander Litvinenko, til dømes, døydde av &aplha;-stråling frå det radioaktive stoffet polonium-210 som skal ha blitt blanda i teen hass.

Nøytronstråling
Nøytronstråling er frie nøytron (1n0). Oppstår i fisjonsprosessar, dessutan sender ustabile isotopar som beryllium-13 ut nøytronstråling. Rekkjevidda av nøytronstråling varierer mellom 1/2 og 2 meter i vatn og vev alt etter om nøytrona er såkalla hurtige eller langsame, men dei er generelt svært gjennomtrengande fordi partiklane er nøytrale og ikkje blir forstyrra av elektron i atoma. Nøytronstråling er noko mindre skadeleg pr. partikkel enn alfastråling. Tunge atomkjernar har ein tendens til å fange opp langsame nøytron og vert ofte sjølv radioaktive.

Betastråling (β)

Betastråling (β-stråling) er òg ein type partikkelstråling der elektron (0e- eller 0β-) eller positron (0e+ eller 0β+) blir sende ut or kjernen i eit radioaktivt stoff. Desse elektrona har høg fart og dermed mykje rørsleenergi. Me kallar dei ofte for «snøgge elektron». β-partiklane oppstår ved at eit nøytron blir omdanna til eit proton, og i denne omdanninga oppstår det eit energirikt elektron som blir sendt ut or kjernen. Når dette skjer, aukar talet på proton i kjernen med éin. Grunnstoffet som sender ut β-stråling , blir altså omlaga til det grunnstoffet som har eitt proton meir i kjernen. Til dømes thorium-234 vert til protactinium-234. Rekkjevidda i vatn og vev er typisk 1/2 cm, men energien er lågare enn i alfa- eller nøytronstråling. Sidan positronet er antipartikkelen åt elektronet, vil eit positron i den verkelege verda kollidere med eit elektron og dei to blir tilinkjegjort samtidig som dei sender ut to identiske foton i kvar si retning.

Gammastråling (γ)
Når kjernane til atom i grunnstoff sender ut α- og β-stråling får kjernane eit høgare energinivå enn det som er stabilt. Me plar då å seie at atomkjernane er i ein eksitert tilstand. Denne restenergien blir frigjord frå atomkjernane i form av EM-stråling med særs kort bølgjelengd. Dei kortaste bølgjene i det elektromagnetiske spekteret er gamma-stråling (γ-stråling), som har bølgjelengder mindre enn om lag 100 pikometer. Grensene mellom røntgenstråling og gammastråling er flytande, gammastråling har svært stor energi og kan gi store stråleskader både hos planter, menneske, og dyr. γ-stråling er ei form for EM-stråling og skil seg difor ut frå α- og β-stråling som er partikkelstråling.

Måling av stråledosar

Det finst ulike typar detektorar for ioniserande stråling. Partikkelteljaren, også kalla ein geigerteljar, måler aktiviteten som desintegrasjonar pr. sekund. Andre typar detektorar som fotodiode, fotomultiplikator, elektroskop og scintillator kan nyttast til å måle doseraten. Filmdosemeter og termoluminescensdosemeter vert ofte bruka til å måle absorbert dose.

Menneske og dyr tar skade av radioaktivitet. Ein skil mellom deterministiske skadeverknader og stokastiske skadeverknader (skadeverknader som kan reknast ut statistisk). Deterministiske skadar vert større dess større dose ein blir utsett for. For desse skadane, som berre oppstår ved store doser over ein viss terskel, er det ein klar årsakssamanheng mellom dose og skadeverknad. For stokastiske skadeverknader er det ingen samanheng mellom dose og skadeverknad. Derimot er det ein klar samanheng mellom absorbert dose og risiko for å utvikle kreft. Det finst ingen nedre terskel for stokastiske skadeverknader, og ein må derfor konkludere at all stråling er skadeleg, utan omsyn til dose eller doserate. 

Måleeininga for absorbert dose er gray (Gy). Måleeininga for effektiv doseekvivalent er sievert (Sv). Den effektive dosen er lik den absorberte dosen multiplisert med ein kvalitetsfaktor. Kvalitetsfaktoren seier kor skadeleg ei bestemt type stråling er (sjå energi og rekkjevidd som nemnt ovanfor). 1 J alfastråling absorbert per kg kroppsvev har ein effekt på 20 Sv, og 1 J/kg nøytronstråling 10 Sv, og 1 J/kg beta- eller gammastråling 1 Sv.

Sjå òg 
 Grunnstoffliste
 Isotop
 Isotoptabell
 Karbondatering
 Kjernekraft
 PET
 Radioterapi (strålingsterapi)
 Røykvarslar
 Slumptal
 SPECT
 Tsjernobyl
 Alexander Litvinenko

Kjelder
 Tilsvarande artikkel på bokmål

Bakgrunnsstoff

Radioaktiv stråling