Ioniserende straling

Ioniserende straling is 'n tipe energie wat deur radioaktiewe atome afgegee word. Ioniserende straling bevat genoeg energie om atome te ioniseer, dit wil sê, dit het genoeg energie om elektrone te verwyder uit die atome in die materiale wat dit binnedring. Ioniserende straling se vermoë om te ioniseer maak dit potensieel skadelik vir lewe. Ionisasie veroorsaak dat chemiese bindings opbreek. Wanneer chemiese bindings opbreek, kan ander nuwe verbindings vorm. Sekere nuwe chemiese stowwe wat op hierdie manier gevorm word, kan skadelik wees. Ioniserende straling kan die menslike liggaam dus in gevaar stel deurdat dit chemiese bindings in die liggaam kan verander. Ioniserende straling is egter moeilik om op te spoor omdat dit nie deur mense gevoel, geruik, geproe, gesien of gehoor kan word nie. Die vernaamste tipes ioniserende straling is alfadeeltjies, betadeeltjies, gammastrale, neutrone en X-strale.

Agtergrond 

Ioniserende straling is straling wat energiek genoeg is om 'n elektron uit die buitenste dop van 'n atoom te slaan. Dit gee die atoom 'n algehele positiewe lading in plaas van 'n neutrale lading, die atoom word geïoniseer en word 'n ioon. Die bestraling spruit hoofsaaklik uit radioaktiwiteit, wat die spontane ontbinding van atoomkerne is.

Direk of indirek 

Ionisasie kan op twee maniere gebeur: direk of indirek. Die direkte modus kan slegs plaasvind deur gelaaide deeltjies soos alfa- of beta-deeltjies. 

Die indirekte manier vind in stappe plaas. 'n Ongelaaide deeltjie of 'n foton (elektromagnetiese straling) reageer met 'n atoom of 'n atoomkern. Dit skep gelaaide deeltjies wat op hul beurt ander atome ioniseer.

Die energie wat 'n foton benodig om 'n atoom te ioniseer, hang af van die tipe atoom. Waterstof benodig byvoorbeeld 'n foton met 'n energie van 13,6 elektronvolt om dit te ioniseer, (een elektronvolt = 1,602·10−19 joule), dit wil sê straling met 'n frekwensie van ongeveer 3,28 1015Hz, wat ooreenstem met die frekwensie van ultraviolet lig. Ander waardes geld dan vir ander atome.

Bronne van ioniserende straling

Natuurlike agtergrond straling 

Die aarde en alle lewe op aarde word voortdurend aan bestraling uit die ruimte blootgestel, soos 'n egalige motreën. Gelaaide deeltjies van die son en ander sterre werk in wisselwerking met die Aarde se atmosfeer en magnetiese veld om 'n stortreën van straling te produseer, hoofsaaklik beta- en gammastrale. Die sterkte van hierdie kosmiese strale verskil op verskillende plekke op Aarde, as gevolg van die verskil in hoogte bo seespieël en die invloed van die Aarde se magneetveld.

Radioaktiewe materiaal word oral in die natuur aangetref. Dit kom in grond, lug, water en plante voor. Die belangrikste bydraer tot aardbestraling is die natuurlik voorkomende isotope van uraan en sy vervalprodukte, soos torium, radium en radon. Klein hoeveelhede uraan, torium en hul vervalprodukte word oral gevind. Sommige van hierdie materiale word deur die liggaam deur kos en water geabsorbeer, terwyl materiale soos radon deur inaseming geabsorbeer word. Die hoeveelheid aardse hulpbronne wissel na gelang van die plek op aarde. Gebiede met hoër konsentrasies uraan of torium in die grond het hoër agtergrond straling. Radon kan in kelders of kruipruimtes van huise ophoop en kan aansienlike stralingsblootstelling veroorsaak.

Benewens kosmiese en aardse strale, het alle mense vanaf geboorte radioaktiewe kalium-40, koolstof-14, lood-210 en ander radioaktiewe isotope in hul liggame. In hierdie opsig is die verskillende ladings tussen mense nie so groot soos die variasie van kosmiese en terrestriële stralingsbronne nie.

Stralingsbronne wat deur die mens veroorsaak word 

Natuurlike en kunsmatige stralingsbronne is dieselfde in terme van hul effek en natuurlike eienskappe. Bo die blootstelling aan 'n hoeveelheid agtergrondstraling stel die Amerikaanse Kernregulerende Kommissie (NRC) in die VSA 'n limiet vir individue se blootstelling aan mensgemaakte bestraling van 1,1 m Sv per jaar, en beperk die beroepsblootstelling van volwassenes wat met radioaktiewe materiaal werk tot 50 mSv  per jaar.

'n Gemiddelde persoon se blootstelling is ongeveer 3,6 mSv/jaar, waarvan 81% van natuurlike bestralingsbronne kom, die oorblywende 19% kom van mensgemaakte bronne.

Verreweg die belangrikste bron van mensgemaakte bestraling is mediese praktyke, soos X-strale, radioaktiewe middels (vir beide diagnostiese en terapeutiese gebruik), en bestralingsterapieë. Sommige van die belangrikste isotope wat in hospitale gebruik word, is jodium-1931, technetium-99, kobalt-60, iridium-192 en sesium-137.

Daarbenewens word mense blootgestel aan bestraling van verbruiksgoedere; soos tabak (polonium-210), boumateriaal (radium en radon), brandstowwe (gas enolie), televisiestelle, lighorlosies en -wysers (tritium), lughawe x-straalmasjiene, padboumateriaal, elektronbuise, fluoresserende lampaansitters en wieke van gaslampe (torium).

Mense word in 'n mindere mate aan bestraling van die hele kernbrandstofsiklus blootgestel : van mynbou tot uraanverwerking, tot blootstelling aan gebruikte brandstof. Die effek van hierdie blootstelling is nog nie betroubaar gemeet nie. Blootstellingskattings is egter baie laag, so voorstanders van kernenergie vergelyk dit met die mutasiekrag van die dra van langbroeke vir twee minute per jaar (omdat selfs dit mutasie veroorsaak). Teenstanders gebruik 'n lineêre dosisafhanklike model om te argumenteer dat sulke aktiwiteite ook wêreldwyd honderde kankergevalle per jaar veroorsaak.

In 'n kernoorlog sal die gammastrale van kernwapenuitval die grootste aantal ongevalle veroorsaak. Onmiddellik langs die teiken, in die rigting van die wind, sal die bestraling 30 000 X- strale per uur oorskry. 4.5 Sv (meer as 'n duisend keer die agtergrondstraling) is dodelik: die helfte van die bevolking kan daaraan sterf.

Beroepsblootgestelde individue word blootgestel volgens hul aktiwiteite en die bronne waarmee hulle werk. Die blootstelling van hierdie mense word noukeurig aangeteken met behulp van klere-gemonteerde instrumente wat dosimeters genoem word. Sommige isotope van belang is kobalt-60, sesium-137, amerikium-241.

Enkele voorbeelde van beroepsblootstelling 

 industriële kragopwekking (kernkragsentrales)
 industriële gehaltebeheer
 voedselbestraling (voedselbehandeling teen swamme)
 radiologiese personeel in hospitale mediese
 personeel wat met radioaktiewe medisyne werk 
laboratoriums vir wetenskaplike navorsing 
 lugvaartpersoneel in vliegtuie.

Verwysings 
 

Radioaktiwiteit
Radiobiologie