Radioaktivitet

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

En geigerteller.

Radioaktivitet er ioniserende stråling fra ustabile atomkjerner i form av alfastråling, nøytronstråling, betastråling eller gammastråling. Strålingen oppstår ved at ustabile atomkjerner spaltes til andre grunnstoffer under utsendelse av energi.

Alfastråling består av heliumkjerner (⁴He²⁺ med 2 protoner og 2 nøytroner) i høy hastighet. Rekkevidden av alfastråling i luft er noen få centimeter, i vann og biologisk vev noen hundredels millimeter, og stanses av papir, men har høy energi og kan være svært ødeleggende hvis de radioaktive atomene befinner seg inni kroppen.

Nøytronstråling består av nøytroner (¹n⁰). Rekkevidden av nøytronstråling varierer mellom 1/2 og 2 meter i vann og vev alt etter om nøytronene er såkalt hurtige eller langsomme, men de er generelt svært gjennomtrengende fordi partiklene er nøytrale og ikke forstyrres av atomenes elektroner. Nøytronstråling er noe mindre skadelig pr. partikkel enn alfastråling. Tunge atomkjerner har en tendens til å fange opp langsomme nøytroner og blir ofte selv radioaktive.

Betastråling består av elektroner (⁰e^- eller ⁰β^-) eller positroner (⁰e⁺ eller ⁰β⁺) i høy hastighet. Rekkevidden i vann og vev er typisk 1/2 cm, men energien er lavere enn i alfa- eller nøytronstråling. Siden positronet er elektronets antipartikkel, vil et positron i den virkelige verden alltid kollidere med et elektron og de to forsvinner samtidig med at de sender ut to identiske fotoner i hver sin retning.

Gammastråling er høyenergetisk elektromagnetisk stråling, fotoner (⁰γ⁰), som dannes ved endringer i atomkjerners energinivåer. Gammastråling har høyere energi enn røntgenstråling, som dannes ved endringer i elektroners energinivåer. Gammastrålingen er den mest gjennomtrengende av de vanlige radioaktive strålingene, ca. 1/2 m i vann og vev, men har lavere energi pr. partikkel enn de øvrige.

SI-enheten for radioaktivitet er becquerel (Bq), der 1 Bq tilsvarer en utsendt partikkel pr. sekund. Megabecquerel (MBq) er ingen uvanlig størrelse. En eldre måleenhet er curie (Ci), der 1 Ci = 3,7×10¹⁰ Bq, eller 1 mCi = 37 MBq.

Som beskyttelse mot radioaktiv stråling, og røntgenstråling, brukes ofte bly rundt strålingskilden og/eller i personellets bekledning. Tykkelsen på blyet er avhengig av strålingsypen (alfa, beta, gamma, røntgen) og strålingseffekten (keV pr. partikkel). Mot nøytronstråling hjelper det ikke med blykappe da nøytronene ikke vekselvirker med ladde partikler, men bare kan slakkes ned gjennom en rekke elastiske kollisjoner.

[rediger] Dosimetri

Det finnes ulike typer detektorer for radioaktiv stråling. Partikkeltelleren, også kalt en geigerteller, måler aktiviteten som desintegrasjoner pr. sekund. Andre typer detektorer som fotodiode, fotomultiplikator, elektroskop og scintillator kan benyttes til å måle doseraten. Filmdosemeter og termoluminescensdosemeter brukes ofte til å måle absorbert dose.

Mennesker og dyr tar skade av radioaktivitet. Man skiller mellom deterministiske og stokastiske skadevirkninger. Deterministiske skadevirkninger blir større dess større dose man utsettes for. For disse skadene, som bare oppstår ved store doser over en viss terskel, er det en klar årsakssammenheng mellom dose og skadevirkning. For stokastiske skadevirkninger er det ingen sammenheng mellom dose og skadevirkning. Derimot er det en klar sammenheng mellom absorbert dose og risiko for å utvikle kreft. Det finnes ingen nedre terskel for stokastiske skadevirkninger og man må derfor konkludere at all stråling er skadelig, uansett dose eller doserate.

Måleenheten for absorbert dose er gray (Gy). Måleenheten for effektiv doseekvivalent er sievert (Sfv). Den effektive dosen er lik den absorberte dosen multiplisert med en kvalitetsfaktor. Kvalitetsfaktoren sier hvor skadelig en bestemt type stråling er (jfr. energi og rekkevidde som nevnt ovenfor). 1 J alfastråling absorbert per kg kroppsvev har en effekt på 20 Sv, og 1 J/kg nøytronstråling 1000 Sv, og 12Ó J/kg beta- eller gammastråling 1 Sv.