Radioaktivitet: henfald og baggrundsstråling

Sarah Marie Von Tang Petersen.Privat Skolen.Fysik eksamen 2009 – Radioaktivitet.

Hvad er radioaktivitet, radioaktive atomkerner, og hvordan sker et henfald? Hvis der ikke er balance i atomkernen, fremkommer radioaktivitet. Vi kan se om der er balance i atomkernen, ved hjælp af protonerne og neutronerne. En atomkerne skal havde mere end 83 protoner, for at være radioaktive – når antallet bliver større end 83, bliver atomkernen ustabil, fordi at de kræfter der er inde i kernen ikke længere kan klare protonernes frastødning af hinanden. Men, en atomkerne kan også være ustabil hvis den har for mange eller for få neutroner, i forhold til antallet af protoner. Hvis en radioaktiv atomkerne er ustabil, så kan den udsende en partikel – og hvis dette sker, så ændrer atomkernen sig, og man siger at den henfalder. Hvad er baggrundsstråling, og hvor kommer den fra? Baggrundsstråling er den stråling der kommer fra rummet, jorden og os selv – den stråling der kommer fra os selv kommer typisk fra hospitaler, hvis de f.eks. er i gang med at udfører en kræftbehandling – det kan også komme fra kernekræftværker, hvis der tilfældigvis skulle ske et uheld.Her i Danmark bliver baggrundsstråling dagligt målt på 12 stationer, fordelt over hele landet. Det bliver målt for at man kan nå at tage fat om problemet, hvis der pludselig sker et alvorligt udslip af radioaktive stoffer.Hvis vi står og skal finde baggrundsstrålingen her i fysik lokalet f.eks. så skal vi bruge en geigertæller. ^ Det er en maskine, eller hvad man nu kan kalde den – som registrerer baggrundsstrålingen. Forsøg – 4,2, Baggrundsstråling.Strålingen fra jorden.I undergrunden vil der altid en lille smule radioaktivitet, da der er uran og thorium dernede. Mængden af de radioaktive stoffer er meget forskellig rundt omkring på jorden. F.eks. er strålingen i Danmark, størst på Bornholm – fordi at derovre består undergrunden af granit – og det indeholder forholdsvis meget uran og thorium. Stråling fra rummet.Den stråling der er ude i rummet, kaldes også for kosmisk stråling. Jordens atmosfære og magnetfelt skal beskytte jorden imod den kosmiske stråling. Hvis du bevæger dig opad, så stiger strålingen – fordi at atmosfæren er tyndere. Hvis man er ude at flyve, eller bare er højt oppe i bjergene, er strålingen også meget højere end hvis du havde stået i vandkanten.Stråling fra kroppen.I vores kroppe har vi alle sammen to naturlige radioaktive nuklider – kulstof og kalium. Kulstof bliver dannet i meget små mængder ude i atmosfæren, herefter indgår det i kulstofs almindelig kredsløb – og vi optager det derfor igennem maden. Radon i boligen.Radon er en radioaktiv luftart, som dannes i undergrunden. Nede fra undergrunden, bevæger den sig op gennem jorden og sover ud i atmosfæren. Hvis radon siver op i et hus, og ophober sig voldsomt – er der en risiko for at man kan få lungekræft. I Danmark må en bolig højst have en radon-mængde der giver 200 henfald i sekundet. Halveringstid.Halveringstid er noget alle radioaktive stoffer har. Halveringstiden er den tid, der går før halvdelen af stoffet er omdannet til et nyt stof. Der er stor forskel på de radioaktive stoffers halveringstider – nogle har en meget kort halveringstid, mens andre har en meget lang. En ustabil atomkerne, vil lige meget hvad henfalde på et eller andet tidspunkt, men vi kan ikke altid sige præcis hvornår – det er faktisk umuligt.Tre slags stråling. - Alfastråler - Det er heliumkerner(2 protoner + 2 neutroner), der med meget stor energi udsendes fra især tunge radioisotoper. Alfapartiklens masse kan vejes, og er 4unit.Hastigheden er 19.000 km/sekundet.- Betastråler – Det består af elektroner, der med stor energi udsendes fra atomkernen. Betapartiklens masse kan ikke vejes.Hastigheden er 300.000 km/sekundet.- Gammastråler - er en elektromagnetisk stråling med meget kort bølgelængde og dermed en tilsvarende stor energi. Gammastråler er meget gennemtrængende. Deres masse kan ikke vejes.Hastigheden er 300.000 km/sekundet.Forsøg – 4,7, Beta-partikler A.Celler påvirkes – hvad er farligt, og hvad kan vi klare?Når levende væv bliver ramt af ioniserende stråler, dannes der ioner i cellerne. Ionerne påvirker cellernes styring, så de f.eks. begynder at dele sig helt vildt meget og ukontrolleret – cellerne bliver derfor til kræftceller. Hvis strålerne påvirker en kønscelle, kan der opstå genetiske skader i arvemassen – så man har større chance for at få misdannede børn – altså børn med en form for handicap. Testikler og æggestokkene kan også blive ødelagte, og det kan medfører at man bliver steril – og derfor muligvis ikke kan få børn.Hvis vi bliver ramt udefra af ioniserende stråler – er beta og gamma-strålerne de farligste, fordi de er mest gennemtrængende. Det eneste sted, hos mennesker – hvor alfastrålerne også er farlige, er ved vores hornhinde i øjet.Radioaktiv forurening.Prøvesprængninger og uheld på atomkræftværker har flere gange ført til alvorlige radioaktive forureninger. Men faktisk er det ikke kun prøvesprængninger og atomkræftværker der er problemet– faktisk er der også problemer med det radioaktive affald, det forurener godt nok ikke atmosfæren – men problemet er at de højradioaktive affaldsstoffer er omtrent 100.000 år, om at blive til naturlig urans. Anvendelse af stråling.Rundt omkring i verden er strålingen en nyttig ting. Vi bruger den til b. la. at spore beskadigede knogler inde i kroppen, hos os mennesker – til kræftbehandlinger, konservering af fødevarer.