Vad är radioaktivitet?
Radioaktivitet uppstår när kärnan i en instabil atomkärna förlorar energi genom att utsända strålning för att få stabilitet. Radioisotopen, som har de instabila kärnorna, saknar den erforderliga bindningsenergin för att hålla kärnor ihop. Detta resulterar i transmutation där elementet ändras till ett annat nytt element. Radioaktivitet sker på tre huvud sätt: alfa, betaoch gamma.
- En alfapartikel liknar heliumkärnan eftersom den består av två protoner och två neutroner bundna ihop. I alfaförfallet flyger alfakartikelen från atomens kärna och avstötas vidare av elektromagnetismen eftersom både alfakartikeln och kärnan är positivt laddade. Processen ändrar den ursprungliga atomen till ett annat element då alfapartiklarna emitteras.
- Betaförfall är i två former beta + (plus) och beta - (minus). Beta plus förekommer i protonrika kärnor som har fler protoner än neutroner och protonen i beta + sönderfallsprocessen förändras till positroner och neutroner. Beta minus sönderfall sker i neutronrika neutroner, och en elektron sänds ut. Vid betaförfall ändrar kärnan sin form.
- Gamma förfall inträffar i kärl av nukleoner som avger energi som kallas gammastrålar som är mycket energiska fotoner. Radioaktivt sönderfall förekommer naturligt men kan också stimuleras artificiellt.
Historia av radioaktivitet
Upptäckten av radioaktivitet hände från olika fronter, men den tidigaste strålningsformen är röntgen som genererades i ett laboratorium. Det upptäcktes av den tyska fysikern WC Roentgen i 1895 när han upptäckte röntgenbilden medan han arbetade med katodstrålerör. Upptäckten av röntgenstrålen var en stor milstolpe på det medicinska området där strålarna applicerades vid diagnos av benfrakturer samt skottlossningar.
Vidare noterade en fransk fysiker med namnet Henri Becquerel utgivningen av osynlig energi medan man undersökte egenskaper hos fluorescerande element och arbetade med uran. Han märkte denna energi strålning.
Tillämpning av radioaktivt förfall
I naturen är radioaktivitet känd för att vara en energikälla för många utomjordiska kroppar i universum inklusive många stjärnor i Vintergatan Galaxen. Emellertid har processen med radioaktivt sönderfall många tillämpningar på flera områden i världen. Den mest populära applikationen är användningen av röntgenstrålar i den icke-påträngande diagnosen benfrakturer och inre blödningar. Radioaktivitet används också i kärnreaktorer för produktion av kärnenergi. Radioaktivitet används också vid sterilisering av medicinska instrument. Radioaktivitet används också i strålbehandling för behandling av cancer där radioaktiva strålar används för att döda cancerceller i kroppen. Radioaktiva material som plutonium och uran används vid tillverkning av kärnvapen.
Faror av radioaktivitet
När fotoner och elektroner som emitteras av det radioaktiva förfallsprocessen passerar genom DNA-molekylen hos en cell, förändrar de DNA-kompositionen och gör cellen cancer. Förtäring eller inandning av radioaktiva material har ett ännu sämre utfall när massiv jonisering av kroppen uppstår som förstör celler och är ofta dödlig. Mängden och typen av skador som orsakas av strålning beror på den mottagna stråldosen och varaktigheten av exponering för radioaktiva ämnen.
