Naturfag – Radioaktivitet

Posted i kategorien Naturfag on the 04.02.2012
Download PDF

– Årsaken til radioaktivt stråling er endringer i atomkjernene til det radioaktive stoffet. Det er ganske få atomer som er ustabile; vi sier at de er radioaktive

– I Isotoper av et grunnstoff varierer antall nøytroner. C har tre Isotoper. C12-C14

Karbon-14 har ustabil atomkjerne, og sender ut radioaktivt stråling.

– De radioaktive stoffene sender ut: alfa, beta og gamma stråling

– Noen ustabile atomkjerner sender ut partikler som består av to nøytroner og to protoner(altså heliumkjerner). Den kalles Alfastråling.

– Når atomkjerner sender ut alfastråling, vil de nye atomkjernene inneholde to protoner mindre. Det er dannet et nyt stoff med 2 protoner og 2 nøytroner mindre. F. Eks: Uran-238 blir til thorium-234.

– Når atomkjerner sender ut betastråling, sender de egentlig ut elektroner. Elektronene kommer fra at et nøytron i kjernen blir omdannet til et proton og et elektron, protonet blir værende, mens elektronet fyker ut. Fordi kjernen nå inneholder en til proton, er det dannet nytt grunnstoff. F. Eks: karbon-14(6 protoner) blir til nitrogen-14(7 protoner)

– Nukleontallet er alltid det samme ved betastråling.

Gammastråling er elektromagnetisk stråling. Energien i fotonene er en form for overskuddsenergi som atomkjernene frigjør etter å ha sendt ut alfa- og betastråling. F. Eks: Jod-131àjod-131 + gammafoton

Alfastråling rekker ikke lengre enn papir, siden de er tunge. Betastråling rekker bare til tre(kan trenge i hud). Gammastråling blir stoppet av bly.

Geigertelleren registrerer at den blir truffet av stråling. Geigertelleren er bra til å måle  alfa og beta, men bare 1%av gammaen blir registrert. Scintillasjonstelleren – Gamma!

Becquerel er enheten vi oppgir strålingsaktiviteten i.

– En strålingsaktivitet på 1Bq betyr at en atomkjerne blir omdannet hvert sekund.

Halveringstiden er den tiden som går før halvparten av atomkjernene i det radioaktive stoffet er omdannet til andre atomkjerner. Karbon-14 halveringstid=5730år

Halveringstiden til C14 er viktig hjelpemiddel for forskere å bestemme alderen på døde planter og dyr, siden alle organismer tar opp karbonforbindelser når de lever. Når det har gått 5730år, er mengden av C14 i den døde organismen redusert til det halve.

– Eks: C14-innholdet i treskaftet til en steinalder øks er bare om lag 50% av det vi finner i levende trær. Hvor gammel er øksa?

Svar:  1 halveringstid(50%)= ½*100%. Etter 1 halveringstid til(25%)= ½* ½*100%. Økseskaftet er altså to halveringstid gammelt; 2*5720år= 11460år gammelt øks.

– Den biologiske halveringstiden er den tiden det tar før halvparten av det radioaktive stoffet er skilt ut av en organisme.

– Med en fellesbetegnelse kaller vi røntgenstråling og stråling fra radioaktive stoffer for

ioniserende stråling.

– All ioniserende stråling er svært energirik og kan sparke ut elektroner i et atom som blir truffet, slik at det dannes ioner. Kan forandre og ødelegge cellevev i planter + dyr.

– Når kroppen blir utsatt for radioaktivt stråling, får cellevevet tilført energi. Stråledosen angir hvor mye energi som blir overført.

– Enheten for Stråledose er mSv(Millisievert)

– Store stråledoser kan ødelegge proteiner og skade arvestoffet DNA og føre til mutasjoner. Svært store stråledoser kan også gi blodkreft, Beinkreft og svekket imunnsystem. Man kan også dø i verstefall.

Alfastrålene er farligst hvis vi puster det inn. De har kort rekkevidde og stor ioniserende evne, og skader mange celler på ett lite område. Alfa kommer ikke gjennom hud.

Betastråling ødelegger ikke like mange celler som alfa. Men siden den er gjennomtrengende, gjør den også skade når den er utenfor kroppen.

– Litt av gammastrålingen blir tatt opp i kroppen, resten går rett igjennom uten skade.

Verne oss mot stråling fra radioaktive strålingskilder: 1)Stor avstand til kilden

2)Kort tid nær kilden 3)Skjerming(f. Eks betong) !

Bakgrunnstråling er den naturlige strålingen vi utsettes for hele tiden. Den kommer både fra verdensrommet og fra radioaktive stoffer i omgivelsene.

Radon(Rn) er en radioaktiv gass, og gir de største stråledosene her i Norge. Også de stoffene som blir dannet, er radioaktive.

– I boliger kan radongass sive opp fra berggrunnen, og vi kan puste det inn. Lungene er da utsatt.

Kosmisk stråling er stråling fra verdensrommet. Denne strålingen kommer hovedsakelig fra energiproduksjonen fra sola og andre stjerner. Mye av den kosmiske strålingen blir absorbert i atmosfæren. Derfor avhenger denne strålingen av hvor du egentlig bor. Kosmiske strålingen er høyere på fjellet enn i lavlandet.

– En CT-maskin bruker røntgenstråler til å ta bilder av kroppen. Det er ikke som vanlig røntgenbilde, maskinen roterer rundt deg og tar bilder. Ved å sprøyte inn i kroppen et kontrastmiddel som tar opp røntgenstrålene, kan CT-maskinen også vise detaljer som f. Eks blodårer.

Scintigrafi er en undersøkelsesmetode hvor et radioaktivt stoff som sender ut gammastråling, blir sprøytet inn i pasientenes blodbane eller direkte i det organet som skal undersøkes. Strålingen registreres av et gamma kamera, og man får bildet av organet.

PET gir veldig nøyaktige bilder helt nede på cellenivå. Også ved denne metoden brukes det en radioaktiv isotop som blir sprøytet inn i pasienten. Metoden er nesten den samme som Scintigrafi, men gir altså mye mer detaljerte bilder.

MR er ikke ioniserende stråling, men kraftig magnetfelt. Her dannes det svært detaljerte bilder av kroppen også.

Ytre strålebehandling blir det brukt energirikt røntgen og gammastråling som blir rettet mot kreftsvulsten hos en pasient. Friske celler som ligger bak og foran vil motta stråledoser. Kreftcellene før, mens de friske cellene rundt overlever.

Indre strålebehandling bruker sporstoffer som bestråler kreftceller innenfra. Et radioaktivt stoff blir sprøytet inn i kroppen og legger seg på det området hvor selve kreften befinner seg. På den måten mottar svulsten stråling innefra. Her unngår legene å skade friskt vev.

Ioniserende stråling kan også bli brukt til å f. Eks fortelle når en brusflaske er full av brus, måle tykkelsen på papir, plastfolier og tekstiler.

Ioniserende stråling blir ofte også brukt til å sterilisere medisinsk engangsutstyr, emballasje og krydder.

Kjernekraft: Prinsippet baserer seg på Fisjon(spalting) i tradisjonelle kjernekraftverk.

Brenselet er Uran(som finnes i gruver)

–         Uran bombarderes med nøytroner

–         Nøytronet setter seg i kjernen – vi får et ustabilt uran

–         Uran spaltes i to mindre grunnstoffer, samtidig avgis tre nøytroner: