Radioaktivitet

När man säger att en kärna emitterar en partikel så betyder det att den skickar ut en partikel.

En radioaktiv atom är därför helt enkelt en atom vars kärna sönderfaller genom att skicka ifrån sig en eller flera partiklar.

Vid ett radioaktiv sönderfall så förändras strukturen hos den atomkärna som sönderfaller.

En process som förändrar uppbyggnaden hos en eller flera atomkärnor kallas för för kärnreaktion.

Atomkärnan som sönderfaller kallas för moderkärnan, medan kärnan som blir kvar efter sönderfallet kalls för dotterkärna.

I många fall när ett instabilt ämne sönderfaller så bildas en dotterkärna som i sin tur också är instabil.

På så sätt kan ett radioaktiv sönderfall leda till ett nytt radioaktivt sönderfall. Och kanske även ett tredje, fjärde eller femte sönderfall.

För sådana ämnen brukar man tala om en söndefallskedja.

Joniserande strålning (som ibland även felaktigt kallas för ”radioaktiv strålning”) är strålning som har förmågan att ”jonisera atomer”. Detta innebär att strålningen kan slå ut en eller flera elektroner från en atom och på så sätt skapa en jon. Denna typen av strålning uppkommer vid radioaktiva sönderfall, vilka huvudsakligen kan ske på tre olika sätt:

Ett alfasönderfall sker genom att en instabil atomkärna skickar ut en s.k. alfapartikel som består av två neutroner och två protoner.

Den allmänna formen för ett sådant sönderfall är en kärnreaktion på formen:

Generellt så förändras inte antalet nukleoner i någon kärnreaktion

Ett betasönderfall sker genom att en neutron sönderfaller till en proton, en elektron samt en antineutrino.

En antineutrino är en partikel med en väldigt liten massa och utan elektrisk laddning.

Den totala effekten på atomkärnan vid ett betasönderfall är att nukleontalet förblir oförändrat medan protontalet ökar med ett.

Vi kan därför skriva ett allmänt betasönderfall på följande formel:

En moderkärna X sönderfaller och bildar på så sätt en dotterkärna Y med samma antal nukleoner med ett atomnummer högre.

Ur processen kommer också en elektron samt den s.k. antineutrinon som vi betecknar den grekiska bokstaven ny med ett sträck över.

När det kommer till betastrålning så är denna strålningstyp mer svårstoppad än alfastrålningen.

Men den kan fortfarande skärmas av enkelt med material som metall eller betong.

Betastrålning i allt för hög dos kan vara dödligt samt leda till cancer genom att orsaka skador på celler och DNA.

Gammastrålning skiljer sig lite från de andra två strålningstyperna av den anledningen att ingen materiepartikel emitteras.

I fallet med gammastrålning emitteras istället ljusvågor med väldigt hög energi från atomkärnan.

Våglängden för denna strålning är långt bortom det synliga spektrumet för ljus. Vilket gör att vi endast kan observera strålningen med hjälp av mätinstrument.

För att en atomkärna ska kunna emittera gammastrålning måste den vara i ett s.k. exciterat tillstånd.

Precis som elektroner kan ha olika energinivåer genom att befinna sig på olika avstånd från atomkärnan så kan en atomkärna befinna sig på olika energinivåer.En atomkärna som inte befinner sig i sitt lägsta energitillstånd kallas därför för en exciterad atomkärna.

Man brukar beteckna en exciterad atomkärna med en asterisk, som i bilden nedan.

Formeln för gammastrålning är därför:

Gammastrålningen är den mest svårstoppade strålningsformen av de tre typer som vi pratat om.

För att stoppa gammastrålning använder man fördelaktigen material med en hög densitet.

Men även med material som metall eller betong krävs det flera centimeter tjocka väggar för att lyckas stoppa merparten av strålningen.

Precis som beta och alfastrålning så kan gammastrålning skada kroppen på en cellnivå och på så sätt orsaka t.ex. cancer.