Hva er ioniserende stråling?

May 7  by Eliza

Ioniserende stråling er en form for energi som sendes ut fra kjemiske elementer eller forbindelser som har en ustabil elektrisk ladning, som kan være enten positiv eller negativ. De elektrisk ladede partikler som slippes ut er kjent enten som alfapartikler, betapartikler eller gammastråler, og hver type stråling har forskjellige karakteristiske virkninger. Noen tunge elementer i naturen naturlig produserer disse effekter, slik som uran, thorium og radium, og tilstedeværelse eller nærhet av disse materialer i forhold til menneskekroppen kan være skadelig for helsen. Dette er fordi ioniserende stråling eksisterer langs et spektrum for stråling generelt, hvor den er ansvarlig for mye høyere nivåer av energi utslipp enn ikke-ioniserende stråling, slik som det som produseres av radiobølgesendinger.

Former for ikke-ioniserende stråling som anses som relativt trygt med kontrollert eksponering inkluderer synlige lysbølger, mikrobølgeenergi, og infrarødt lys, slik som en brødrister bruker til å varme brød. Disse former for stråling har ekstremt lange bølgelengder i forhold til ioniserende stråling og enten mister strømmen raskt med avstanden, eller lett kan reflekteres fra en overflate. Faren for ioniserende stråling skyldes i stor grad de høyfrekvente bølger det blir båret av, som kan trenge gjennom de fleste materialer til en viss grad, og endrer deres kjemiske struktur ved å bryte ned normale kjemiske bindinger.

De typer av ioniserende stråling som forekommer vanligvis ha varierende nivåer av energifrigjøring. En typisk fremgangsmåte for ionisering ett atom eller molekyl som frigjør 33 elektronvolt energi til omgivelsene, noe som er tilstrekkelig til å bryte de fleste typer av kjemiske bindinger. Denne utgivelsen energi nivået anses spesielt viktig fordi det er i stand til å bryte båndene mellom karbonatomer hvorpå alle livsformer på jorda er basert på.

Alfapartikkelemisjon, hvor to protoner og to nøytroner er involvert, er produsert ved hjelp av slike radioaktive elementer som radon, plutonium og uran. De er de største masse ioniserende stråling partikler, og dette betyr at de ikke kan reise langt før de ble stoppet av en barriere. De mangler energi til å trenge inn i de ytre lag av menneskelig hud, men, dersom de inntas gjennom luft eller vann, de har potensiale for å forårsake kreft.

Betapartikkel-stråling er fremstilt av frie partikler i en atomkjerne som ligner elektroner. Disse partiklene har mye mindre masse enn alfapartikler, og kan derfor reise lenger. De kan også fremstilles ved sjeldne elementer som isotoper av strontium, cesium og jod. Virkningene av ioniserende stråling fra betapartikler kan være alvorlig i store doser, som fører til døden, og de er en av de viktigste komponentene i radioaktivt nedfall fra kjernefysiske våpen detonasjoner. I små mengder, er de nyttige for behandling av kreft og medisinsk avbildning. Disse partiklene er også nyttig i arkeologiske forskning, så ustabile elementer av karbon slik som karbon-14 kan anvendes til dags dato fossiler.

Gammastråle-ioniserende stråling er produsert av gamma-fotoner som ofte slippes ut fra ustabile atomkjerner sammen med beta-partikler. Selv om de er en type foton som bærer lysenergi som normalt synlig lys, har en gammafoton 10.000 ganger mer energi enn en vanlig hvitt lys foton. Disse utslippene har ingen masse som alfapartikler, og de kan reise store avstander før miste sin energiske kostnad. Mens ofte klassifisert med røntgenstråler, blir gammastråler som sendes ut fra atomkjernen, mens røntgenstråler utsendes av elektronskall rundt et atom.

Ioniserende stråling regelverket strengt begrense eksponeringsnivåer til gammastråler, selv om de er naturlig forekommende ved lave nivåer, og er produsert av isotop av kalium-40 som er funnet i jord, vann og mat med høyt elementet kalium. Industrielle bruksområder for gammastråling inkluderer praksisen med røntgen for å kartlegge sprekker og hulrom i sveiste deler og metall kompositter slik som i høy hastighet jetmotor turbiner for fly. Stråling fra gammastråler som blir betraktet av langt å være den farligste form av stråling til levende ting i store doser, og det er postulert at dersom en gammastråle stjerne 8000 lys år fra Jorden var til å eksplodere, kan det ødelegge halve jordens ozonlag, slik eksponering for ioniserende stråling fra vår egen sol mye mer skadelig for menneskers helse.

  • PET-skanning er en type bildediagnostikk teknikk som bruker ioniserende stråling.