Wat is radioactiviteit?

Radioactiviteit is een natuurverschijnsel. Het werd in 1898 bij toeval ontdekt door de Franse natuurkundige Henri Becquerel (1852-1908) die een mineraal met uranium onderzocht. Radioactiviteit is een uiting van een niet-stabiele atoomkern.

De meeste atomen zijn stabiel. Dat betekent dat hun kern niet veranderd. Sommige atomen hebben echter een instabiele kern. Zo'n kern heeft teveel protonen (positief geladen deeltjes) en/of neutronen (neutrale deeltjes). Een instabiele atoomkern 'wil' stabiel worden en dat kan door één of meerdere deeltjes uit te zenden van bijvoorbeeld één of meer protonen en neutronen. Hierbij komt straling uit de kern vrij.

Instabiele atomen noemen we radioactief. 'Radio' betekent straling. Radioactief is dus letterlijk 'stralingsactief'.

Wat is ioniserende straling?

Ioniserende straling is een verzamelnaam voor energierijke straling die kan worden opgewekt in apparatuur (zoals bijvoorbeeld röntgentoestellen) en die door radioactieve stoffen wordt uitgezonden. Ioniserende straling wordt ook wel radioactieve straling genoemd. Eigenlijk ten onrechte, want de straling zelf is niet radioactief.

De straling is het gevolg van radioactief verval van stoffen. Ioniseren is natuurkundig begrip dat wegslaan van elektronen betekent. Als in levend weefsel elektronen worden weggeslagen uit de moleculen waaruit het is opgebouwd, wordt dat weefsel beschadigd. Het herstelt zich wel weer, maar het herstellend vermogen van levende cellen is beperkt. Teveel ioniserende straling is dus gevaarlijk.

Aangezien röntgenstraling ook ionisaties veroorzaakt, hoort deze stralingssoort eveneens bij de groep van ioniserende straling. Er bestaat ook niet-ioniserende straling zoals laser, infrarood, radar en microgolven.

Stralingssoorten

Alfa-straling (α)

Alfastraling is een van de meest voorkomende vormen van ioniserende straling. Deze straling (eigenlijk een deeltje) komt vrij bij alfaverval van grotere kernen zoals uranium en thorium, welke beide in de natuur voorkomen. Zo'n alfadeeltje bestaat uit twee protonen en twee neutronen en is daarmee de kale kern van een heliumatoom (He2+).

Dit wordt vaak korter geschreven als een alfadeeltje (α). Alfastraling ontstaat in het α-vervalproces, waarin een atoomkern een 4He-kern uitzendt; daarmee verliest de radio-isotoop twee protonen en twee neutronen. Het massagetal wordt daarmee met vier verminderd en het atoomnummer met twee. Er wordt dus een compleet ander element gevormd.

Alfadeeltjes zijn gevaarlijk als ze inwerken op weefsel.. Alfadeeltjes zijn echter gemakkelijk tegen te houden: een blad papier is genoeg. Alfa-stralers zijn daarom eigenlijk alleen gevaarlijk als ze in het lichaam worden opgenomen, bijvoorbeeld wanneer men alfa-stralers via het voedsel of via injectie binnen krijgt. Eenmaal in het lichaam kunnen zij in hun directe omgeving grote schade aanrichting, omdat alle energie die vrijkomt bij hun verval zich in een klein gebied om de vervallende kern concentreert.

Een andere besmettingsweg is de blootstelling aan gasvormige alfa-stralers, zoals radon. Als radium door alfaverval twee protonen verliest, wordt radon, een edelgas, gevormd. Radon zelf is ook een alfa-straler. Doordat radon ingeademd kan worden, is het veel gevaarlijker. De zeer krachtige alfastraling raakt de binnenkant van de longen en kan daar veel schade aanrichten. Bovendien zijn de vervalproducten niet meer vluchtig en zetten zich daarom af in de longen. Ook de vervalproducten zijn op hun beurt weer radioactief.

Bèta-straling (β)

Bètastraling is ioniserende straling, bestaande uit elektronen of positronen. Bètastraling ontstaat in het β-vervalproces, betaverval, waarin een atoomkern een elektron e- of positron e+ uitzendt.

Er zijn twee soorten bètastraling, β- en β+ straling. Bij β- straling verandert in de kern een neutron in een proton, waarbij een elektron wordt weggeschoten. Dit dient niet verward te worden met interne conversie, waarbij een aan het atoom gebonden elektron wordt uitgezonden.

De massa van de kern blijft ruwweg gelijk, aangezien het neutron en het proton ongeveer even zwaar zijn. Dit wordt kwalitatief aangegeven met de uitdrukking: het massagetal blijft gelijk, maar het atoomnummer neemt toe met 1.

Bij β+ straling verandert in de kern een proton in een neutron, waarbij een positron e+ en een elektron-neutrino worden weggeschoten. Het massagetal blijft gelijk, maar het atoomnummer neemt af met 1.

Gamma-straling (γ)

Gammastraling is onzichtbare elektromagnetische straling met een hogere energie dan ultraviolet licht. Het ioniserende vermogen daarentegen is lager dan dat van alfastraling. Alfastraling heeft een hogere ioniserende energie, maar dat zorgt er weer voor dat de straling minder doordringend is, omdat onderweg alle moleculen die het alfa-deeltje raakt, geïoniseerd worden. Zodoende verliest het alfadeeltje over zeer korte afstand al zijn energie, dit in tegenstelling tot gammastraling.

 

Gezien de fysische complexiteit van dit onderwerp is e.e.a. in het belang van de leesbaarheid vereenvoudigd en/of beknopt weergegeven.

home | sitemap | contact