Nekaj o radioaktivnosti

Radioaktivnost in radionuklidi

Radioaktivnost je pojav, da jedra nestabilnih atomov (radionuklidov) prehajajo v stabilno stanje in pri tem oddajajo energijo v obliki ionizirajočega sevanja.
Za vsak radionuklid sta značilna vrsta sevanja, ki ga jedro odda, in njegov razpolovni čas.
Radioaktivnost je lahko naravnega ali umetnega izvora.

Več o tem

Poznamo 118 različnih kemijskih elementov (julij 2011) in okrog 3300 različnih atomskih jeder. Od teh je okrog 3000 jeder radioaktivnih in takšne atome imenujemo radionuklidi. Radionuklidi obstajajo v naravi, večji del pa so nastali kot rezultat človekove dejavnosti.
  • Naravne radionuklide najdemo v Zemljini skorji in v ozračju. Številni naravni radionuklidi so večinoma nastali že ob nastanku Zemlje, nekaj pa jih sproti nastaja v visokih plasteh ozračja kot posledica jedrskih reakcij s kozmičnimi žarki.
  • Umetne radionuklide dobimo z jedrskimi reakcijami. Jedrske reakcije lahko povzročimo, če npr. s hitrimi nabitimi delci ali nevtroni obstreljujemo atomska jedra snovi. Pri tem nastane novo jedro, ki je radioaktivno. Jedrsko reakcijo, imenovano cepitev jedra, povzročijo upočasnjeni nevtroni pri trku s težkim jedrom urana.

    Leva slika prikazuje uranovo rudo iz katere pridobivamo uranovo gorivo. Desna slika prikazuje umeten izvor sevanja, americij (241Am), ki se uporablja v detektorjih dima.


  • Nekatera jedra, ki so nastala pri radioaktivnem razpadu, so lahko tudi sama radioaktivna in razpadajo dalje, dokler ne dosežejo stabilnega stanja. Taki skupini radionuklidov pravimo razpadna vrsta. Najbolj znani sta uranova (238U) in torijeva (232Th) razpadna vrsta.

Vrste sevanja, razpolovni čas

Radioaktivna jedra izsevajo pri razpadu različne masne delce z veliko kinetično energijo ali pa oddajajo energijo v obliki elektromagnetnega valovanja. Različne vrste izsevanih žarkov so poimenovali žarki alfa, beta in gama.
Delci alfa so dvakrat pozitivno nabiti težki delci, ki sestoje iz dveh protonov in dveh nevtronov. So v bistvu jedra elementa helija.
Delci beta so negativno ali pozitivno nabiti lahki delci z maso elektrona. Žarki gama so elektromagnetno valovanje s kratkimi valovnimi dolžinami oz. z visokimi energijami.

Radioaktivna jedra so različno dolgo v nestabilnem stanju. Čas, v katerem razpade polovica začetnih jeder, imenujemo razpolovni čas. Razpolovni časi obsegajo zelo široko območje, od manj kot tisočinke sekunde pa do sto milijard let.
Število razpadov radioaktivnih jeder v časovni enoti je merilo za aktivnost vira. Enota za aktivnost je becquerel (Bq), ki pomeni en razpad v sekundi. Aktivnost 50 Bq pomeni, da razpade 50 radioaktivnih jeder v sekundi.

Več o tem

  • Od približno 3000 znanih radionuklidov jih ima okrog 2400 razpolovni čas krajši od 1 ure. Radionuklide z razpolovnim časom krajšim od nekaj dni imenujemo kratkoživi radionuklidi. Od kratkoživih radionuklidov sta najbolj poznana naravni radionuklid radon 222Rn in umetni radionuklid jod 131I (8.04 dni).
  • Radionuklidi z razpolovnim časom daljšim od nekaj deset let imenujemo dolgoživi radionuklidi. Najbolj znana umetna dolgoživa radionuklida v okolju sta cepitvena produkta 137Cs in 90Sr (razpolovni čas 30.17 let in 28.8 let). Razpolovni časi naravnih dolgoživih radionuklidov urana 238U, torija 232Th in kalija 40K znašajo več milijard let.

Radioaktivnost v okolju

Radioaktivnost je prisotna vsepovsod v okolju. V svetu, ki nas obdaja, je torej velika večina snovi radioaktivnih, vključno trdni zemeljski materiali (kamnine, zemlja), sladka in morska voda ter plini in delci v ozračju. Posledično so radioaktivne tudi rastline, živali in človek.
Človekovo telo vsebuje od naravnih radionuklidov zlasti dolgoživi kalijev izotop 40K, delno pa tudi radij 226Ra, ogljik 14C in tritij 3H.

Več o tem

  • Vsebnost kalija 40K znaša okrog 50 Bq na kg telesne mase (80 kg težak človek je vir sevanja z aktivnostjo 40K približno 4000 Bq).
  • Zaradi radioaktivne kontaminacije Zemlje, ki jo je povzročil človek v zadnjih šestih desetletjih, vsebuje človekovo telo tudi dolgoživa radionuklida cezija (137Cs) in stroncij 90Sr, ter tudi povišane ravni tritija (3H) in ogljika (14C).