Aangezien ik altijd al gefascineerd ben geweest door het fenomeen radioactieve straling heb ik deze pagina gemaakt met diverse informatie over dit onderwerp.  Diverse onderwerpen zoals gevaren, apparatuur en straling in de dagelijkse omgeving zullen aan bod komen. De nadruk zal liggen op de praktijk en de demystificatie van dit soms beladen onderwerp. Straling is namelijk overal. Terwijl je dit leest raast er radioactiviteit door je lijf en heeft je lichaam al vele keren beschadigingen aan je DNA door straling moeten repareren. Straling is een onvermijdelijk onderdeel van het leven.

Let op, pagina is nog in ontwikkeling en kan wijzigen

Even snel, atomen

Op deze pagina worden de diverse radioactieve stofjes aangeduid met atoomnotatie. Hieronder een korte uitleg over atomen en atoomnotatie.

Atomen bestaan uit drie verschillende deeltjes, nl. neutronen, protonen en electronen. De protonen en neutronen vormen de atoomkern en bezitten de meeste massa.  De electronen draaien om de atoomkern heen en hebben praktisch geen massa.

In een atoom hebben protonen een positieve lading, en electronen een negatieve lading. Deze ladingen zijn bij een normaal atoom exact met elkaar in balans.

Atomen worden in de literatuur aangeduid als volgt. Voor de naam van het element staat bovenin het massagetal, dit geeft aan hoeveel neutronen en protonen er in de kern zitten.
Onder het massagetal staat het atoomnummer. Dit geeft aan hoeveel protonen er in de kern zitten. Het atoomnummer bepaalt ook om welk element het gaat en wat dus de chemische eigenschappen van het atoom zijn.
Het volgende voorbeeld is een uraniumatoom:

²³⁸₉₂U

Volgens deze notatie heeft het atoom 238 deeltjes in de kern en 92 protonen. Uit deze informatie is het aantal neutronen en electronen eenvoudig af te leiden. Door het atoomnummer van het massagetal af te trekken krijg je het aantal neutronen, bij uranium is dat dus 238 – 92 = 146 neutronen.

Een hoop atomen hebben verschillende isotopen, dwz. er bestaan meerdere varianten van het atoom met verschillende aantallen neutronen. Deze verschillen beïnvloeden vaak, maar niet altijd, de stabiliteit van het atoom. Zo zijn koolstof en kalium normaliter niet radioactief maar hun isotopen kalium-40 en koolstof-14 wel, door hun afwijkende aantallen neutronen.

Zoals je al hebt gezien worden isotopen aangeduid met de elementnaam en het massagetal aangezien het atoomnummer al is af te leiden uit de naam van het element. Soms krijgen isotopen ook een aparte, eigen naam zoals tritium, ³₁H, een waterstof atoom met 2 neutronen in plaats van nul en deuterium ²₁H met 1 neutron in plaats van de gebruikelijke nul.

In de rest van dit artikel worden isotopen afgekort aangeduid, dus alleen met massagetal en elementnaam.

Wat is (radioactieve) straling?

Radioactieve straling zijn golven en deeltjes die voldoende energie hebben om atomen te ioniseren, dwz. electronen die rond een atoom cirkelen weg te slaan zodat het atoom een positieve lading krijgt. Straling onstaat over het algemeen wanneer een (onstabiel) atoom uit elkaar valt. Dat kan uit zichzelf gebeuren als het atoom een radioactieve isotoop is, of wanneer een atoom wordt geraakt door straling van elders.

Radioactieve straling is grofweg op te delen in drie varianten:

alfastraling

Dit zijn deeltjes welke bestaan uit een helium-4 atoom waar de bijbehorende electronen van ontbreken. Door dit ontbreken hebben de deeltjes een positieve lading van 2+.  Heliumdeeltjes worden in schrift aangeduid met het symbool ⁴₂ He²⁺.

Alfadeeltjes worden vrij snel tegengehouden door elke willekeurig materiaal omdat de deeltjes groot zijn en heel erg snel een atoom tegenkomen waar ze mee botsen. Een vel papier, een paar centimeter lucht of de menselijke huid is voldoende. Dat wil echter niet zeggen dat deze straling onschadelijk is. Wanneer een alfastraler in het lichaam van de mens komt kan het wel zeker grote schade aanrichten. De kracht van alfastraling is dat de deeltjes alles wat in hun pad komt ioniseren, hun zwakte is dat ze juist daardoor nooit echt ver komen.

betastraling

Dit zijn losse electronen of positronen welke door een radioactief atoom worden uitgestoten. Betadeeltjes bewegen zich zeer snel en zijn klein en zeer licht, waardoor ze verder in materialen en weefsels doordringen dan alfadeeltjes.  Ze zijn echter makkelijk tegen te houden door bijvoorbeeld een stuk aluminiumfolie.

gammastraling

Dit is straling welke veel energie bevat en diep doordringt in materialen en weefsels. Gammastraling bestaat niet uit deeltjes maar uit golven van een zeer korte golflengte. Gammastraling is nauw verwant met röntgenstraling, welke over het algemeen een langere golflengte heeft.

Gammastraling dringt diep door, bezit veel energie en is daarom vaak de gevaarlijkste radioactieve straling. Hoe schadelijk gammastraling is hangt echter af van de golflengte, erg korte gammagolven gaan overal dwars doorheen en richten weinig schade aan.

Gammastraling is het beste tegen te houden met platen lood en dikke betonnen muren.

Straling in en om het huis

Een hoop mensen beseffen het niet, maar in onze dagelijkse omgeving zijn er diverse bronnen van straling. Hieronder een opsomming van een aantal typische stralingsbronnen waarmee je als mens mee in aanraking komt.

Voor de duidelijkheid, de meeste genoemde radioactieve stoffen zijn over het algemeen onschadelijk en zijn van natuurlijke afkomst.

¹⁴C

vervalt naar: stikstof-14

straling: beta

halfwaardetijd: 5730 jaar.

Koolstof-14 is een isotoop van het overal voorkomende element koolstof en. Ieder levend wezen is zeer licht radioactief omdat we tijdens onze groei en leven continu koolstof opnemen waarvan een deel radioactief is. De hoeveelheid koolstof-14 is zeer klein ten opzichte van normaal koolstof. Toch is het meetbaar en is te bepalen hoe oud biologische resten zijn door te kijken naar de verhouding van koolstof-14 en het niet radioactieve koolstof. Wanneer een organisme sterft stopt namelijk de opname van koolstof-14 en zal de hoeveelheid hiervan afnemen.

⁴⁰K

vervalt naar: argon-40

straling: beta

halfwaardetijd: 1,3 miljard jaar

Kalium is eveneens een element dat zo’n beetje overal is te vinden. Zeewater bevat behoorlijke hoeveelheiden kalium, en in ons lichaam is het een onmisbare stof voor het doorgeven van zenuwimpulsen.Kalium-40 vormt 0,01% van de totale hoeveelheid kalium in de natuur.  Er is dus altijd wel ergens een hoeveelheid van deze radioactieve stof aanwezig.

Kalium-40 is makkelijk verkrijgbaar in de vorm van het zout kaliumchloride, in de supermarkt te vinden onder de merknaam Lo-Salt, wat voor 66,6 procent uit kaliumchloride bestaat. Met een gevoelige stralingsmeter is de straling van dit isotoop makkelijk aan te tonen, zie het volgende filmpje. Een natriumarm dieet is dus automatisch een iets-radioactiever-dieet

²³²Th

vervalt naar:  radium-228

straling: alfa

halfwaardetijd: 14 miljard jaar

Thorium is een in de natuur veel voorkomende stof welke  net zoals uranium en plutonium onder de groep der actiniden valt. Dit zijn zware, meestal onstabiele atomen.

Thorium werd tot voor kort veel gebruikt voor laselektroden en gaskousjes, maar is uit de gratie geraakt door de lichte radioactiviteit. Als je vroeger wel eens bij een campinglamp hebt gezeten ben je in contact geweest met deze stof.  Heb je oude gaskousjes van wat jaren geleden liggen dan bevatten deze zeer waarschijnlijk Thorium. Echt schadelijk is het echter niet.

Radium

Americium

Radon (en vervalproducten)

Meten van straling

-typen stralingsmeters

Experiment: aantonen van Radonvervalproducten

Links