alfastråling

Alfastråling er en form for radioaktiv stråling som består av av heliumkjerner med positiv ladning, det vil si to protoner og to nøytroner. Disse partiklene kalles også for alfapartikler (α-partikler), og skrives som 4He2+. Alfastråling, som også skrives som α-stråling, er en av de tre vanligste formene for radioaktiv stråling. De andre to er betastråling og gammastråling.

Faktaboks

Også kjent som

α-stråling

Det er i hovedsak tunge atomkjerner som sender ut alfastråling. Alle grunnstoffer fra og med atomnummer 66, som er dysprosium (Dy), til det tyngste kjente grunnstoffet med atomnummer 118, som er oganesson (Og), har radioaktive isotoper med alfautsendelse.

Opprinnelse

Alfastråling oppstår når en tung atomkjerne henfaller spontant til en lettere atomkjerne og i denne prosessen sender ut en alfapartikkel. Slike partikler består av to protoner og to nøytroner som er bundet sammen. Dette er en spesielt stabil nukleær konfigurasjon. Utsendelsen av alfapartikler fra en atomkjerne kan forstås som en kvantemekanisk tunneleringseffekt.

Betegnelsen alfastråling brukes både om nukleær alfapartikkelstråling og om kunstig akselererte heliumkjerner som kan produseres i partikkelakseleratorer, for eksempel lineærakseleratorer og syklotroner, og som brukes til å indusere kjernereaksjoner.

Vekselvirkning med materie

Materiepartiklene fra nukleære transmutasjoner (desintegrasjon) skytes ut av atomkjernen med en hastighet tilsvarende cirka 1/20 av lysets hastighet. På grunn av alfapartiklenes elektriske ladning vil de, når de penetrerer materie, ionisere dette materialet langs hele den strekningen de går før deres bevegelsesenergi nærmer seg null og de stoppes helt. Vi sier at de har sterk ioniserende virkning. Denne egenskapen er viktig i flere anvendelser.

På grunn av den sterke vekselvirkningen med materie har partiklene kort rekkevidde. De stoppes lett av et vanlig papirark eller i hudens ytre hornlag. Derfor utgjør ikke alfastråling noen spesiell helserisiko så lenge strålingen befinner seg utenfor kroppen. Derimot bør man unngå å unødvendig utsette indre organer for slik stråling. Det er derfor man har tiltak mot at den alfa-radioaktive gassen radon (222Rn) skal sive inn i hus og oppholdsrom.

Historikk

Alfastråling (og betastråling) ble definert og eksperimentelt studert av Ernest Rutherford i perioden fra 1899 og framover. Disse studiene ble basis for Rutherfords Nobelpris i kjemi i 1908. Sammen med Ernest Marsden og Hans Geiger studerte Rutherford senere spredningen av alfapartikler på en tynn folie laget av gull. Dette eksperimentet var sentralt for utviklingen av den moderne atommodellen, da spredningen av alfapartikler viste at atomer hadde en kompakt, elektrisk ladet kjerne.

Anvendelser

Alfastråling benyttes innenfor forskjellige typer teknologi. Blant annet er alfaemitterende nuklider energikilde for romsonder. Alfa-kilder (nukliden 241Am) benyttes også i såkalte ioniske røykvarslere.

Da alfastråling, som nevnt ovenfor, er ioniserende, kan den forårsake stråleskader, spesielt ved inntak av alfa-emittere gjennom luft, væske eller fast føde. Men denne egenskapen kan også føre til positive effekter. Den sterke ioniseringstettheten kan medføre for eksempel at kjemiske bindinger kan brytes i en etter begge av DNA-molekylets dobbelheliks. Dette kan i alvorlige tilfeller føre til dannelsen av kreftvev, noe som selvsagt er negativt, men slike stråleskader kan oftest repareres av kroppens eget immunsystem. Men det kan også føre til at kreftceller som allerede er dannet, «skytes i stykker» fordi slike celler er mer sensitive mot stråling enn kroppens friske celler og vanskelig lar seg reparere.

Derfor foregår det mye forskning på nytteeffekten av alfa-emittere i nukleærmedisin for bruk innenfor kreftbehandling. Noen produkter er allerede tatt i bruk. Den mest kjente er kanskje 223Ra2+, som brukes mot prostatakreft og som distribueres kommersielt over hele verden med produktnavnet Xofigo fra produksjonslaboratorier ved IFE, Kjeller. Dette radiofarmasøytiske produktet ble opprinnelig utviklet av norske kjernekjemikere ved Universitetet i Oslo sammen med onkologi ved Radiumhospitalet i Oslo.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg