radioaktivitet

Figur 1. Symbol for radioaktivitet.

Av /KF-arkiv ※.
Figur 2. Illustrasjon av radioaktiv kjerne med utsendelse af alfa-, beta- og gamma-stråling.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Radioaktivitet er en egenskap enkelte stoffer har som består av at de sender ut stråling fra atomkjernen. Denne strålingen kalles nukleær stråling, også feilaktig ofte kalt radioaktiv stråling (det er jo ikke strålingen selv som er radioaktiv). De tre vanligste strålingstypene er alfastråling, betastråling og gammastråling. De atomene som strålingen kommer fra, kalles radionuklider (Figur 2).

Faktaboks

uttale:
rˈadioaktivitˈet
etymologi:
latin radius ‘stråle’; sammensatt med aktiv ‘virksom’
også kjent som:
ustabile atomkjerner

Strålingen som er knyttet til radioaktivitet kan være helseskadelig ved feilaktig bruk eller påvirkning som skyldes uhell eller ulykker. Ved korrekt og forsvarlig bruk benyttes radioaktivitet i samfunnets tjeneste til både vitenskapelige, industrielle og medisinske formål.

Beskrivelse

Figur 3. Utsnitt av nuklidekartet som viser henfall av radioaktiv grunntilstand av 137Xe til radioaktiv grunntilstand i 137Cs og videre til både radioaktiv isomertilstand 137mBa og stabil grunntilstand 137gBa. i 137Ba.
Lisens: CC BY NC SA 3.0
Figur 4. Illustrasjon av hvordan atomnummer Z og massetall A endrer seg ved alfa-, beta- og gamma-utsendelse.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

De viktigste typene av nukleær stråling

Alfastråling består av utsendelse av en alfapartikkel fra atomkjernen. Den er sammensatt av to protoner og to nøytroner som er bundet sammen. På grunn av de to protonene bærer den to positive enhetsladninger. Siden α-partikkelen er ekvivalent med en heliumkjerne med massetall A = 4 (antall protoner + antall nøytroner), betegnes den også ofte med 4He2+. Utsendelse av en α-partikkel fra atomkjernen kalles også α-desintegrasjon eller α-henfall.

Beta-stråling består av enten negativt ladete elektroner som også kalles negatroner og betegnes med β-, eller av positivt ladete elektroner som også kalles positroner og betegnes med β+. Samtidig med β--partikkelen sendes det ut et antinøytrino. Samtidig med β+-partikkelen sendes det ut et nøytrino. Beta-partiklene og de respektive nøytrinoene deler den tilgjengelige desintegrasjonsenergien mellom seg. Beta-utsendelse fra atomkjernen kalles også β-desintegrasjon eller β-henfall.

Gamma-stråling (γ-stråling) er elektromagnetisk stråling, fotoner , som sendes ut fra atomkjernen (γ-desintegrasjon eller γ-henfall). Gamma-utsendelsen foregår som regel momentant etter alfa- eller beta-utsendelse der den nye kjernen (datterkjernen) dannes i en eksitert nukleær tilstand som har svært kort levetid (oftest i området nanosekunder til picosekunder). I dette tilfellet sier man at alfa-stålingen eller beta-strålingen og gamma-strålingen er koinsidente. Ved gamma-utsendelsen kvitter datterkjernen seg med eksitasjonsenergien (den deeksiterer) og den ender opp i grunntilstanden som kan være stabil eller radioaktiv (avhengig av hvilken datter- nuklide man betrakter, se nuklidekartet og Figur 3). I noen nuklider forekommer det at en eller flere eksiterte tilstander (nivåer) kan ha en endelig og målbar levetid (>10-9 s). Dette kalles for en isomer tilstand. En slik isomer tilstand kan de-eksitere til grunntilstanden i kjernen med en unik halveringstid ved utsendelse av gammastråling. En slik gammautsendelse kalles for internovergang (IT).

Ved alle radioaktive prosesser, bortsett fra ved utsendelse av gammastråling, foregår det en grunnstoffomdannelse fordi protontallet Z endrer seg (se Figur 4). Dette kalles også for en transmutasjon. β--desintegrasjon øker protontallet med 1 (et nøytron gjøres om til et proton), ved β+-desintegrasjon og elektroninnfangning avtar protontallet med 1 (et proton blir et nøytron) og ved a-desintegrasjon avtar protontallet med 2 og massetallet med 4. Den nukleære strålingen erioniserende. Det vil si at den danner ioner i det mediet som strålingen trenger inn i eller gjennom.

Andre typer radioaktive prosesser

Til radioaktivitet regnes også henfallsprosessene elektroninnfanging og spontan fisjon.

Ved elektroninnfanging blir et elektron fra et elektronskall (vanligvis K-skallet) fanget inn i kjernen, og det sendes ut K-røntgenstråler. Kjernens ladning avtar med en enhet på samme måte som ved utsendelse av et positron.

Ved spontan fisjon spaltes en tung kjerne uten noen ytre påvirkning i to fisjons-fragmenter, og det sendes ut nøytroner og γ-stråling i fisjonsøyeblikket med etterfølgende β--desintegrasjon og γ-utsendelse fra de to fragmentene. For noen fisjonsfragmenter hvor atomkjernen befinner seg i en høyt eksitert energitilstand etter β--henfall, kan et nøytron sendes ut (beta-forsinket nøytronutsendelse).

Historie

Figur 5. Illustrasjon av hvordan alfa,-beta- og gamma-stråling beveger seg (avbøyes) i et sterkt elektrisk felt.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Naturlig radioaktivitet ble oppdaget 1896 av H. Becquerel, året etter oppdagelsen av røntgenstråler. Han la merke til at en fotografisk plate innpakket i svart papir og lagt i en mørk skuff, ble svertet når det lå et uransalt i skuffen, og han kom til det resultat at alle uranforbindelser, særlig den naturlig forekommende uraninitt, helt varig og uten enhver ytre påvirkning sender ut stråler av lignende art som røntgenstråler. Han viste også at disse strålene gjør luft elektrisk ledende. I 1898 fant Marie Curie at de ukjente, sterke strålene som uranmineralene sender ut, kommer fra polonium og radium, to grunnstoffer som til da var ukjente, men som hun klarte å isolere. I årene 1899–1903 viste E. Rutherford o.a. at denne strålingen lot seg spalte i tre komponenter. Se også kjernefysikk og Figur 5.

Egenskaper til nukleær stråling

Figur 6a. Illustrasjon av gamma-strålingens vekselvirkning med materien gjennom fotoelektrisk effekt.
Lisens: CC BY NC SA 3.0
Figur 6b. Illustrasjon av gamma-strålingens vekselvirkning med materien gjennom Compton effekt.
Lisens: CC BY NC SA 3.0
Figur 6c. Illustrasjon av gamma-strålingens vekselvirkning med materien gjennom pardannelse.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Strålingen som sendes ut fra atomkjerner kan som nevnt ovenfor deles inn i tre komponenter: α-, β- og γ-stråling.

Strålingens energi og gjennomtrengningsevne varierer. Av de tre typene, stoppes α-strålingen lettest. Som regel vil den være fullstendig stoppet i mindre enn 5 cm luft, 0,025 mm tykk aluminiumsfolie, et 0,01mm blyfolie eller et vanlig papirark.

For å stoppe β-strålingen trengs opptil 1 cm tykk aluminium eller 2,5 mm bly, mens rekkevidden i luft kan være flere meter. Rekkevidden er selvsagt avhengig av β-partiklenes energi som vil være ulik for forskjellige radionuklider. Attenuering av ladete partikler beskrives av Bethe-Block ligningen som ikke skal utredes videre her.

Størst gjennomtrengningsevne har γ-stråling. Den stoppes ikke som α- og β-stråling ved at hver enkelt partikkel bremses gradvis, men ved at fotonet i sin helhet absorberes eller spres.

Der er tre hovedmekanismer ved γ-strålingens vekselvirkning med materie (Figur 6):

  • Fotoelektrisk effekt hvor γ-kvantet avgir hele sin energi til et elektron,
  • Compton-spredning der γ-kvantet avgir en del av sin energi til et elektron og fortsetter med restenergien i en annen retning
  • Pardannelse der γ-kvantet konverteres til et elektron-positron (β-β+) par i nærheten av en atomkjernes elektromagnetiske felt. Dette forutsetter at den opprinnelige energien til γ-kvantet er større enn den som tilsvarer hvilemassen til to elektroner (d.v.s. Mβ- +Mβ+) som er 511 keV+ 511 keV = 1022 keV (der keV = kiloelektronvolt).

Strålingen fra en kilde som sender ut γ-stråling blir derfor gradvis svekket (γ-strålingen blir attenuert). Ved typiske γ-energier (≈ 1 MeV) blir strålingsintensiteten av de opprinnelige γ-kvantene redusert til det halve når strålingen passerer gjennom 7 cm aluminium eller ca. 2 cm med bly. I luft er absorpsjonen liten, men intensiteten svekkes allikevel fordi den isotropisk utsendte strålingen spres utover et stadig større område.

En enkel relasjon beskriver attenueringen av γ-strålingen i en absorbator: Ix = I0·e-μx (Lambert-Beers lov) der I0 er strålingsintensiteten før absorbatoren, Ix er intensiteten etter absorbatoren, μ er den lineære absorpsjonskoeffisienten for materialet i absorbatoren og er karakteristisk for hvert type materiale, og x er absorbator-tykkelsen.

Nukleær stråling kan virke ioniserende når den absorberes i et stoff. Dette skjer når partiklene i strålingen har tilstrekkelig høy energi til at elektronene i stoffets atomer blir frigjort når strålingen vekselvirker med dem. Gasser som utsettes for ioniserende stråling blir derfor elektrisk ledende.

Størrelser, enheter

Mål for nukleær stråling

Som mål for aktiviteten til en radioaktiv kilde brukes antall desintegrasjoner per tidsenhet. SI-enheten for aktivitet, becquerel (Bq), er definert som én hendelse per sekund. Tidligere benyttet man enheten curie (Ci). En Ci = 3,7 · 1010 Bq. Denne enheten er delvis i bruk ennå. Én curie tilsvarer omtrent aktiviteten fra 1 g radium og var også opprinnelig definert slik.

Dose

Aktiviteten alene gir ikke et tilstrekkelig mål for strålingens virkning, f.eks. på et biologisk system. Man må også kjenne strålingstypene og energiene og intensitetene av de enkelte partikler som sendes ut, og i tillegg vite hvor effektivt strålingen absorberes i stoffet som blir eksponert. Da kan man definere den absorberte dose, det vil si ved den energimengde som absorberes per masseenhet av stoff som utsettes for strålingen.

Den absorberte dose angis i gray (Gy), 1 Gy = 1 joule absorbert energi/kg. Fremdeles brukes dessuten enheten rad (= 0,01 Gy), og for røntgen- og γ-stråling brukes enheten røntgen (= 9 mGy).

Strålingens biologiske virkning, som angis ved ekvivalentdosen, avhenger foruten av den absorberte dosen også av doseraten (absorbert dose per tidsenhet), det vil si av over hvor lang tid en gitt dose er akkumulert. Der er større effekt ved høy enn ved lav doserate selv om den akkumulerte dosen er den samme.

Man angir ekvivalentdosen i enheten sievert (Sv), som er lik den absorberte dose målt i gray multiplisert med en kvalitetsfaktor eller effektivitetsfaktor som er satt lik 1 for små doserater av β- og γ-stråling, men som er 20 for α-stråling, og som øker når doserate stiger. Fremdeles forekommer også den eldre enheten rem (1 rem = 0,01 Sv). I tillegg har enkelte organ i et biologisk system større følsomhet enn andre deler av systemet. Ved å ta hensyn til både denne organfølsomheten, absorbert dose og strålingens vektfaktor får man en effektiv dose.

Desintegrasjonskonstant

Sannsynligheten per tidsenhet for at en radionuklide skal desintegrere (spaltes eller sende ut stråling) kalles desintegrasjonskonstanten. Denne er uavhengig av hvordan nukliden er dannet og hvor lenge den allerede har eksistert.

Har man ved et bestemt tidspunkt et stort antall, N0, av en type radionuklider, vil man etter en tid t ha et antall Nt hvor

Nt = N0·e-λt

hvor λ er desintegrasjonskonstanten (e er grunntallet i det naturlige logaritmesystem). Uttrykket kalles den radioaktive desintegrasjonslov. Middellivet eller den midlere levetid for nukliden er τ = 1/λ. Oftest angir man for radionuklider ikke middelliv, men halveringstid, T½ = ln2 · τ = 0,693 · τ. Dette er den tiden det tar før antall radionuklider er redusert til det halve. I løpet av to halveringstider blir antallet redusert til 1/4, i løpet av tre til 1/8 av det opprinnelige antall osv.

Naturlig radioaktivitet

Primordiale radionuklider

Naturlig radioaktivitet vil si aktivitet fra nuklider som forekommer i naturen og er påvisbar på grunn av sin stråling. Man skjelner mellom naturlig forekommende primære og sekundære radionuklider. De primære nuklidene, også kalt primordiale radionuklider, har så lang halveringstid at de fortsatt kan påvises etter å ha blitt dannet da vårt solsystem ble til for cirka 4.6 milliarder år siden. Man kjenner omkring 34 slike nuklider med halveringstider fra 7 · 108 år (235U, uran) til 1,9 · 1024 år (128Te, tellur). Den letteste og en av de hyppigst forekommende er 40K (kalium), som er β-radioaktiv, har en halveringstid, 1,28 · 109 år og finnes i en mengde 0,0117 % av all naturlig forekommende kalium. Se tabell over primordiale radionuklider, Figur 7.

Ellers forbinder man helst naturlig radioaktivitet med de tre tunge nuklidene 238U (halveringstid 4,5 · 109 år), 235U (halveringstid 7 · 108 år) og 232Th (thorium) (halveringstid 1,4 · 1010 år) og deres datternuklider, som alle har kortere halveringstider. Disse tre radionuklidene gir opphavet til hver sine radioaktive serier med mange datternuklider i hver serie (se nedenfor). Da nukleontallet ifølge den radioaktive forskyvningslov ved hver desintegrasjon enten forandrer seg med 4 (α-utsendelse) eller forblir uforandret (β- og γ-utsendelse), kan man ikke få dannet samme datternuklide av 238U, 235U og 232Th.

Som naturlig radioaktivitet regnes dessuten aktivitet fra en del nuklider som dannes kontinuerelig ved kjernereaksjoner indusert av kosmisk stråling. Av spesiell interesse er nukliden 14C med halveringstid 5730 år og 10Be med halveringstid 1,6·106 år, som brukes for aldersbestemmelse innenfor henholdsvis arkeologi og geologi

Figur 7. Tabell over primordiale radionuklider.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Radioaktive serier

Figur 8. Illustrasjon av den den naturlige desintegrasjonskjeden som begynner med 238-uran og ender i stabilt 206-bly. 20
Lisens: CC BY NC SA 3.0

De atomene som dannes i radioaktive prosesser, er ofte selv radioaktive, og vil i så fall desintegrere videre under utsendelse av enten α- eller β-partikler. Dette fortsetter helt til det dannes et stabilt, ikke-radioaktivt atom. På denne måten kan man beskrive serier av radioaktive atomer som tilhører forskjellige grunnstoffer der de enkelte ledd er genetisk forbundet med hverandre.

Eksempel: Radionukliden 238U omdannes etter utsendelse av totalt 8 α-partikler og 6 β-partikler til den stabile blyisotopen 206Pb (halveringstid i parantes), se Figur 8:

238U (4.5·109 y) → (α) 234Th (24.1 d) → (β-) 234Pa (1.16 m) → (β-) 234U (2.45·105 y)→ (α ) 230Th (7.54·104 y) → (α) 226Ra (1600 y) → (α) 222Rn (3.82 d) → (α) 218Po (3.098 m) → (α) 214Pb (26.8 m) → (β-) 214Bi (19.9 m) → (β-) 214Po (163.6 μs) → (α) 210Pb (22.2 y) → (β-) 210Bi (5.012 d) → (β-) 210Po (138.38 d) → (α) 206Pb (stabil)

På tilsvarende måte vil radionukliden 235U etter 7 α- og 4 β-desintegrasjoner bli omdannet til stabilt bly, 207Pb:

235U → (7α + 4β-) 207Pb (stabil)

og radionukliden 232Th etter 6 α- og 5 β-desintegrasjoner omdannes til stabilt bly, 208Pb:

\[\ce{^210_83Bi ->[\beta] ^210_84Po ->[\alpha] ^208_82Pb} \text{ (stabil)}\]

Det eksisterer også en fjerde serie, som begynner med neptunium 237Np og etter 8 α- og 4 β-desintegrasjoner slutter med stabilt thallium, 205Tl:

237Np → (8α + 4β-) 205Tl (stabil)

238U-serien kalles også uran-radium-serien eller (4n + 2)-serien. Den er karakterisert ved at alle nuklider i serien har nukleontall 4n + 2, der n er et helt tall. På tilsvarende måte kalles 235U-serien for uran-actinium-serien eller (4n + 3)-serien og 232Th-serien for thoriumserien eller 4n-serien. Den fjerde serien, neptuniumserien, med nukleontall 4n + 1 forekommer ikke i naturen fordi ingen nuklider i denne serien har lengre halveringstid enn 2 millioner år.

Fordi atomnummeret Z av og til forandres med 1 (ved β-desintegrasjon), av og til med 2 (ved α-desintegrasjon), kan samme verdi av Z, dvs. samme grunnstoff, opptre i alle seriene og også to ganger i samme serie, etter en α- og to følgende β-desintegrasjoner. Se også grunnstoffomdanning.

Navnsetting av datternuklider

Opprinnelig fikk kortlivede datternuklider navn etter den nukliden den ble dannet av, mens nuklider med så lang halveringstid at de kunne isoleres kjemisk, fikk egne navn. For nyoppdagede grunnstoffer benyttet man til dels det kjemiske navn på det nærmeste stoff i samme gruppe i grunnstoffenes periodesystem med forstavelsen eka- (ekajod, ekacesium). Nå har hvert grunnstoff fått sitt kjemiske navn og nukliden karakteriseres ved det kjemiske symbol med nukleontallet skrevet øverst til venstre.

Radioaktive grunnstoffer

Grunnstoffer som inneholder en eller flere naturlige ustabile isotoper og derfor undergår desintegrasjon, kalles radioaktive grunnstoffer. Uran, U, og thorium, Th, som forekommer i store mengder i naturen, hadde allerede lenge vært kjent da H. Becquerel oppdaget stråling fra uran. Andre viktige radioaktive grunnstoffer er kalium, rubidium, samarium, lutetium, rhenium, polonium, radium, actinium og radon. Se kjernekjemi (forskningsområder). Se også grunnstoff.

Det finnes ingen grunnstoff med atomnummer Z > 82 (bly) som har stabile isotoper, d.v.s. alle er radioaktive. Det finnes to grunnstoffer med atomnummer Z < 82 som ikke har noen stabile isotoper. Disse er technetium, Tc, med atomnummer Z = 43, og prometium, Pm, med atomnummer Z = 61.

Kunstig radioaktivitet

Kunstig radioaktivitet oppstår når nuklider, som ikke forekommer i målbar mengde i naturen, blir produsert ved:

  • kjernereaksjoner ved partikkelakseleratorer (i laboratorium)
  • kjernereaktorer (i laboratorium)
  • isotopiske nøytronkilder (i laboratorium)
  • kjernefysiske eksplosjoner (i naturen)
  • kosmisk stråling (i naturen)

Den første kunstig fremstilte radionuklide ble påvist av ekteparet Joliot–Curie 1934. De bombarderte borisotopen 10B med α-partikler fra en radioaktiv kilde og oppdaget en β+-aktivitet som ble tilskrevet nukliden 13N (nitrogen). Omkring 1940 kjente man ca. 300 kunstige radionuklider. Siden er tallet økt til ca. 1860 radionuklider (i 2018) med halveringstid på 1 sekund eller mer og en rekke med kortere halveringstider. Antallet øker etter hvert som nye metoder for produksjon og studier utvikles. Storparten av disse produseres ved nøytronbestråling i reaktorer, en del dannes ved bombardement med deuteroner, α-partikler eller tunge ioner fra akseleratorer, og noen oppstår ved fisjon av tunge kjerner.

De fleste kunstige radionuklider sender ut β+- eller β-stråling eller transmuteres ved elektroninnfanging. Av tyngre nuklider, med nukleontall over 140, desintegrerer en del ved α-utsendelse, og for nukleontall over 220 forekommer spontan fisjon (se nuklidekart).

Kunstige radionuklider omfatter isotoper av alle grunnstoffer som forekommer i naturen, dvs av grunnstoffer med atomnummer under 92, som tidligere manglet i grunnstoffenes periodesystem, og av nye grunnstoffer med atomnummer over 92, transuraner.

Anvendelser

Noen anvendelser av radioaktive nuklider i form av lukkete strålekilder og som åpne kilder i form av gasser, væsker of faste stoffer er kort skissert nedenfor.

Sporingsstoffer eller tracere

Kjemisk sett har en radionuklide samme egenskap som de stabile isotopene av samme grunnstoff. Dette benytter man seg av i tracer- eller sporingsstoff-teknikk. Man fører inn i prosessen en passende mengde av radionukliden, traceren, og registrerer strålingen fra denne med en passende detektor for nukleær stråling og kan da finne hvordan og hvor hurtig stoffet som radionukliden tilhører, fordeler seg. Sporingsstoff-teknikken brukes blant annet i kjemisk industri, petroleumsindustri, miljø og resipientundersøkelser, biologi og medisin. Teknikken ble første gang brukt 1913 der radionukliden 210Pb ble anvendt.

De radioaktive stoffene kan være i form av ioner og uladete molekyler løst i ulike fluider eller innelukket i faste stoffer i bærerpartikler (f.eks. i partikler av nano- og mikrostørrelse eller i større partikler som sand og pellets).

Karbonisotopene 11C (halveringstid 21 min.) og 14C (halveringstid 5730 år) brukes for å undersøke biologiske prosesser og har bl.a. gitt viktige opplysninger om fotosyntesen. Radionukliden 32P brukes for å studere planters absorpsjon av næring fra jordbunnen og ved stoffskifteundersøkelser.

Analytisk kjemi

En viktig bruk av indusert eller kunstig radioaktivitet er ved såkalte aktiveringsanalyser. Prøven der grunnstoffinnholdet skal undersøkes, bestråles med nøytroner (termiske, epitermiske eller hurtige), protoner eller α-partikler (eller andre partikler med med energier > 10 MeV). Det dannes radionuklider ved kjernereaksjoner. Disse radionuklidene kan identifiseres ved den strålingen de sender ut som er unik for hver enkelt radionuklide (kvalitativ analyse med høy følsomhet). For eksempel er gammaspekteret til en radionuklide å betrakte som nuklidens "fingeravtrykk". Intensiteten på strålingen gir grunnlag for bestemmelse av mengden av et bestemt grunnstoff (kvantitativ analyse).

Datering og aldersbestemmelse

Alle radionuklider (i praksis de mest langlivete) er "nukleære klokker". Derfor brukes adioaktivitet ved ulike former for datering, se aldersbestemmelse. Den kanskje mest kjente metoden er den såkalte 14C-metoden for aldersbestemmelse av alt materiale som inneholder karbon (C). Metoden har høyest følsomhet for aldre på 5.000-6.000 år, men kan brukes helt opp til 50.000 år.

En annen metode er den såkalte rubidium-strontium metoden. Denne bygger på at rubidium 87Rb desintegrerer til strontium 87Sr med en halveringstid på 47 milliarder år. Dette gir grunnlag for datering av geologisk materiale med alder på 10 millioner år og eldre. Bl.a. har jordas alder blitt bestemt til ca 4.5 milliarder år med denne metoden. Informasjon om flere dateringsmetoder kan finnes her.

Medisinsk bruk

I medisin brukes blant annet. iodisotopene 123I og 131I til undersøkelser av skjoldbruskkjertel og nyrer, technetium, 99mTc, for undersøkelser av hjernen samt en hel del andre funksjoner, og gull, 198Au, for leverundersøkelser. Dette er oftest med den såkalte SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) teknikken som bruker et gammakamera som deteksjonsmetode. Radioaktive stoffer som 60Co og 137Cs i form av innkapslete strålingskilder brukes dessuten i behandling av kreftsvulster. I terapeutisk sammenheng brukes alfa-emittere som 211At, 225Ac og 223Ra (Xofigo) for kreftbehandlingsformål. Kortlivete nuklider som 11C, 13N, 15O, 19F, 68Ga og andre benyttes i den avbildningsteknikken som kalles positron-emisjons-tomografi, PET, for å kartlegge utbredelsen av svulster og metastaser, for å studere fysiologiske funksjoner med mer.

Bestrålingsteknologi

Ved bestråling av et stoff med for eksempel gamma stråling, og i noen tilfeller partikkelstråling, kan man forandre stoffets fysiske, kjemiske eller biologiske egenskaper. Dette er anvendbart innenfor

  • materialteknologi: materialer kan gjøres hardere og mer korrosjonsbestandige
  • kjemisk syntese: kan anvendes ved polymerisering uten tilsats av katalysatorer
  • mattrygghet: stråling tar knekken på bakterier og fører til lenger holdbarhet av matvarer
  • miljøteknologi: forurensende stoffer i utslippsstrømmer kan brytes ned

Avbildning/gjennomlysning

Kapslete radioaktive kilder kan brukes til gjennomlysning av materialere med stor tetthet ved såkalt gamma radiografi. Dette er en meget utbredt metode i industrien for å studere kvaliteten på sveisesømmer. Ved bruk av litt mer avanserte og sofistikerte målemetoder, kan man også framskaffe romlige avbildninger (tomogrammer) av ulike objekter som krever stor gjennomtrengningsevne av den strålingen som brukes. Dette kalles gamma tomografi. Denne metoden er basert på deteksjon av tetthetsforskjeller. I kombinasjon med nøytron tomografi, som kun måler fordelingen av grunnstoffer med lav tetthet, kan man studere statiske og dynamiske prosesser som involverer væsker/fluider innelukket bak tykke stålvegger.

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