Radioaktivitet: Forskelle mellem versioner
Content deleted Content added
m Kommaer |
|||
Linje 1:
[[Fil:Alfa beta gamma radiation.svg|250px|thumb|Alfa- Beta- og Gamma-stråling er de tre mest almindelige former for radioaktiv stråling.<br /><br /> Alfastråling kan stoppes af et stykke papir. Betastråling bremses af en tynd aluminiumsplade. Gammastråling kræver tungere og tykkere materialer, som f.eks. bly, for at blive bremset.]]
'''Radioaktivitet''' er omdannelse af ustabile [[atomkerne]]r under udsendelse af [[ioniserende stråling]], i form af [[partikel (fysik)|partikler]] og/eller [[elektromagnetisk stråling]]. Radioaktivitet er en naturlig proces i naturen, men den udnyttes industrielt og teknologisk i en række sammenhænge, herunder [[kernekraft]]værker, [[kernevåben]], [[Konservering (madvarer)#Bestråling|fødevarebestråling]], klinisk behandling og forskning over en bred kam. Ioniserende stråling er i visse former skadelig for levende organismer. Den ioniserende stråling fra radioaktivitet kan bestå af: [[alfastråling]], [[betastråling]], [[gammastråling]], [[protonstråling]] eller [[neutronstråling]]
== Fysisk beskrivelse ==
Radioaktive kerner er ustabile. Ustabiliteten kan groft sagt skyldes tre ting:
* Et overskud af kernepartikler ([[nukleon]]er).
* En ubalance mellem antallet af [[proton]]er og [[neutron]]er.
* Et overskud af energi.
Store kerner, dvs. samtlige kerner med flere end 83 protoner, er altid ustabile. Kerner med mellem 1 og 83 protoner findes i stabile isotoper, undtagen grundstof 43 – [[technetium]]. Stabiliteten sikres af en passende balance mellem neutroner og protoner. En given kerne kan herudover befinde sig i forskellige bevægelsestilstande. I grundtilstanden er nukleonerne 'pakket' bedst muligt. I anslåede tilstande har kernen et højere [[impulsmoment]], hvilket svarer til en højere energi.
Ved det radioaktive henfald afvikler en kerne sit nukleon-, neutron-, proton- eller energioverskud. Jo større overskuddet er, jo mere ustabil er kernen. Afviklingen sker under udsendelse af partikler, eller elektromagnetisk stråling. Ved alfa- og betahenfald (se nedenstående) ændres atomkernens sammensætning, og der sker en [[grundstof]]omdannelse.
En radioaktiv kerne gennemgår en [[stokastisk proces]]. Kernen har mulighed for radioaktivt henfald. Tiden for henfaldet kan ikke forudsiges. Antallet af kerner aftager med en fast procent pr. tid, dvs. at det aftager eksponentielt.
== Matematisk beskrivelse ==
Det radioaktive henfald er en [[stokastisk]] proces. Betragter man en tilfældig ustabil kerne, på et tilfældigt tidspunkt, kan man alene udtale sig om [[sandsynlighed]]en for, at den henfalder i løbet af et givet tidsrum. Henfaldssandsynligheden per tidsenhed betegnes: [[henfaldskonstant]]en (''k''), og denne afhænger altså alene af, hvilken kerne der er tale om. Datterkernen kan i lighed med moderkernen være ustabil, dog med en anden henfaldskonstant.
Betragter man et stort antal kerner, kan antallet af tilbageværende kerner ("N") beskrives ved en [[ekspontiel udvikling]]: <math>N(t) = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}}</math>, hvor N<sub>0</sub> er antallet af kerner til at begynde med, ''t'' er tiden, og <math>T_{1/2}</math> er [[halveringstid]]en, dvs. den tid, der går før at halvdelen af kernerne er henfaldet. Sammenhængen mellem henfaldskonstant og halveringstid er givet ved <math>T_{1/2} = \frac{\ln(2)}{k}</math>.
| |||