Wat is radioactiviteit?

Radioactiviteit treedt op wanneer de kern van een onstabiele atoomkern energie verliest door straling uit te zenden om stabiliteit te verkrijgen. De radio-isotoop, die de onstabiele kernen heeft, mist de vereiste bindingsenergie om de kernen bij elkaar te houden. Dit resulteert in transmutatie waarbij het element verandert in een ander nieuw element. Radioactiviteit gebeurt op drie manieren: alfa, bèta en gamma .

Een alfadeeltje lijkt op de heliumkern omdat het bestaat uit twee protonen en twee aan elkaar gebonden neutronen. Bij alfa-verval ontsnapt het alfadeeltje uit de kern van het atoom en stoot het verder af door het elektromagnetisme, omdat zowel het alfadeeltje als de kern positief geladen zijn. Het proces verandert het oorspronkelijke atoom in een ander element wanneer het alfadeeltje wordt uitgezonden.
Beta-verval is in twee vormen bèta + (plus) en bèta - (minus). Beta plus komt voor in proton-rijke kernen die meer protonen hebben dan neutronen en de protonen in het beta + vervalproces veranderen in positronen en neutronen. Beta-minus-verval vindt plaats in neutronenrijke neutronen en er wordt een elektron uitgezonden. Bij bèta-verval verandert de kern van vorm.
Gamma-verval treedt op in de omhulsels van nucleonen die energie uitzenden die bekend staat als gammastralen die zeer energetische fotonen zijn. Radioactief verval komt van nature voor maar kan ook kunstmatig worden gestimuleerd.

Geschiedenis van radioactiviteit

De ontdekking van radioactiviteit gebeurde vanuit verschillende fronten, maar de vroegste vorm van straling is de röntgenfoto die in een laboratorium werd gegenereerd. Het werd ontdekt door de Duitse fysicus WC Roentgen in 1895 toen hij de röntgenfoto ontdekte tijdens het werken met kathodestraalbuizen. De ontdekking van de röntgenfoto was een grote mijlpaal in het medische veld waar de stralen werden toegepast bij de diagnose van botbreuken en geweerschoten.

Bovendien merkte een Franse natuurkundige met de naam Henri Becquerel de emissie van onzichtbare energie op, terwijl hij de eigenschappen van fluorescerende elementen en het werken met uranium onderzocht. Hij bestempelde deze energiestraling.

Toepassing van radioactief verval

In de natuur staat radioactiviteit bekend als een energiebron voor veel buitenaardse lichamen in het universum, waaronder veel sterren in het Melkwegstelsel. Het proces van radioactief verval heeft echter vele toepassingen op verschillende gebieden in de wereld. De meest populaire toepassing is het gebruik van röntgenstralen bij de niet-intrusieve diagnose van botbreuken en inwendige bloedingen. Radioactiviteit wordt ook toegepast in kernreactoren voor de productie van kernenergie. Radioactiviteit wordt ook gebruikt bij de sterilisatie van medische instrumenten. Radioactiviteit wordt ook gebruikt in radiotherapie voor de behandeling van kanker waarbij radioactieve stralen worden gebruikt om kankercellen in het lichaam te doden. Radioactieve materialen zoals plutonium en uranium worden gebruikt bij de vervaardiging van kernwapens.

Gevaren van radioactiviteit

Wanneer de fotonen en elektronen geëmitteerd door het radioactieve vervalproces door het DNA-molecuul van een cel gaan, veranderen ze de samenstelling van het DNA en maken de cel kankerachtig. Inslikken of inademen van radioactief materiaal heeft een nog slechter resultaat wanneer massale ionisatie van het lichaam optreedt die cellen vernietigt en vaak dodelijk is. De hoeveelheid en het soort schade veroorzaakt door straling zal afhangen van de ontvangen dosis straling en de duur van blootstelling aan radioactieve materialen.