Radioaktivitet, också kallatradioaktivt sönderfall, är ettfysikalisktfenomen som uppstår när enatom har för mycketenergi och/ellermassa, vilket gör desskärna instabil. För att energinivån/massan ska bli lägre och stabilare frigör kärnanenergi i form avstrålning.[1][2][3]
Radioaktivt sönderfall skerslumpmässigt och är därför omöjligt att exakt förutsäga när det kommer ske. Vissa atomers sönderfallshastighet är dock konsekventa och kan karakteriseras avhalveringstiden.[2]
I olika atomkärnor är de ingående neutronerna ochprotonerna olika hårt bundna; generellt gäller att högreatomnummer frånväte och uppåt medför starkare bindning upp tilljärn, varefter högre atomnummer medför svagare bindning, samt att antalet neutroner behöver vara ungefär detsamma som antalet protoner (fler för tyngre atomkärnor). Om den totalabindningsenergin skulle bli lägre om man skulle byta ut en proton mot en neutron eller vice versa kan kärnan genomgåbetasönderfall. Skulle den totala bindningsenergin minska genom att kärnan delas i två delar kan detta ske, vilket vanligen innebäralfasönderfall, neutronemission ellerfission. Den frigjorda energin omvandlas i första hand tillrörelseenergi. Vanligen finns det dock någon form av energibarriär som måste övervinnas, vilket vanligen sker genomkvantfluktuationer, varför även ämnen där sönderfall skulle vara energetiskt fördelaktigt kan vara relativt stabila.
Radioaktivitet kännetecknas av att det inte är några externa krafter eller energikällor inblandade utan kärnan sönderfaller spontant. Det finns kärnreaktioner med extern påverkan som kan leda till att kärnor hamnar i ett lägre energitillstånd (somfission ochfusion), men detta behöver inte vara radioaktivitet.
Fenomenet upptäcktes i slutet av 1800-talet av denfranskevetenskapsmannenHenri Becquerel[1] då han undersöktefosforescerandematerial. Fosforescerande material har denegenskap att de lyser imörkret efter att ha exponerats förljus, och han trodde att skenet somröntgenstrålning orsakade ikatodstrålerör på något sätt var ett sammankopplat fenomen. Han gjorde därför ettexperiment där han vecklade in enfotografisk plåt i svartpapper för att se om olika fosforescerande material kunde exponera plåten trots pappret. Inget lyckades påverka plåten förrän han provade meduransalt. Inte bara lyckades uransaltet påverka plåten, det gjorde det även utan att först ha blivit uppladdat avsolljus. Henri Becquerel drog därav slutsatsen att det inte var fosforescensen som var orsaken, utan att uranet självt avgav någon form av strålning som exponerade plåten.
När fenomenet upptäckts blev en mängd andra forskare snabbt intresserade.Marie ochPierre Curie gjorde experiment som delade in strålningen i alfa- beta- och gammastrålning (skrivs ofta med degrekiska bokstäverna α, β respektive γ).Ernest Rutherford lyckades visa att alfastrålningen avgavs direkt från atomkärnan. Marie Curie dog senare avaplastisk anemi på grund av strålningen.
SI-enheten för radioaktiv intensitet ärbecquerel (Bq). 1 Bq innebär 1 kärnsönderfall per sekund. En äldre enhet ärcurie (Ci), 1 Ci = 3,7·1010 Bq. Dessa enheter angerantal sönderfall och inte vilken typ av sönderfall som sker.
Vid radioaktiva sönderfall utsändsjoniserandestrålning. Flera storheter och enheter förekommer i samband med detta. Antalet sönderfall per sekund benämns aktivitet och enheten som används är sönderfall per sekund, eller Becquerel (Bq).
Den biologiska effekten av joniserande strålning beror dock på flera faktorer. Till att börja med den absorberade energin i kroppen. Detta benämns absorberad dos och anges i enheten Gray (Gy), där 1 Gy = 1 J/kg. Dessutom beror den biologiska påverkan på strålningens typ. För att ta hänsyn till de olika stråltypernas effekt så används storheten Ekvivalent dos. Denna är samma som absorberad dos men multiplicerad med en viktningsfaktor som beror på strålslagets biologiska verkan. Enheten för detta är Sievert (Sv), där 1 Sv = 1 J/kg. Till sist används storheten Effektiv dos i sammanhang när olika organ är utsatta i olika utsträckning. Effektiv dos har också enheten Sievert, men man tar då hänsyn till varje organs känslighet.
Förutom dessa enheter finns flera som inte härrör ur SI. Däribland aktivitetsenheten Curie (1 C = 3,7·1010 Bq). Absorberad dos mäts även i enheten Rad (R). Ekvivalent dos mäts även i Röntgen Equivalent Man (1 REM = 0,01 Sv) och ibland iEkvivalent banan-dos (BED).
Den klassiska varningsskylten för radioaktivitet kallas "treklöver", där bakgrunden ärgul ochsvart. Klövern representerar en atom och de tre vanliga typerna av joniserande strålning som kommer från den.[5]
Till skillnad från den ursprungliga symbolen ärfärgen på bakgrunden på tilläggssymbolenröd. I triangeln avbildas klövern som kommer ifrån den unsprungliga, men även strålningsvågor, endödskalle och en människofigur som springer.[5]
Klassisk symbol för radioaktivitet.
Tilläggssymbolen från 2007.
En av flera klassificeringsskyltar som används när radioaktiva material transporteras (till exempelADR).
