Radioaktivitet 1

1. Radioaktivitet 1 Isotoper og henfald

2. Positivt ladet kerne + Negativt ladet elektron Atomer • Atomet består af en positivt ladet kerne og et antal omkredsende negativt ladede elektroner • For et frit atom vil antallet af positive ladninger i kernen og antallet af negativt ladede elektroner være identisk, således at atomet som helhed fremstår neutralt ladet. • Dette antal benævnes ofte ”atomnummeret” og fastlægger entydigt hvilket stof der er tale om. Dvs at et atom med atomnummer 8 vil altid være ilt, og et med atomnummer 79 vil altid være guld. www.jcvu.dk/bioanalytiker

3. Proton; p + + + Neutron; n Atomkernen • Da radioaktive henfald er noget der foregår i atomets kerne, er det relevant at se lidt nærmere på denne. • Kernen består af positivt ladede ”protoner” - atomnummeret er defineret som antallet af disse, • samt et antal elektrisk neutrale ”neutroner”. Antallet af disse kan variere, hvilket giver forskellige isotoper af det samme grundstof. www.jcvu.dk/bioanalytiker

4. Notation • Følgende notation anvendes når vi skal specificere en atomkerne: • X er atomets symbol (f.eks. O eller C) • Z er atomnummeret, altså antallet af protoner (dvs. X og Z er entydigt forbundet; har man specificeret den ene, har man samtidig specificeret den anden). • A er nukleontallet, dvs. antallet af protoner og neutroner. Dette tal kan variere uafhængigt Z. • Eksempler: • dvs. ilt med 9 neutroner • dvs. ilt med 10 neutroner • dvs. natrium med 12 neutroner • Man kan også se notationen A-X (f.eks. 17-O eller 23-Na) www.jcvu.dk/bioanalytiker

5. Henfald • I atomkernen optræder to forskellige kræfter: • Stærke kernekræfter, som virker tiltrækkende mellem både protoner og neutroner • Elektromagnetiske kræfter, som virker frastødende mellem protoner. • Dette medfører at kun atomkerner hvor der er et passende forhold mellem neutroner og protroner vil være stabile. • Kerner hvor dette forhold ikke er passende, vil før eller siden henfalde via en af processerne: • α-henfald • β-henfald • K-indfangning • γ-henfald • Tidsmæssigt kan disse omdannelser tage alt fra brøkdele af et sekund, til milliarder af år. www.jcvu.dk/bioanalytiker

6. Henfald • Ved et henfald som nævnt på forrige slide sker der to ting: • Den oprindelige kerne (moderkernen) omdannes til en ny kerne (datterkernen) og der udsendes en partikel. • Denne partikel kan være en: • heliumkerne • elektron/positron • foton www.jcvu.dk/bioanalytiker

7. α-Henfald Ved α-henfald sker en opdeling af kernen; mere specifikt udsendes en α-partikel (to protoner og to neutroner – som jo er en heliumkerne). α-partikel (heliumkerne) Moderkerne Datterkerne www.jcvu.dk/bioanalytiker

8. + - β--Henfald Ved β--henfald omdannes en neutron til en proton, idet der udsendes en elektron, således at den samlede elektriske ladning er bevaret. Der udsendes samtidig en anti-neutrino, som absolut ikke har nogen klinisk relevans. + + + + www.jcvu.dk/bioanalytiker

9. + + β+-Henfald Ved β+-henfald omdannes en proton til en neutron, idet der udsendes en positron (elektronens antipartikel), således at den samlede elektriske ladning er bevaret. Der udsendes samtidig en anti-neutrino, som absolut ikke har nogen klinisk relevans. + + + + www.jcvu.dk/bioanalytiker

10. + + + + - γ-Henfald Ved γ-henfald sker der ikke en omdannelse af kernen. γ-henfald sker når kernen befinder sig i en ”exiteret” tilstand, dvs. indeholder et overskud af energi. Denne energi udsendes i form af en γ-foton (meget energirig elektromagnetisk stråling), og kernen henfalder til grundtilstanden. www.jcvu.dk/bioanalytiker