Hvad er ioniserende stråling?
Ioniserende stråling er en form for energi, der udsendes af kemiske elementer eller forbindelser, der har en ustabil elektrisk ladning, som enten kan være positiv eller negativ. De udsendte elektrisk ladede partikler er kendt som enten alfa-partikler, beta-partikler eller gammastråler, og hver strålingstype har forskellige karakteristiske virkninger. Nogle tunge elementer i naturen producerer naturligvis disse effekter, såsom uran, thorium og radium, og tilstedeværelsen eller nærheden af disse materialer i relation til den menneskelige krop kan være skadelig for menneskers sundhed. Dette skyldes, at ioniserende stråling findes langs et spektrum for stråling generelt, hvor det er ansvarligt for meget højere niveauer af energiemission end ikke-ioniserende stråling, såsom det, der produceres af radiobølgesendinger.
Former af ikke-ioniserende stråling, der betragtes som relativt sikre ved kontrolleret eksponering, inkluderer synlige lysbølger, mikrobølgeenergi og infrarødt lys, såsom en brødrister, der bruger til opvarmning af brød. Disse former for stråling har ekstremt lange bølgelængder sammenlignet med ioniserende stråling og mister enten strømmen hurtigt med afstand eller kan let reflekteres fra en overflade. Faren for eksponering for ioniserende stråling skyldes stort set de høje frekvensbølger, den transporteres af, som i en vis grad kan trænge ind i de fleste materialer og ændre deres kemiske struktur ved at nedbryde normale kemiske bindinger.
De typer ioniserende stråling, der ofte forekommer, har forskellige niveauer af energiudslip. En typisk ioniseringsproces for et atom eller molekyle frigiver 33 elektronvolt energi til det omkringliggende område, hvilket er tilstrækkeligt til at bryde de fleste typer kemiske bindinger. Dette energiudgivelsesniveau betragtes som særligt vigtigt, fordi det er i stand til at bryde bindingerne mellem kulstofatomer, som alt livsform på Jorden bygger på.
Alfa-partikelemission, hvor to protoner og to neutroner er involveret, produceres af sådanne radioaktive elementer som radon, plutonium og uran. De er de største ioniserende strålingspartikler, og det betyder, at de ikke kan rejse langt før de bliver stoppet af en barriere. De mangler energi til at trænge ind i de ydre lag af menneskelig hud, men hvis de indtages gennem luft eller vand, kan de forårsage kræft.
Betapartikelstråling produceres fra frie partikler i en atomkerne, der ligner elektroner. Disse partikler har langt mindre masse end alfapartikler og kan derfor bevæge sig længere. De er også produceret af sjældne elementer såsom isotoper af strontium, cæsium og jod. Virkningerne af ioniserende stråling fra beta-partikler kan være alvorlige i store doser, hvilket kan føre til død, og de er en af hovedkomponenterne i radioaktivt nedfald fra atomvåben-detoneringer. I små mængder er de nyttige til kræftbehandling og medicinsk billeddannelse. Disse partikler er også nyttige i arkæologisk forskning, da ustabile kulstofelementer, såsom kulstof-14, kan bruges til at datere fossile rester.
Ionstråling med gammastråle produceres af gammafotoner, der ofte udsendes fra ustabile atomkerner sammen med beta-partikler. Selvom de er en type foton, der bærer lysenergi som normalt synligt lys, har en gammafoton 10.000 gange mere energi end en standard hvidt lysfoton. Disse emissioner har ingen masse som alfapartikler, og de kan rejse store afstande, før de mister deres energiske ladning. Selvom de ofte klassificeres med røntgenstråler, udsendes gammastråler af atomkernen, mens røntgenstråler udsendes af elektronskaller omkring et atom.
Ioniserende strålingsbestemmelser begrænser strenge eksponeringsniveauer for gammastråler, skønt de forekommer naturligt i lave niveauer og produceres af isotopen af kalium-40, der findes i jord, vand og fødevarer, der er højt i elementet kalium. Industrielle anvendelser til gammastråling inkluderer udøvelse af radiografi til kortlægning af revner og hulrum i svejste dele og metalkompositter, såsom i højhastighedsstrålemotorturbiner til fly. Stråling fra gammastråler betragtes langt den mest farlige form for stråling til levende ting i store doser, og det er blevet antaget, at hvis en gammastråle stjerne 8.000 lysår fra Jorden skulle eksplodere, kunne det ødelægge halvdelen af Jordens ozonlag, hvilket gør eksponering for ioniserende stråling fra vores egen sol meget mere skadelig for menneskers sundhed.