Hvad er naturlig radioaktivitet?
Udtrykket "naturlig radioaktivitet" henviser til enhver kilde til radioaktivitet, der ikke er menneskeskabt. Største kilder til naturlig radioaktivitet inkluderer kosmisk stråling, jordbunden stråling og stråling fra materiale i den menneskelige krop. Mens de høje niveauer af stråling, der er produceret af menneskeskabte apparater, dræber menneskelige celler og kan forårsage kræft, er det ikke konstateret, at de lave niveauer, der forekommer naturligt, har skadelige sundhedseffekter. Hvert menneske modtager i gennemsnit 2,4 millisievert (mSv) naturlig stråling om året, skønt denne mængde varierer afhængigt af geografisk placering og besættelse.
Kosmisk stråling består af subatomære partikler fra det ydre rum, for det meste protoner og brintkerner. Solen udsender også stråling under solens brænding. Når disse ladede partikler kommer ind i Jordens atmosfære, kolliderer de med atmosfæriske atomer og molekyler for at skabe andre typer subatomære partikler og radioaktive isotoper, herunder carbon-14.
Et givet elements isotoper vil have protoner med samme antal, men antallet af neutroner vil være anderledes. Carbon-14 har en kerne, der indeholder 6 protoner og 8 neutroner, hvilket udgør i alt 14 kernepartikler. Denne isotop er radioaktiv, hvilket betyder, at den spontant gennemgår forfald og udsender partikler. Carbon-14 udsender et elektron til at henfalde ned i den stabile isotop nitrogen-14 over et bestemt tidsrum. Materialer, der indeholder carbon-14, kan placeres i geologisk tid ved hjælp af en proces, der kaldes radiocarbon-datering, hvor mængden af carbon-14 i materialet bruges til at bestemme dets alder.
Terrestrisk stråling er den anden vigtigste kilde til naturlig radioaktivitet. Denne stråling kommer fra isotoper af kulstof og kalium samt thorium og uran, som kan findes i jord, klipper eller vand. De sidstnævnte to isotoper nedbrydes til radon og radium, som er ekstremt radioaktive, dog sjældne. Deres henfaldshastighed er også ret lang - for eksempel har uran-238 en halveringstid på 4,5 milliarder år, hvilket betyder, at det tager 4,5 milliarder år for en given mængde af stoffet at blive reduceret gennem forfald med halvdelen. Den lange halveringstid for uran gør dens virkning på mennesker ubetydelig.
Foruden jordbaserede og kosmiske kilder til naturlig radioaktivitet producerer stoffer i den menneskelige krop også stråling. Mængden af radioaktive isotoper, der findes i den menneskelige krop, har en jordkilde, da de er blevet indtaget gennem mad, vand eller luft. De inkluderer carbon-14, kalium-40, uranium, thorium, radium og nogle andre. Koncentrationerne af disse stoffer er for det meste ret lave, hvor den højeste er koncentrationer af kulstof og kalium.
Mængden af naturlig radioaktivitet, en person får, afhænger af den geografiske placering. Visse områder indeholder jord, der er beriget med en bestemt isotop på grund af mineralaflejringer eller organiske processer. For eksempel kan vådområder indeholde mere uran på grund af henfald af organisk materiale, der indeholder dette element. Områder med højere højde har en tendens til at modtage mere kosmisk stråling, da de er højere i atmosfæren. Astronauter og piloter modtager mere kosmisk stråling på daglig basis end den gennemsnitlige person af samme grund.