Hva er naturlig radioaktivitet?

Begrepet "naturlig radioaktivitet" refererer til hvilken som helst kilde til radioaktivitet som ikke er menneskeskapt. Viktige kilder til naturlig radioaktivitet inkluderer kosmisk stråling, landstråling og stråling fra materiale i menneskekroppen. Selv om de høye nivåene av stråling produsert av menneskeskapte enheter dreper menneskelige celler og kan forårsake kreft, har det ikke vist seg at de lave nivåene som forekommer naturlig har skadelige helseeffekter. Hvert menneske mottar i gjennomsnitt 2,4 millisievert (mSv) naturlig stråling per år, selv om denne mengden varierer basert på geografisk beliggenhet og okkupasjon.

Kosmisk stråling består av subatomære partikler fra det ytre rom, for det meste protoner og hydrogenkjerner. Solen avgir også stråling under solstikk. Når disse ladede partiklene kommer inn i jordas atmosfære, kolliderer de med atmosfæriske atomer og molekyler for å skape andre typer subatomære partikler og radioaktive isotoper, inkludert karbon-14.

Et gitt elements isotoper vil ha protoner med samme antall, men antallet nøytroner vil være forskjellig. Carbon-14 har en kjerne som inneholder 6 protoner og 8 nøytroner, og utgjør totalt 14 kjernefysiske partikler. Denne isotopen er radioaktiv, noe som betyr at den spontant gjennomgår forfall og avgir partikler. Karbon-14 sender ut et elektron for å råtne ned i den stabile isotop nitrogen-14 over en bestemt tidsperiode. Materialer som inneholder karbon-14 kan plasseres i geologisk tid ved å bruke en prosess kjent som radiokarbon-datering, hvor mengden karbon-14 i materialet brukes til å bestemme dens alder.

Terrestrisk stråling er den andre viktigste kilden til naturlig radioaktivitet. Denne strålingen kommer fra isotoper av karbon og kalium, så vel som thorium og uran, som kan finnes i jord, bergarter eller vann. De to sistnevnte isotoper forfaller til radon og radium, som er ekstremt radioaktive, men sjeldne. Deres forfallshastighet er også ganske lang - for eksempel har uran-238 en halveringstid på 4,5 milliarder år, noe som betyr at det tar 4,5 milliarder år før en gitt mengde av stoffet reduseres gjennom forfall med halvparten. Den lange halveringstiden for uran gjør sin effekt på mennesker ubetydelig.

I tillegg til land- og kosmiske kilder til naturlig radioaktivitet, produserer stoffer i menneskekroppen også stråling. Utvalget av radioaktive isotoper som finnes i menneskekroppen har en jordkilde, siden de har blitt inntatt gjennom mat, vann eller luft. De inkluderer karbon-14, kalium-40, uran, thorium, radium og noen andre. Konsentrasjonen av disse stoffene er for det meste ganske lav, med den høyeste er konsentrasjonen av karbon og kalium.

Hvor mye naturlig radioaktivitet en person får, avhenger av geografisk beliggenhet. Enkelte områder inneholder jord som er beriket med en bestemt isotop på grunn av mineralforekomster eller organiske prosesser. For eksempel kan våtmarker inneholde mer uran på grunn av forfall av organisk materiale som inneholder dette elementet. Områder med høyere høyde har en tendens til å motta mer kosmisk stråling, siden de er høyere i atmosfæren. Astronauter og piloter mottar mer kosmisk stråling på daglig basis enn den gjennomsnittlige personen av samme grunn.