Vad är naturlig radioaktivitet?
Uttrycket "naturlig radioaktivitet" avser någon källa till radioaktivitet som inte är av människan. Viktiga källor till naturlig radioaktivitet inkluderar kosmisk strålning, markstrålning och strålning från material i människokroppen. Medan de höga strålningsnivåerna som produceras av människan tillverkade enheter dödar mänskliga celler och kan orsaka cancer, har de låga nivåerna som förekommer naturligtvis inte visat sig ha några negativa hälsoeffekter. Varje människa får i genomsnitt 2,4 millisievert (mSv) naturlig strålning per år, även om denna mängd varierar beroende på geografisk plats och ockupation.
Kosmisk strålning består av subatomära partiklar från yttre rymden, mestadels protoner och vätekärnor. Solen avger också strålning under solstolar. När dessa laddade partiklar kommer in i jordens atmosfär, kolliderar de med atmosfäriska atomer och molekyler för att skapa andra typer av subatomära partiklar och radioaktiva isotoper, inklusive kol-14.
Ett givet elements isotoper kommer att ha protoner med samma antal, men antalet neutroner kommer att vara annorlunda. Kol-14 har en kärna som innehåller 6 protoner och 8 neutroner, vilket utgör totalt 14 kärnpartiklar. Denna isotop är radioaktiv, vilket innebär att den spontant genomgår sönderfall och avger partiklar. Kol-14 avger en elektron som sönderfaller i den stabila isotopen kväve-14 under en viss tidsperiod. Material som innehåller kol-14 kan placeras under geologisk tid med hjälp av en process som kallas radiokolonnatering, i vilken mängden kol-14 i materialet används för att bestämma dess ålder.
Terrestrisk strålning är den andra huvudsakliga källan till naturlig radioaktivitet. Denna strålning kommer från isotoper av kol och kalium, samt thorium och uran, som kan finnas i jord, stenar eller vatten. De senare två isotoperna förfaller till radon och radium, som är extremt radioaktiva, men sällsynta. Deras sönderfallshastighet är också ganska lång - till exempel har uran-238 en halveringstid på 4,5 miljarder år, vilket innebär att det tar 4,5 miljarder år för en viss mängd av ämnet att reduceras genom förfall med hälften. Den långa halveringstiden för uran gör dess effekt på människor försumbar.
Förutom terrestriska och kosmiska källor till naturlig radioaktivitet producerar ämnen i människokroppen strålning. Utbudet av radioaktiva isotoper som finns i människokroppen har en jordkälla eftersom de har intagits genom mat, vatten eller luft. De inkluderar kol-14, kalium-40, uran, thorium, radium och några andra. Koncentrationerna av dessa ämnen är till största delen ganska låga, med den högsta är kol- och kalium.
Mängden naturlig radioaktivitet som en person får beror på geografiskt läge. Vissa områden innehåller jordar berikade med en viss isotop på grund av mineralavlagringar eller organiska processer. Till exempel kan våtmarker innehålla mer uran på grund av sönderfallet av organiskt material som innehåller detta element. Områden med högre höjd tenderar att få mer kosmisk strålning eftersom de är högre i atmosfären. Astronauter och piloter får mer kosmisk strålning dagligen än den genomsnittliga personen av samma anledning.