Radioaktivitet 1 Isotoper og henfald

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. + Positivt ladet kerne Negativt ladet elektron www.jcvu.dk/bioanalytiker 2. april 2017

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. + Proton; p Neutron; n www.jcvu.dk/bioanalytiker 2. april 2017

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 2. april 2017

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 2. april 2017

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 2. april 2017

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 2. april 2017

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 2. april 2017

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 2. april 2017

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 2. april 2017