Radioactiviteit? Een natuurlijk fenomeen!

Radioactiviteit? Een natuurlijk fenomeen!

Ken jij dr. Robert Bruce Banner? Waarschijnlijk is je antwoord op deze vraag “nee”. En de 'Ongelooflijke Hulk', die supergespierde reus met zijn prachtige groene kleur? Weet je nu over wie we het hebben? In werkelijkheid zijn deze twee denkbeeldige personages een en dezelfde persoon. De arme dr. Banner verandert immers in de 'Ongelooflijke Hulk', een superheld van het Marvel Universum, nadat hij per ongeluk blootgesteld werd aan de gammastralen die vrijkwamen bij een nucleaire explosie. En als de superheld waarin hij verandert na zijn blootstelling aan de straling, redt hij vervolgens de ene na de andere stakker uit een benarde situatie ...

Sciencefiction? Absoluut! Maar wat de gammastralen betreft, hebben de Amerikaanse scenaristen van de ongelooflijke reus het bij het rechte eind.

Ja, bij een nucleaire explosie komen er gammastralen vrij. Met andere woorden: er wordt radioactiviteit gecreëerd. En bij een bom is dat natuurlijk hevig en bijzonder gevaarlijk. Ontdek hieronder wat gammastralen eigenlijk zijn. Je kunt er beter ver vandaan blijven!

Een 'verlichte' Franse ontdekking

Tot zover de fictie. Maar wist je dat radioactiviteit in de eerste plaats een natuurlijk fenomeen is? En dat ze pas 120 jaar geleden ontdekt werd?

In 1896 ontdekte Henri Becquerel, een Franse fysicus, de radioactiviteit. In zijn laboratorium bestudeerde hij eigenlijk fosforescentie. Zoals we weten, geven fosforescente stoffen licht in het donker na blootstelling aan licht (ga ook het artikel over bioluminescentie lezen).

Henri Becquerel dacht dat deze fosforescentie kon “inwerken op fotografische platen”, zoals licht dat doet. Hij voerde dus experimenten uit met fotografische platen, die verpakt waren in zwart papier en die hij in contact bracht met verschillende fosforescente materialen. Daarna bestudeerde hij de fotografische platen. Maar er was niets op te zien! ... Behalve wanneer de platen, die dus geen daglicht zagen, in contact kwamen met andere vormen van uranium. In dat geval werden de fotografische platen als bij wonder bedrukt!

Een Nobelprijs voor de ouders van de 'spontane radioactiviteit'

Becquerel begreep dat uranium zijn eigen straling uitzond, een straling die tot dan nog onbekend was. En dat die straling sterk genoeg was om in te werken op de fotografische plaat.

Marie Curie interesseerde zich ook voor dat soort fenomenen. Samen met haar man, Pierre Curie, identificeerde ze enkele chemische elementen die dat soort straling konden uitzenden: polonium en radium (ga ook het artikel over Marie Curie lezen).

In 1903 deelden Pierre en Marie Curie, maar ook Henri Becquerel, trouwens de Nobelprijs voor Natuurkunde voor de ontdekking van deze 'spontane radioactiviteit'.

Daarna werd een meeteenheid die de activiteit van een radioactieve bron meet, naar Becquerel genoemd. De eenheid 'becquerel' meet het aantal uiteenvallende atoomkernen per seconde ...

Wil je meer weten? Dan klik hier.

Radioactiviteit is dus een natuurlijk fysisch fenomeen. Waar komt ze vandaan? Ze ontstaat door het uit elkaar vallen van onstabiele atoomkernen … Inderdaad, niet alle chemische elementen in de natuur zijn stabiel!  Ze worden 'radionucliden' genoemd.

Wanneer ze uit elkaar vallen, veranderen deze radionucliden in andere chemische elementen. Tijdens deze transformatie stoot het atoom zijn overtollige energie uit in de vorm van onzichtbare straling: dat is radioactiviteit.

Er bestaan drie soorten atoomverval: alfa, beta en gamma. En evenveel soorten straling, met verschillende eigenschappen.

ALFA

Alfaverval brengt de uitstoot van … alfastraling met zich mee. Alfastraling wordt uitgestoten door atomen die te veel protonen of neutronen hebben. Deze straling neemt de vorm aan van een atoomkern van helium, samengesteld uit twee protonen en twee neutronen. Dat noemt men het alfadeeltje. Zijn draagwijdte in de lucht is amper een paar centimeter, en je kan het tegenhouden met een blad papier.

Een voorbeeld?  De kern van radium-226 zet zich om in radon-222. De vier ontbrekende atoommassa's, die uitgestoten worden in de vorm van straling, vormen dus een alfadeeltje.

BETA

Betaverval brengt dus de uitstoot van … betastraling met zich mee. Dit gebeurt in instabiele kernen waar er een te groot verschil is tussen het aantal protonen en neutronen. De straling is hier samengesteld uit een elektron en een anti-elektron. Goed, hier zullen we niet over doordrammen. Wat je moet onthouden, is dat betastraling een draagwijdte van enkele meters heeft en dat ze tegengehouden kan worden door een aluminium plaat.

GAMMA

Tot slot hebben we gammastraling. Dat is de straling met de meeste energie van allemaal. Hier is de uitgestoten straling een soort van superkrachtige röntgenstraal. Het is de krachtigste van de drie. Om gammastraling tegen te houden, is een betonnen of loden muur nodig van meer dan een meter dik!

 

Het te bereiken doel: stabiliteit

Wat gebeurt er met de radioactieve atomen? Ze doen andere atomen onstaan … die op hun beurt ook radioactief zijn. Maar omdat ze vervallen, worden ze na verloop van tijd stabiele elementen. Neem nu het voorbeeld van uranium-238. Het doorloopt verschillende fases na elkaar (thorium-234, uranium-234, radium-226, enz.) en bereikt uiteindelijk de stabiele vorm lood-226. Dat duurt helaas behoorlijk lang. Uranium-238 is zelfs de kampioen in alle categorieën op dit vlak. Het duurt miljarden jaren (4,5 om precies te zijn) voor zijn radioactiviteit met de helft verminderd is!

En jij, geef jij licht in het donker?

Wist je trouwens dat ook jij - je lichaam, tenminste - voortdurend radioactiviteit uitstoot? Geen paniek! Ze is erg zwak. En in werkelijkheid ontstaat deze radioactiviteit vooral door het voedsel dat je opeet. Bepaalde atomen in voedingsmiddelen zijn immers (heel licht!) radioactief. Het gaat dan vooral om kalium-40 en koolstof-14. Een volwassene die 70 kilo weegt, stoot elke seconde zo'n 8.000 becquerel uit, voornamelijk in de vorm van betastraling.

Maar de eenheid is erg klein, dus is er geen vuiltje aan de lucht. Anders zou je niet voor je scherm zitten om dit artikel te lezen!

Enkele nuttige toepassingen van radioactiviteit

Sinds Marie Curie en Henri Becquerel heeft de mens geleerd om atoomenergie te beheersen en te gebruiken voor zijn eigen belang. Zo is ze bijvoorbeeld nuttig voor:

- de productie van elektriciteit
- het vaststellen van verschillende ziektes en de behandeling van kankers
- het bestuderen van de geschiedenis van de aarde
- het dateren van voorwerpen en kunstwerken
- De sterilisatie van bepaalde voedingsmiddelen tegen ongewenste bacteriën
- het controleren van materialen zonder ze te vernietigen

Reageer

Fijn dat je van je laat horen!