– slår løs elektroner i kroppen din

Atomer er overalt, og de aller fleste er stabile. Kjernen i et hydrogenatom består av et proton uavhengig av om det inngår i en kjemisk forbindelse eller spaltes ut fra et karbohydrat. Men noen atomkjerner er ustabile og kan endre atomkjernen spontant. Da kaller vi dem radioaktive. Radioaktive atomkjerner er også overalt! Ordet radio kommer fra radiere, som betyr «å sende ut stråler».

For å oppnå en stabil tilstand sender de radioaktive atomkjernene ut energi i form av elektromagnetisk stråling eller partikler. Energien er så høy at den kan slå løs elektroner fra atomer i kroppen din. Derfor kaller vi strålingen ioniserende. Noen kaller stråling fra radioaktive kilder for «radioaktiv stråling». Dette er misvisende, for selve strålingen er ikke radioaktiv. Atomkjernene er radioaktive. Strålingen er ioniserende.

Radioaktive atomkjerner

Radioaktive atomkjerner er ustabile. De sender ut ioniserende stråling. Ioniserende stråling kan slå løs elektroner fra atomer i kroppen vår.

Stråling fra atomkjerner er en slags «naturlig» ioniserende stråling. Det er tre typer naturlig ioniserende stråling fra radioaktive isotoper:

• 1) Alfastråling

• 2) Betastråling

• 3) Gammastråling

Ioniserende stråling har mange anvendelser, spesielt i helsevesenet. Derfor lager vi også ioniserende stråling. Røntgenstråling er ioniserende elektromagnetisk stråling som vi lager i et røntgenrør. I partikkelakseleratorer kan vi lage ioniserende stråling ved å akselerere ladde partikler, for eksempel elektroner, protoner eller karbonkjerner. Strålingen er da partikler i høy fart.

EKSEMPEL 1Side 232

20 år fra oppdagelsen av radioaktivitet til man skjønte hva det var

Franskmannen Henri Becquerel (1852–1908) oppdaget radioaktiviteten i 1896. Han gjorde forsøk med mineraler som inneholdt grunnstoffet uran (U). I forsøkene fant han ut at uranholdige mineraler sender ut stråling. Strålingen trengte gjennom både papir og metall. På den tiden var det ingen som kjente til noen form for stråling som hadde denne egenskapen.

Ekteparet Marie Curie (1867–1934) og Pierre Curie (1859–1906) fortsatte undersøkelsene til Becquerel ved å studere en rekke mineraler for å finne andre stoffer som sendte ut denne strålingen. Fra uranmineralet klarte ekteparet Curie å isolere to ukjente grunnstoffer som sendte ut samme type stråling som uran. De to grunnstoffene ble kalt radium (Ra) og polonium (Po).

Det tok tjue år før forskere fant årsaken til strålene og fant ut hva slags stråler det var. Årsaken er endringer i atomkjernene til det radioaktive stoffet. Selv om 99,999 % av alle atomkjernene på jorda er stabile og aldri vil forandre seg, så er det noen ganske få atomkjerner som er ustabile. Disse atomkjernene sender ut stråling.

Nobelpriser

I 1903 fikk Marie Curie, Pierre Curie og Henri Becquerel nobelprisen i fysikk. Åtte år senere fikk Marie Curie nobelprisen i kjemi for å ha isolert radium. Hun ble ikke bare den første kvinnen som fikk nobelprisen, men også den første personen som fikk den to ganger. Datteren deres, Irene, mottok nobelprisen i kjemi sammen med sin mann i 1935. En bemerkelsesverdig familie, kan man si.

Under arbeidet i laboratoriet ble Marie Curie utsatt for stråledoser som i dag blir regnet som svært store. Til tross for at hun nok var klar over hvilken risiko forskningen innebar, fortsatte hun sitt banebrytende arbeid. Marie Curie døde av kreft i 1934. På bildet ser du Marie og Pierre Curie med datteren Irene mellom seg.

¹u står for atomære enheter (atomic unit). Massen til et proton og et nøytron er 1 u. Elektronet er mye lettere.

Isotoper – samme grunnstoff, men ikke samme nøytrontall

Nesten hele massen til atomet er samlet i en kompakt atomkjerne. Alle atomer med det samme antallet protoner i kjernen tilhører samme grunnstoff, de har samme atomnummer. Antallet nøytroner i grunnstoffet kan derimot variere. Da sier vi at grunnstoffet har forskjellige isotoper.

Alle atomene i grunnstoffet karbon (C) har for eksempel seks protoner i kjernen. Noen karbonatomer har seks nøytroner i kjernen, noen har sju og noen åtte. Vi sier at karbon har tre isotoper:

Navnsetting og skrivemåter for isotoper

Protonene og nøytronene har fått fellesnavnet nukleoner (kjernepartikler). For å skille isotopene til et grunnstoff fra hverandre angir vi summen av antallet protoner og antallet nøytroner som en del av grunnstoffnavnet. Dette nukleontallet angir dermed hvor mange partikler det totalt er i kjernen. Noen grunnstoffer har isotoper med en fordeling av protoner og nøytroner i atomkjernen som gjør dem radioaktive.

Vi navnsetter de ulike isotopene ved å plassere nukleontallet til atomkjernen bak grunnstoffnavnet. Karbonisotopen med seks protoner og seks nøytroner (6 + 6 = 12) heter karbon-12. Ofte skriver vi det som C-12. C-en forteller oss at det er karbon. I periodesystemet kan vi se at karbon er grunnstoff nummer seks og derfor har seks protoner i kjernen. 12-tallet forteller oss at det er 12 nukleoner, altså 12 partikler, i kjernen. Vi kan også skrive det slik: 12  6C. Tallet oppe til venstre er nukleontallet. Tallet nede til venstre blir kalt ladningstallet til atomkjernen og angir at det er 6 positive ladninger. For atomkjerner er ladningstallet det samme som protontallet og atomnummeret. Atomnummeret til karbon er altså seks.

Karbon-13 er en karbonisotop med seks protoner og sju nøytroner (6 + 7 = 13). Karbon-14 har seks protoner og åtte nøytroner (6 + 8 = 14).Side 234

Karbon-14 er forskjellig fra de andre karbonisotopene; atomkjernen i denne karbonisotopen er ustabil. Den er en radioaktiv atomkjerne.

NB!

Isotoper og radioaktive isotoper

·       I isotoper av et grunnstoff varierer antallet nøytroner i kjernen (men antallet protoner er det samme).

·       Noen isotoper er ustabile. De sender ut stråling fra atomkjernen; vi sier at de er radioaktive.