Transcript 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.

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
31. oktober 2015
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
31. oktober 2015
Notation
•
Følgende notation anvendes når vi skal specificere en
atomkerne:
A
Z
X
•
•
•
•
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:
–
17
8
O
–
18
8
O
23
– 11 Na
•
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
31. oktober 2015
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
31. oktober 2015
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
31. oktober 2015
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
A228
4
Z 90
2
X
Y  He
U
 Th
He
A
232
Z92
www.jcvu.dk/bioanalytiker
44
22
31. oktober 2015
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.
+
-
+
+
+
+
X
 Xe
Y  e 
I
A
131
Z
53
www.jcvu.dk/bioanalytiker
131 A
Z 1
54
0
11
31. oktober 2015
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.
+
+
+
+
+
+
 O
XF
Y  e 
A18
Z9
www.jcvu.dk/bioanalytiker
18
A
Z 81
0
1
31. oktober 2015
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.
+
+
+
-
+
TcX 
 Tc
X 
99 A m*
43 Z
www.jcvu.dk/bioanalytiker
99A
43
Z
31. oktober 2015