RØNTGENSTRÅLING oppdages, 8. nov RADIOAKTIVITET oppdages 1. mars 1896

Transkript

1

2 William Conrad Röntgen ( ) RØNTGENSTRÅLING oppdages, 8. nov 1895 Nobelpris, fysikk, 1901 in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery of the remarkable rays subsequently named after him Antoine Henri Becquerel ( ) RADIOAKTIVITET oppdages 1. mars 1896 Nobelpris, fysikk, 1903 in recognition of the extraordinary services he has rendered by his discovery of spontaneous radioactivity

3 Marie Sklodowska Curie ( Pierre Curie Radium & Polonium, 1898 Nobelpris, fysikk, 1903 (MSC, PC) "in recognition of the extraordinary services they have rendered by their joint researches on the radiation phenomena discovered by Professor Henri Becquerel". Nobelpris, kjemi, 1911 (MSC) "in recognition of her services to the advancement of chemistry by the discovery of the elements radium and polonium, by the isolation of radium and the study of the nature and compounds of this remarkable element.

4 IONISERENDE STRÅLING tilstrekkelig Energy til å ionisere typisk > 30 ev Elektromagnetisk (fotoner; gamma, røntgen) Partikkel (alfa/heliumkjerne, beta/elektron/positron, nøytron, protoner, tyngre kjerner) Direkte ioniserende (stråling som fører ladningladde; alfa, beta, tyngre ioner) Indirekte ioniserende (foton, nøytron) Naturlig (kosmisk, internt i kroppen, bakken, radon + medisinsk) Antropogen ( kunstige iostoper; bombetester, kjernereaktorer)

5 Desintergrasjon / radioaktivt henfall ustabilt n/p forhold RADIOAKTIVE FAMILIER Neptunium (Bi 209 T 1/2 = 2, ) Uran actinium (U 235 T 1/2 = 2, ) Uran radium (U 238 T 1/2 = 4, ) Thorium (Th 232 T 1/2 = 1, ) Halveringstid T 1/2 7. T 1/2 < 1% rest ISOTOP samme grunnstoff samme antall protoner ulikt antall nøytroner

6 C 14 K 40 C12 / C13 / C % / 1.11% / % K 39 / K 40 / K 41 93,1 % / 0,0118 % / 6,88% T 1/2 = 5730 år T 1/2 = 1, år K 40 Ar 40 + γ 11% elektron innfanging (EC) K 40 Ca 40 + β 89% beta decay

7 A Z A Z M M + α 2n+ 2p α A 4 2+ Z 2 + M M + β n p + e A Z A p n+ e A + ZM Z 1 M + β mer stabilt n/p forhold oppnås ved utsendelse av stråling α β γ

8 Alpha stråling α Heliumkjerner He 2+ Karakteristisk energi for gitt isotop (typisk 4 7 MeV) Kort rekkevidde (cm i luft, micrometer i vev og vann) Høy LET (Linear Energy Transfer) Taper energi ved støtprosesser Energiavsetning i spor (følger Bethe Bloch) de dx 2 z iρ 2 v

9 Beta stråling Elektron (β ) eller Positron (β + ) Dannelse i kjernen n p+ e+ ν p n+ e+ ν β alltid med antinøytrino β + alltid med nøytrino β energien varierer total energien = β+ν = konstant Rekkvidden lengre for β enn for α (m i luft, millimeter i vev og vann) Lav LET Energiavsetning spor støtprosesser (Bethe Bloch) Bremsestråling Cs Ba + β + ν + γ

10 (Gamma) γ stråling Elektromagnetisk stråling γ utsending alltid sammen med alfa eller beta (aldri aleine) de eksitasjon av eksitert datterprodukt Karakteristisk energi for gitt isotop (typisk 0,1 1,5 MeV) Rekkevidden er svært gjennomtrengelig (cm dm i bly og betong, cm m i vann) Intensiteten avtar eksponentielt i materie ( ) 0 I x = I ie μ x

11 VÅR STRÅLENDE HVERDAG Kosmisk ekstern kosmisk stråling Kroppen intern bestråling (bl.a.c 14, og K 40) Bakken ekstern bestråling fra naturlige forekomster av radioaktive stoffer Radon intern bestråling fra naturlig forekommende radon gass + Medisinsk bruk av stråling ekstern og intern diagnostikk, ikke terapi inkludert Radioaktivt nedfall ekstern og intern bombesprengninger og reaktorutslipp

12 Kunstige radioaktive isotoper Al+ He P+ n Fosfor P ca 200 man-made isotoper 1949 ca over 1500 for Medisinskbruk Irridium Ir 192 T 1/2 = 74 d Brachyterapi C 11, N 13, O 15, F 18 PET min T 1/2 Fisjonsprodukt Iod I 131 T ½ = 8 dager β, γ Cesium Cs 137 T ½ = 30 år β, γ Stontium Sr 90 T ½ = 30 år β Irène Joliot-Curie ( ) Frédéric Joliot-Curie ( ) Nobelprisen, kjemi, 1935 "in recognition of their synthesis of new radioactive elements

13 Viktige begrep og uttrykk Aktivitet (A) A = dn/dt = λn Bq=1/s (1 desint. /sek) Ci = aktivitetn til 1gram Radium Spesifikk aktivitet A = dn/dt = λn N=N 0 e λt Desintegrasjonskonstanten (λ) T ½ λ=ln2 Halveringstid Fysisk Biologisk T ½ t f t b Effektiv t eff 1/ t f + 1/ t b = 1/ t eff Absorbert dose Gy 1J/kg Ekvivalent dose Sv 1J/kg w R (strålingsvektfaktor) Effektiv dose Sv 1J/kg w R, w O (organvektfaktor)

14 ENERGIAVSETNING i MATERIE Elektroner (β) Fotoner (X ray, γ) α partikkel tyngre ladde kjerner

15 γ-type jmf effektiv dose α-type β-type