Natuurlijke radioactieve straling

Iedereen heeft het woord radioactieve straling al gehoord. Het is een vernietigende kracht die je niet kan zien, horen of voelen. Ook associëren mensen dit woord met kanker. Als we even terug kijken naar de zware aardbeving in Japan en het ongeluk in Fukushima, weten we dat kerncentrales die elektrische stroom opwekken bijzonder gevaarlijk kunnen zijn. Maar radioactieve straling is niet altijd zo gevaarlijk. Het komt ook voor in de natuur, de natuurlijke radioactieve straling genoemd. De term 'radioactieve straling' wordt veel gebruikt, maar is eigenlijk onjuist. De stof zelf is radioactief, de straling niet.

Onderzoek naar natuurlijke radioactieve straling

Eind 19de eeuw onderzochten de wetenschappers Pierre Curie, Marie Curie, Rutherford en Soddy natuurlijke radioactieve straling. Ze deden verschillende soorten onderzoeken en kwamen tot het besluit dat er drie soorten radioactieve straling bestond. De alfastraling (α), de betastraling (β) en de gammastraling (γ) werden ze genoemd.

Natuurlijke radioactieve straling wordt veroorzaakt door een onstabiele atoomkern. De onstabiel atoomkern ontstaat wanneer de atoomkern te weinig of te veel neutronen heeft. Door deze onstabiliteit zal de atoomkern gaan vervallen. Een atoomkern vervalt door een klein deeltje weg te schieten (om zichzelf in evenwicht te brengen). Het weggeschoten deeltje is natuurlijke radioactieve straling.

Soorten radioactieve straling

Onder de weggeschoten deeltjes onderscheiden we dus 3 verschillende soorten stralingen: de alfastraling, de betastraling en de gammastraling. De onstabiele atoomkern die een deeltje wegschiet, zal uiteenvallen of desintegreren. Dit wil zeggen dat de atoomkern zal veranderen/transformeren in een andere atoomkern. Deze actie van de atoomkern wordt ook wel transmutatie genoemd.

α-straling (alfa)

Wanneer een onstabiele atoomkern een α-deeltje weg schiet, zal hij in één geheel 2 protonen en 2 neutronen wegschieten. Het α-deeltje komt overeen met een He-kern. De α-vervalreactie veroorzaakt bij de onstabiele atoomkern een afname van 2 eenheden (2 protonen) van het atoomnummer. Ook zal de alfa-vervalreactie een afname van 4 eenheden (4 kerndeeltjes, 2 protonen en 2 neutronen) bij het massagetal veroorzaken.

β-straling (beta)

Bij betastraling stellen we vast dat de onstabiele atoomkern een elektron uitstraalt. Een beta-deeltje is dus een elektron. In de atoomkern treedt er een reactie op. Een neutron uit de kern transformeert in een proton en een elektron. Deze elektron wordt dan uitgestraald. Door het veranderen van een neutron in een proton zal het atoomnummer stijgen met 1 eenheid (1 proton). Door de β-vervalreactie zal het atoomnummer dus stijgen met 1 eenheid, het massagetal blijft hetzelfde.

γ-straling (gamma)

Bij gammastraling wordt er uit de onstabiele atoomkern geen deeltje uitgestraald. Wel wordt er een elektromagnetische golf uitgestraald. Een elektromagnetische golf is te vergelijken met een bundel energie. Het heeft geen massa en geen lading. Voorbeelden van een elektromagnetische golf is licht, UV-stralen, röntgenstraling,... Gamma-straling komt nooit alleen voor. Het treedt samen met alfa-straling of beta-straling op. Het overtollige energie bij een alfa- of betastraling wordt afgestaan door de gamma-straling.