Stråling

STRÅLING Hvad er stråling?

Hvilke typer stråling findes der?

Hvad er ioniserende stråling?

Bølgelængder og frekvens? Og kan man overhovedet kalde alfa- og betastråling for stråling?

Bliv klogere på stråling med dette e-magasin

Hvad er stråling?

Stråling er et vidt begreb, og der findes mange forskellige typer. Men hvad er stråling egentlig? Når man hører stråling, kommer man automatisk til at forbinde det med kernekraftværker og atombomber. Men stråling er meget mere end det. Stråling giver liv og tager liv, og forskellige typer af stråling har forskellige evner. Der findes synlig stråling og usynlig stråling, skadelig stråling og uskadelig stråling, langsom stråling og hurtig stråling. Stråling er både alfa, beta og gamma, men også lys, varme og radio.

Hvad er elektromagnetisk stråling?

Elektromagnetisk stråling beskriver ultrahurtig stråling, og udgøres af alle de strålingstyper der har en hastighed på 3.0 · 108 m/s, hvilket svarer til lysets hastighed.

Radio, mikrobølger, infrarødt lys, synligt lys, ultraviolet lys, røntgen- og gammastråler er eksempler på elektromagnetisk stråling.

Rækkefølgen ovenover er fra strålingstypen med den største bølgelængden til strålingstypen med den korteste bølgelængde.

Det elektromagnetiske spektrum beskriver de forskellige typer af elektromagnetisk stråling.

Kun en lille del af den elektromagnetiske stråling er synlig. Meget af strålingen er ikke synlig, men alligevel må man tro på at strålingen findes. Når strålingen ikke kan ses med det blotte øje, ved man at den eksisterer, fordi man kan måle effekter af strålingen.

Men selvom de forskellige typer elektromagnetisk stråling minder om hinanden, er de også meget forskellige. Deres frekvens og deres bølgelængder varierer meget. I den ene ende af spektret har man radiobølger med en bølgelængde på flere kilometer, og i den modsatte ende, befinder gamma-stråling sig, som har en bølgelængde ned til 10 i -16 potens af en meter.

Stråling med en meget høj frekvens og en kort bølgelængde, har nemmere ved at gå igennem ting.

Gammastråling kan ikke stoppes.

Hvad betyder bølgelængder og frekvens?

Bølgelængde er afstanden målt mellem to punkter på samme fase i en strålingstype. Det kan være afstanden fra bølgekurvens top til bølgekurven næste gang topper. Man kan altså sige det er afstanden mellem hver bølgetop.

Bølgelængde hænger sammen med bølgens frekvens og hastighed.

Bølgens hastighed = bølgelængde x frekvens Bølgelængde = Bølgelængden/frekvens Frekvens = Bølgens hastighed/bølgelængde

Denne sammenhæng, kan hjælpe med at finde informationer om strålers evner. I det elektromagnetiske spektrum ligger radiobølger i den lave ende, da de har en meget lang bølgelængde og en lav frekvens og gammastråling ligger øverst på skalaen, da gammastrålingens bølgelængde er kort og frekvensen er utroligt høj, og gør den i stand til at trænge igennem næsten alt.

En høj frekvens giver en bedre evne til at trænge igennem forskellige ting. Det er det samme

problem

man

har

med

globalopvarmning. Solens kortbølgede stråler, med meget høj frekvens, trænger nemt igennem drivhusgasserne, men de infrarøde stråler jorden afgiver, når den bliver varmet op, kan ikke på samme måde trænge igennem drivhusgasserne, og bliver altså holdt tilbage.

De infrarøde stråler har nemlig en lav frekvens og en lang bølgelængde.

Ioniserende-stråling og gammastråling Ioniserende-stråling er de typer stråling, man skal frygte mest. Det er stråling, som er i stand til at ødelægge atomer og danne ioner, og også i stand til at ødelægge bindinger mellem molekyler. Dette er en farlig evne, specielt hvis strålingen kommer ind i kroppen.

Ioniserende-stråling virker ved at støde elektroner væk fra andre atomer, hvilket betyder, at det ramte atom mister en elektron og bliver en positiv ion.

Hvis kroppens celler begynder at mutere, fordi der bliver dannet ioner, som ikke eksisterer der naturligt, kan det få alvorlige konsekvenser for den bestrålede persons helbred.

Gammastrålingen ligger længst til højre på skalaen og har en høj frekvens og en kort bølgelængde. Det er radioaktiv stråling, som kan være meget skadelig, dog mindre skadelig end alfa og beta. Modsat alfa- og betastråling, som består af partikler, er gammastråling en form for u-synligt lys.

Gammastråling kan opstå på flere måder. Det observeres ofte i rummet, hvor det stammer fra kollapsede stjerner. På jorden opstår stråling i forbindelse med radioaktive henfald.

Gammastråling er fotoner der udsendes af kerner, der har et overskud af energi. Denne partikelkerne med overskydende mængder af energi, opstår ofte efter et alfa- eller betahenfald.

X-ray og

røntgenstråling X-stråler er en potentielt farlig type af ioniserende stråling, som hovedsageligt anvendes på hospitaler til at tage billeder af kroppens indre organer og knogler.

X-ray maskiner er faktisk ikke helt sikre. Hospitaler har strenge sikkerhedsforanstaltninger for at beskytte radiologer, der arbejder tæt på ioniserende stråling. Når et røntgenbillede bliver taget, er det faktisk ikke et billede af selve knoglerne.

Røngtenfotograferingen: Patienten bliver lagt på en sort plade.

Stråling bliver sendt igennem stedet der skal undersøges. Røntgenstrålingen vil passere lige igennem musklerne og tage et billede af den sorte baggrund. Men der hvor der er knogler og brusk, kan strålingen ikke komme igennem, og kan altså ikke tage et billede af den sorte baggrund. Det er altså det stråling, der ikke kommer igennem kroppen, som viser knoglerne.

Ultra-violet og synligt lys Ultra-violet stråling, forkortet UV-stråling, er usynlig stråling, som på mange måder kan være skadende for kroppen.

Synligt lys Det synlige lys, består af alle regnbuens farver. Det er stråling, som vi mennesker er i stand til at se med øjnene. Bølgelængderne ligger mellem 400 og 700 nanometer, og det synlige lys befinder sig dermed mellem det ultraviolet lys, og det infrarøde lys, på strålingsskalaen. De forskellige farver lys har forskellig frekvens og forskellig bølgelængde.

Der findes UV-A, UV-B og UV-C stråling.

Ozonlaget stopper det meste UV-B og stopper UV-C stråling helt. Men derimod trænger meget af UV-A stråling igennem. Det er UV-B og UV-C stråling som er mest skadelig. Så derfor er det heldigt at ozonlaget stopper det meste.

Dette gør astronomer i stand til at vurdere hvor langt væk forskellige galakser er. Den

UV-stråling er kortbølget-lys. Som har bølgelængder mellem 200 og 400 nanometer.

Så derfor er UV-stråling lige uden for området med synligt lys.

Både UV-stråling fra solen og UV-stråling fra kunstige kilder kan skade mennesker. Det kan forårsage skoldninger, rynker, øjenskader, påvirke immunforsvaret og medvirke kræft.

Derfor er det vigtigt, at man bruger solcreme og undgår så meget som muligt direkte kontakt med solen.

Bier, rejer, krabber, og visse fisk og fugle kan se UV-lys

vigtigste kilde til lys på jorden, er solen. Solen farver himlen blå, lader fotosyntesen fungere og gør himlen rød om aftenen, alt efter hvordan atmosfæren bryder solens lys. Så lyset der kommer fra solen ser hvidt ud, men i virkeligheden har det en masse forskellige farver. Med et diffraktivt gitter kan man spalte lyset, fordi de forskellige bølgelængder afbøjes på forskellige måder. Et diffraktivt filtre kan fx være vanddråber, og glaspyramider.

Infarødstråling, Mikrobølger og radiobølgerII Infrarødstråling kaldes også varmestråling. Alle varme legemer udsender infrarødstråling. Infrarødstråling har en stor bølgelængde og kan ikke ses af menneskeøjet.

Intensiteten af strålingen afhænger af legemets temperatur og farve. Man har opfundet metoder at fotografere det infrarøde lys, hvilket gør det muligt hurtigt at se hvor godt forskellige genstande er isolerede, for eksempel huse.

Infrarød stråling bliver også brugt i krige.

Man kan ikke længere føle sig sikker, bare fordi man er godt gemt i en busk, eller fordi det er mørkt. Infrarød stråling udsender vi jo døgnet rundt. Infrarøde missiler er også kendt inden for militæret, da de har evnen til at ramme en varm kilde, selvom man ingenting kan se.

Man bruger også infrarøde detektorer efter naturkatastrofer for at finde frem til ofre og mennesker i nød.

Normalt tænker vi ikke på varme, som stråling, men det er hvad varme er. Nogle dyr har evnerne til at se infrarødt lys. Dette gælder visse slanger, myg og fisk, som alle udnytter evnen i jagt- og flugt situationer.

Mikrobølger har endnu længere bølgelængde end infrarødstråling.

Mikrobølger udnytter man i mikroovne til opvarmning af mad, fordi mikrobølger optages ekstremt godt i vand. Fødevarer består for det meste af mange procent vand, så maden bliver lynhurtigt opvarmet i mikroovne. Mikrobølger udnyttes også i radarsystemer, hvor strålingen bliver kastet mod en genstande, hvorefter man kan vurdere, hvor langt væk objektet er, alt efter hvor lang tid der går før strålingen returneres.

Radiobølger er bølger vi udnytter når vi skal se fjernsyn eller høre radio. Det er meget langbølgede stråler med bølgelængder på op til flere km. Radiobølger har svært ved at gå igennem ting på grund af deres meget lave frekvens, men hvis bølgerne møder en forhindring, er de ofte i stand til at gå uden om den, så længe den ikke er voldsomt stor.

Hvis du før har haft problemer med at høre radio eller GPS´en når du er kørt i Limfjordstunnellen eller parkeret i et parkeringshus, så er forklaringen at radiobølgerne bliver blokeret, og ikke kan nå frem til modtageren.

Alfastråling Alfastråler og betastråler, er egentlig ikke som sådan stråler. I hvertfald ikke elektromagnetiske stråler. Faktisk er det mere korrekt at kalde alfaog betastråling for alfa- og betapartikler.

Alfapartikler er egentlig bare heliumkerner, hvilket vil sige heliumatomer uden elektroner.

Alfapartikler udsendes fra ustabile kerner, som dermed kommer til at veje mindre efter at have udskudt to protoner og to neutroner.

Heliumkerner er i sig selv ikke radioaktive eller skadelige, men de bliver skudt af sted med sådan en fart, at de kan gøre enorm skade, hvis de rammer vævet i kroppen.

Faktisk er alfapartikler den mest skadende radioaktivestråling. Men heldigvis kan alfastråler kun bevæge sig få centimeter, før de bliver stoppet, og der skal ikke mere end et stykke papir til for at stoppe den. Derfor er alfapartikler kun farlige, hvis vi indånder dem eller på anden måde indtager dem direkte. Gasarten radon er et stort problem, fordi den er radioaktiv og udsender alfapartikler, som kan indåndes. Så man skal passe på med at være for meget nede i kældre som indeholder store mængder radon.

Betastråling Betapartikler er elektroner, som dannes når en atomkerne er ustabil. Strålingen opstår når en neutron omdanner sig til en proton og en elektron. Beta-henfald sker, fordi der er en overvægt af protoner i en partikelkerne.

Elektroner udsendes fra kernen med en meget, meget høj hastighed, næsten lige så hurtig som lyset. Betapartikler kan kun bevæge sig i korte afstande dog længere end alfapartikler. Betapartikler kan også gå igennem papir i modsætning til alfastråling, men bliver stoppet af folie. det hænger sammen med, at elektroner er mindre end en heliumkerne, og derfor kan trænge igennem mere. De kan også godt trænge igennem tyndt tøj og hud. Herefter går partiklerne ind og skader vævet.

Betapartikler er ikke så skadelige for kroppen, som alfapartikler men de har nemmere ved at trænge ind i kroppen så på den måde er de farligere.

Geigermüller røret Man bruger et geiger-müller rør til måling af radioaktiv-stråling. Men hvordan virker et geiger-müller rør egentligt?

Geigerrøret er et rør fyldt med en gasart, som kortvarigt leder en elektrisk strøm, når elektromagnetisk stråling rammer ind i røret, og danner ioner med gassen.

Indeni røret er der to elektroder Den ene, rørets “væg” er negativt ladet Den anden, en tynd stang i midten, er positivt ladet.

Når strålingen rammer ind i røret ioniseres gasarten, og Elektroner bliver skudt løs De løse elektroner tiltrækkes af den positivt ladede stang og registreres, som en elektrisk strøm. Det er altså antallet af elektroner der bliver skudt løs og rammer ind i stangen i midten, der måles.

Stråling som et hjælpemiddel Man kan bruge røntgenstråling til at finde ud af om man fx har brækket benet eller andre knogler. Her bruges forskellige strålingsmetoder som fx MR scanning eller CR scanning.

Kræft kan behandles med stråling. Det minder på mange måder om røntgenstråler, dog kraftigere. Strålingen enten dræber kræftcellerne eller gør sådan at de stopper med at dele sig.

Strålingen bruges både til at opdage kræftknuder og til at destruere kræftknuder.

Man kan identificere kræftknuder ved hjælp af en CT-scanning. En CT-scanner udsender stråling ind i kroppen, og måler hvor meget af de forskellige typer væv, der er optaget af stråling. Herefter danner den et billede af kroppen, som man kan bruge til at finde kræftknuder og knogleskader osv.

Røntgenstråling bruges også flittigt hos tandlægen. De bruger røntgen, til at se om der er huller i folks tænder, de kan også se om tænderne vokser skævt ud, eller om der er noget ved tænderne eller kæben som ikke er godt.

Afrunding stråling Stråling er både menneskets ven og fjende.

Men en ting er ret så sikkert: udnyttelsen af stråling vil kun vokse de næste årtier. Ved fusion og fission skabes enorme mængder energi, og dette vil måske være løsningen på energiproblemer i fremtiden.

Man skal have respekt for stråling, men det betyder ikke nødvendigvis, at man skal frygte den.

Der findes mange forskellige former for stråling, og videnskaben inden for stråling er kæmpestor. Det er lige før stråling har sit eget kapitel i ordbogen, med alle sine ord og begreber, og stråling er en ting nogle mennesker arbejde med hver evig eneste dag.