HVAD ER HENFALD?
Det er ustabile atomkernes spontane omdannelse, fordi de indeholder al for meget energi.
Atomkernerne henfalder (omdannes), når de slipper af med den overskydende energi.
Radioaktivitet er spontan omdannelse = henfald af en ustabil atomkerne.
Ustabile atomkerner er altid radioaktive.
Der er 5 forskellige typer af henfald. (ER DER FLERE?)
USTABILE KERNER (henfald) er radioaktive.
Den overskydende energi udsendes som ioniserende stråling.
Alfahenfald
Beta-minus henfald
Beta-plus henfald
Elektron-indfangningshenfald = EC-henfald (Electron Capure)
Gamma henfald
ALFAHENFALD
De ustabile meget store isotopers kerne henfalder ved at fraspalte en heliumkerne
(= en positiv kerne med 2 protoner og 2 neutroner).
Heliumkernen kaldes her en alfa-partikel.
Moderkernen omdannes til et atom med 2 protoner og 2 neutroner mindre i kernen.
Moderkernen med grundstof nr. X bliver til grundstof med nr. X minus 2.
ALFASTRÅLING er partikelstråling.
Den ioniserende stråling er partikelstråling og består af alfa-partikler = positive heliumkerner
BETA-MINUS HENFALD
De ustabile isotoper med mange neutroner i kernen (i forhold til protoner) henfalder ved at omdanne en neutron til en proton.
Kernen fraspalter en elektron og en anti-neutrino.
Moderkernen omdannes til et atom med 1 proton mere i kernen.
Moderkernen med grundstof nr. X bliver til grundstof nr. X plus 1.
BETA-MINUS STRÅLING er partikelstråling.
Den ioniserende stråling er partikelstråling og består af en elektron (negativ ladet) og en anti-neutrino.
BETA-PLUS HENFALD
De ustabile isotoper med mange protoner i kernen (i forhold til neutroner) henfalder ved at omdanne en proton til en neutron.
Kernen fraspalter en positron og en neutrino.
Moderkernen omdannes til et atom med 1 proton mindre.
Moderkernen med grundstof nr. X bliver til grundstof nr. X minus 1.
BETA-PLUS STRÅLING er partikelstråling.
Den ioniserende stråling er partikelstråling og består af en positron (positiv ladet) og en neutrino.
ELEKTRON-INDFANGNING
(Er vist nok en mulighed for en kerne, som ikke har nok overskydende energi til at foretage et beta-plus henfald?)
Ustabile isotoper med typisk mange protoner i kernen kan henfalde ved at kernen indfanger (optager) en elektron fra sin egen elektronsky i atomet.
Elektronen går sammen med en proton i kernen.
Elektronen og protonen omdannes til en neutron.
Kernen snupper simpelthen en af de nærmeste elektroner til formålet:
typisk en elektron fra K-skallen som er skallen nærmest kernen.
Energien til at indfange en elektron får kernen via den SVAGE KERNEKRAFT (en af de 4 naturkræfter).
Der dannes nu et tomrum (= en ledig plads), fordi en elektron i K-skallen er indfanget af kernen .
Derfor vil en elektron fra en skal længere væk fra kernen, straks springe til og udfylde tomrummet.
Den nye elektron har imidlertid mere energi end nødvendigt, for at være placeret i den nye position (tættere på kernen).
Det energiberigede atom vil af med denne energi igen.
Et atom vil altid tilstræbe en grundtilstand.
Derfor afgiver elektronen energien i form af elektromagnetisk stråling = røntgenstråling.
På grund af den elektron der kom ind i kernen, er en proton omdannet til en neutron.
Moderkernen omdannes derfor til et atom med 1 proton mindre.
Moderkernen med grundstof nr. X bliver til grundstof nr. X minus 1.
Kernen fraspalter desuden en neutrino (gør den ikke?).
RØNTGENSTRÅLING……
Den ioniserende røntgenstråling kommer ikke fra selve kernen.
Det er ganske vist kernen, der er sådan set er skyld i røntgenstrålingen, men selve strålingen skyldes aktivitet fra en elektron uden for kernen.
….og evt. GAMMA-STRÅLING
Hvis der stadig er lidt for meget energi i kernen, kan kernen udsende fotoner som gamma-stråling, se venligst teksten herunder.
Stråling pga. elektron-indfangning er elektromagnetisk stråling i form af røntgenstråling (fra elektroner uden for kernen) og evt. gammastråling (fotoner fra kernen).
GAMMA HENFALD
Den stabile atomkerne har lige den mængde energi der kræves, for at opretholde den korrekte afstand mellem nukleonerne.
Hvis kernen har for meget energi, er den ustabil.
En ustabil kerne vil henfalde.
Ovenfor er de forskellige henfaldstyper beskrevet.
Hvis atomkernen alligevel har for meget energi efter et eller flere af disse henfald, er atomkernen exciteret.
En exciteret atomkerne vil udsende fotoner for at komme af med denne overskydende energi.
En atomkerne som udsender fotoner vil ikke ændre antallet af protoner.
“Moderkernen” med grundstof nr. X forbliver dermed nr. X.
GAMMA-STRÅLING er elektromagnetisk stråling
Den ioniserende stråling er energien fra fotoner udsendt fra kernen.
Gamma-fotonens energi afhænger af hvor exciteret kernen er,
men energien er mindst på 100eV,
og bølgelængden er under 0,01 nm.
POSITRON HENFALD fra nuclearmedicinske sporstoffer
Positronen forlader sporstof atomet ved henfald.
Efter få mm kolliderer positronen med en elektron.
Det bevirker processen annihilering.
Der dannes 2 fotoner = energi (2 x 511eV).
En PET-scanners detektorer registrerer denne energi.
En computer omsætter registreringen til et billede.
Det tager ca. 20-30 minutter at danne billeder af hele kroppen.