Halveringstid for Uran 238 – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Halveringstid for Uran...

24. juni 2008

Halveringstid for Uran 238

Hej Malte
Jeg har læst, at halveringstiden for uran 238 er ca. 4,47 mia. år. Men når man mener halveringstid, er det så én halvering, eller er det de ca. 20 halveringer, der skal til, før at stoffet er ufarligt?

Kan i anbefale en god bog om kernefysik, som passer til mig - jeg er 14 år, går i 8. klasse og vil meget gerne læse/lære mere om emnet, for det interesserer mig meget.

Med venlig hilsen
S W H

Vi er omgivet af en lang række radioaktive stoffer i naturen, som altid har været der. Vi har alle lidt et stof der hedder Kalium 40 i os. Det har en halveringstid på 1260 millioner år og udsender β - og - γ stråling.

Uranium 238 - Billedkilde: www.ieer.org

Vi har også alle lidt kulstof - 14 som har en halveringstid på 5730 år, som også udsender  β - og - γ stråling. Det er det stof,  man kan bruge til aldersdatering, når man finder træ, mumier mm, ved at se hvor meget der er tilbage.  En voksen mand har ca. 125 mikrogram Uran i sig, men på grund af den lange halveringstid, er der kun en ringe aktivitet fra stoffet. Sådan er der flere andre, og det har vi altid haft. I almindelig jord er der 0,3 til 10 mg pr kg jord.

Det betyder, at i en kubikmeter havejord er der fra 1 til 30 gram uran (det gælder også strande, en del af de sorte kron i sandet indeholder Uran).Atombombeafprøvningerne i  det forrige århundrede, har så også bidraget med små mængder af nye radioaktive isotoper. Endeligt er der et produkt fra bl.a. uran som hedder Radon, en radioaktiv luftart, som kan findes i ubehageligt store koncentrationer i bl.a. uventilerede betonrum.  Hver gang der kommer α eller β  stråling fra et stof,  omdannes det oprindelige stof til et nyt stof (som så kan være radioaktivt), og det er disse α- β- og også γ- stråler som kan være farlige

Halveringstiden 

Halveringstiden er den tid der går før halvdelen af atomerne i en portion af stoffet er omdannet og har udsendt sin stråling. Man kan stort set sige, at des kortere halveringstiden er for en given mængde atomer, des mere stråling og des farligere kan det være, så lange halveringstider kan være at foretrække.

Radioaktive stoffer er principielt altid farlige. Muligheden for at skaffe dem her i landet kontrolleres af statens Institut for Strålebeskyttelse (i Herlev), for at undgå at sundhedsfarlige stoffer er ude i samfundet ukontrolleret. Faren afhænger af mængden af radioaktivt stof, strålingstype, energien af strålingen (som bestemmes af hvilket stof der udsender den).

α - stråling er Helium kerner

De kan næppe gå igennem vor døde overhud, så udefra er de ikke særligt farlige, men kommer man til at indtage det radioaktive stof så de sidder i kroppen, er de rimeligt farlige.

β - stråling er elektroner

De trænger længere ind så udefra kan de trænge ned i den levende hud, hvor de stort set stoppes men kan gøre skade. Som α - stråling kan de give alvorlige skader, hvis man har fået det radioaktive stof ind i kroppen. γ - er rimeligt gennemtrængende.

Det er elektromagnetisk stråling som lys, radiobølger røntgen mm. De kan gå igennem mange meter vand, og kan derfor udefra gå tværs igennem kroppen. Noget af strålingen vil blive stoppet i kroppen, og den vil fremkalde beskadigelser. Som de andre er det farligt at have radioaktive stoffer der udsender γ - stråling i kroppen. Man kan få det ind i kroppen ved at spise eller indånde det (indånding som støv eller f.eks. gassen Radon). Men vi har altså lidt alle sammen fra naturens hånd.

Stråling og kræft 

Et af resultaterne af stråling kan være kræft, men der er mennesker der lever i områder, hvorden naturlige strålingen er mange gange højere (op til 100 gange) end her i Danmark, og det ændrer ikke i væsentlig grad antal kræftdødsfald og andre kontrollerbare skader.

Størsteparten af de kræftfremkaldende stoffer vi har i samfundet er kemiske stoffer herunder tobaksrøg og brændeovensrøg (passiv tobaksrøg og brændeovnsrøg er ansvarlige for nogenlunde lige mange kræftstilfælde og dødsfald her i landet, så vidt man har kunne måle, der er i øvrigt de radioaktive stof Protaktinium i tobak, så det kommer med ned i lungerne).

De 20 halveringstider er nok fra affald fra atomreaktorer (fissionsreaktorer), som man slet ikke kan omgås i nogenlunde den tid, og som derefter stadig er alvorligt radioaktivt. Brintreaktorer (fusionsreaktorer) afgiver ikke affald af samme type, men i de modeller vi i dag arbejder med, bliver hele reaktoren (maskineriet) radioaktivt og giver lignende problemer, men dog måske ikke i samme mængder.

Opbevaring af radioaktivt affald 

Hvordan man opbevarer sådant affald sikkert i århundreder, har man en række planer for, mest er der tænkt på dybe saltgruber i nogenlunde jordskælvsikre områder. Det er i alle tilfælde nødvendigt at sikre dette affald. Det bør nok nævnes, at i det afrikanske land Gabon findes en naturlig reaktor i et uranleje, hvor der siver vand ned. Den har fungeret i ca. 1 million år, og de radioaktive affaldsstoffer har vist sig at blive bundet til omgivelsernes lerarter (jord), og de er stort set, hvor de blev dannet.

Altså strålingsintensiteten aftager med antallet af halveringstider, hvis det er 20 halveringstider er strålingen aftaget med 1,05 millioner gange. Det farligheden afhænger af er Intensiteten af strålingen, arten af stråling (αβγ) og energien af den pågældende stråling, de to sidste ting bestemmes af hvilken isotop der udsender strålingen. Endeligt hvis vi ser på skader på os selv, hvad er imellem strålingen og os (luft, bly?) og hvad er afstanden, strålingsintensiteten aftager med mindst afstanden i anden (kvadratet på afstanden)

Bøger: f.eks. Leif Sarholt-Kristensen og Steen Hoe Helsefysik HOW forlag 1983 og af de samme forfattere: Stråling og Miljø Borgen forlag 1989

Med venlig hilsen
Malte Olsen