In de kern instabiel<\/h2>\n\n\n\n
We spreken van radioactief materiaal als de atoomkernen ervan instabiel zijn. Bij hun verval komt dan een of meerdere van de volgende ioniserende stralingsvormen<\/a> vrij:<\/p>\n\n\n\n Twee bekende voorbeelden van radioactief materiaal zijn plutonium en uranium. We associ\u00ebren die waarschijnlijk vooral met kernenergie en atoomwapens. Misschien minder bekende radioactieve voorbeelden zijn radon-222, lood-210, polonium-210 en kalium-40. We zullen deze getallen toelichten in de volgende paragraaf.<\/p>\n\n\n\n Enfin, nog eenmaal voor de duidelijkheid: magnetrons storten geen van deze deeltjes over je voedsel uit. Er wordt niets ‘ge-nuked’. In het apparaat vindt er niets plaats dat met radioactiviteit te maken heeft. Je maaltijd is daarentegen mogelijk w\u00e9l radioactief aangezien het waarschijnlijk kalium-40 bevat.<\/p>\n\n\n\n Atomen bestaan uit drie onderdelen: elektronen, protonen en neutronen. Alleen aan het waterstofatoom ontbreken neutronen, maar de rest is een samenstelling van deze drie elementen. Figuur 1 toont een schematische weergave van een atoom. De kern is uitvergroot zodat de protonen en neutronen zichtbaar zijn.<\/p>\n\n\n\n Waar het ene atoom zich in onderscheidt van de ander \u2013 zeg, calcium van kalium \u2013 is het aantal elektronen, protonen en neutronen. Deze laatsten noemen we nucleonen<\/strong>. Het aantal protonen is het belangrijkst: het bepaalt met welk element uit het fameuze periodiek systeem<\/a> der elementen (met welke type atomen) we te maken hebben. Kalium heeft 19 protonen. Dit gegeven is cruciaal \u2013 zodra het een andere hoeveelheid protonen verwerft, houdt het op kalium te zijn. Calcium heeft 20 protonen, bijvoorbeeld. Het getal 40 in ‘kalium-40’ betekent dat zijn kern 40 nucleonen bevat. Met andere woorden, het heeft 40 nucleonen – 19 protonen = 21 neutronen. Nota bene, kalium-39 (19 protonen, 20 neutronen) en kalium-41 (19 protonen, 22 neutronen) bestaan ook.<\/p>\n\n\n\n Al deze kaliumversies \u2013 hetzelfde aantal protonen, een verschillend aantal neutronen \u2013 worden isotopen<\/strong> genoemd. Dus, hoewel een element (een type atoom) een heel specifiek aantal protonen heeft, kan het aantal neutronen verschillen. Kalium-40 is een voorbeeld van een isotoop van kalium. Deze en de andere, eerder genoemde kaliumisotopen komen van nature voor op aarde. Niettemin zijn mensen in staat om nog 22 andere isotopen te vervaardigen.<\/p>\n\n\n\n De atoomkern van kalium-40 is instabiel. Het vervalt, zoals dat heet, vooral in calcium-40 \u2013 een stabielere vorm. Tijdens dat verval verwerft het kaliumatoom een proton en wordt het dus een calciumatoom. In het proces worden een betadeeltje, i.e. een elektron, en een antineutrino de wijde wereld in geslingerd. Dit is waarom het verval radioactief wordt genoemd: het zendt actief spul uit. Het elektron vliegt met grote snelheden naar andere oorden en is potentieel ioniserend, oftewel, het is in staat om een ander elektron uit z’n atoom te slaan, waarmee het in potentie dingen als dna-moleculen kan vernietigen.<\/p>\n\n\n\n Ongeveer 0.01%<\/a> van alle kalium in onze lijven dat we via voedsel binnenkrijgen is van de kalium-40-variant. Ongeveer 5000 van deze atoomkernen vervallen per seconde in een gemiddeld mensenlichaam. Met andere woorden, mensen bezitten een radioactiviteit van 5000 Bq (becquerel, vernoemd ter ere van Henri Becquerel die de Nobelprijs met Pierre en Marie Curie deelde voor hun ontdekkingen in de radioactiviteit).<\/p>\n\n\n\n Bananen zijn ook radioactief aangezien ze van nature kalium-40 bevatten. Het verval ligt op 14 Bq, i.e. 14 vervallende atoomkernen per seconde. Dit is te weinig voor een geigerteller<\/a> om te registreren. Bij een vrachtwagen vol zou ‘t waarschijnlijk gaan klikken.<\/p>\n\n\n\n Om de grootte van de impact van de blootstelling van ons lichaam aan ioniserende straling te bepalen, waar het mogelijk medische consequenties zal krijgen, gebruiken we de ‘sievert’-eenheid (het symbool is Sv), een maat voor de effectieve dosis van ioniserende straling bij mensen.<\/p>\n\n\n\n De International Commission on Radiological Protection<\/a>, een onafhankelijk, niet-gouvernementele organisatie die aanbevelingen en advies uitbrengt met betrekking tot ioniserende straling, beraamde<\/a> dat 1 Sv een kans van 5% op het ontwikkelen van kanker representeert.<\/p>\n\n\n\n Gelukkig zijn we ge\u00ebvolueerd tot een soort dat in staat is om veilige, kleine hoeveelheden ioniserende straling te verwerken. De getalenteerde en knappe Randall Munroe, beroemd vanwege zijn xkcd.com<\/a>-cartoons, maakte een prachtige kaart<\/a> ‘met Ellen, een senior-reactoroperateur aan de Reed Research Reactor’. We hebben hun briljante concept schaamteloos gekopieerd in Figuur 2 om je op beknopte wijze gevoel te geven voor de vari\u00ebrende hoeveelheden ioniserende straling (klik om te vergroten). Desalniettemin bevelen we het ook zeker van harte aan om hun originele kaart te bestuderen. Nota bene, al deze diagrammen zijn bovenal bedoeld om orders van grootte aan te geven \u2013 geen precieze waarden aangezien sieverts enigszins vari\u00ebren per menselijk lichaam, bronnen en genoemde locaties. Niettemin zou het je een aardig goed beeld moeten geven van het stralingsmaximum waar professionals in de radioactieve industrie per jaar aan blootgesteld mogen worden.<\/p>\n\n\n Eerder noemden we al de radioactieve elementen radon-222, polonium-210 en lood-210. Deze komen van nature voor in de grond en de lucht. Ze zijn ook aanwezig in en op tabaksbladeren en blijven daar zitten, zelfs na verwerking. Eenmaal ge\u00efnhaleerd blijven de radioactieve elementen in de smalle luchtwegen en longen hangen door het relatief plakkerige teer. Bovendien vervallen radon-222 atoomkernen in voornoemde polonium- en loodisotopen, dus de concentratie van die laatste twee neemt alleen nog maar toe. Dit geldt overigens ook voor tweedehands rook. In combinatie met toxische stoffen als teer, arseen, nicotine en cyanide vergroot de ioniserende straling van het radioactieve verval van de atoomkernen radon-222, polonium-210 en lood-210 de kansen van het ontwikkelen van longkanker aanzienlijk.<\/p>\n\n\n\n Volgens Little en collega’s (1965, 1967) vindt er een opeenhoping van polonium-210 in bepaalde ‘hotspots’ van de longen plaats. Karagueuzian en collega’s (2012) rapporteerden een geschatte longdosis van 165 mSv per jaar. Om gevoel te krijgen voor hoeveel ioniserende straling je longen (vooral de hotspots) jaarlijks te verstouwen krijgen in vergelijking met professionals in de radioactieve industrie, zie Figuur 3. Nota bene, we hebben het hier alleen over radioactief verval in de longen. We hebben het nog niet eens over de andere toxische stoffen. En zo, terwijl iemand zich misschien zorgen maakt over Wi-Fi, mobiele telefonie en magnetrons, wat met wat natuurkundige kennis niet nodig is, weet dan dat in dit universum, diezelfde natuurkundige kennis ons leert dat hun rookgewoonte echt slecht is. Maar echt<\/em>.<\/p>\n\n\n Little, J. B., Radford, E. P., Mccombs, H. L. and Hunt, V. R. (1965) \u2018Distribution of polonium-210 in pulmonary tissues of cigarette smokers\u2019, The New England journal of medicine<\/em>, vol. 273, no. 25, p. 1343 [Online]. DOI: 10.1056\/NEJM196512162732501 (Accessed 9 August 2019).<\/p>\n\n\n\n Little, J. B., Radford, E. P. and Holtzman, R. B. (1967) \u2018Polonium-210 in Bronchial Epithelium of Cigarette Smokers\u2019, Science<\/em>, vol. 155, no. 3762, pp. 606\u2013607 [Online]. DOI: 10.1126\/science.155.3762.606 (Accessed 9 August 2019).<\/p>\n\n\n\n Karagueuzian, H. S., White, C., Sayre, J. and Norman, A. (2012) \u2018Cigarette Smoke Radioactivity and Lung Cancer Risk\u2019, Nicotine & Tobacco Research<\/em>, vol. 14, no. 1, pp. 79\u201390 [Online]. DOI: 10.1093\/ntr\/ntr145 (Accessed 9 August 2019).<\/p>\n\n\n\nEen prent van een atoom<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/staging.opencurve.info\/wp\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/Microwave-oven-Square-nl.jpg\")
<\/a>Radioactief verval<\/h2>\n\n\n\n
Ioniserende straling en het menselijk lichaam<\/h2>\n\n\n\n
<\/a>Smoking hot<\/h2>\n\n\n\n
<\/a>Referenties<\/h2>\n\n\n\n