10 toepassingen van alfastraling

Alfa-verval is een soort ioniserende straling waarbij alfadeeltjes worden uitgestoten uit de kernen van onstabiele atomen. Alfadeeltjes zijn grote, krachtige subatomaire deeltjes die zeer destructief zijn voor menselijke cellen; ze hebben echter de neiging om hun energie snel te verliezen, waardoor ze minder goed in materialen kunnen doordringen. Er zijn veel manieren waarop de wetenschap met succes alfastraling op een heilzame manier gebruikt.

Alfastraling wordt gebruikt om verschillende vormen van kanker te behandelen. Dit proces, radiotherapie met niet-verzegelde bron genoemd, omvat het inbrengen van kleine hoeveelheden radium-226 in kankermassa's. De alfadeeltjes vernietigen kankercellen, maar missen het doordringende vermogen om de omliggende gezonde cellen te beschadigen. Radium-226 is grotendeels vervangen door veiligere, effectievere stralingsbronnen, zoals kobalt-60. Xofigo, de merknaam van Radium-223, wordt nog steeds gebruikt voor de behandeling van botkanker.

Alfastraling van polonium-210 wordt gebruikt om statische elektriciteit in industriële toepassingen te elimineren. De positieve lading van de alfadeeltjes trekt vrije elektronen aan, waardoor het potentieel voor lokale statische elektriciteit wordt verminderd. Dit proces is bijvoorbeeld gebruikelijk in papierfabrieken.

In sommige rookmelders wordt alfastraling gebruikt. De alfadeeltjes van americium-241 bombarderen luchtmoleculen, waardoor elektronen vrijkomen. Deze elektronen worden vervolgens gebruikt om een ​​elektrische stroom te creëren. Rookdeeltjes verstoren deze stroom, waardoor een alarm afgaat.

Radio-isotopen thermo-elektrische generatoren worden gebruikt om een ​​breed scala aan satellieten en ruimtevaartuigen aan te drijven, waaronder Pioneer 10 en 11 en Voyager 1 en 2. Deze apparaten werken als een batterij, met als voordeel een lange levensduur. Plutonium-238 dient als brandstofbron en produceert alfastraling, wat resulteert in warmte, die wordt omgezet in elektriciteit.

Alfastraling wordt gebruikt als energiebron voor pacemakers. Plutonium-238 wordt gebruikt als brandstofbron voor dergelijke batterijen; met een halfwaardetijd van 88 jaar zorgt deze krachtbron voor een lange levensduur van pacemakers. Vanwege hun toxiciteit, moeilijkheden met reizende patiënten en problemen met de verwijdering, worden ze echter niet meer gebruikt.

De luchtmacht van de Verenigde Staten gebruikt alfastraling om teledetectiestations in Alaska van stroom te voorzien. Strontium-90 wordt meestal gebruikt als brandstofbron. Deze alfa-aangedreven systemen maken onbemande operaties gedurende lange tijd mogelijk zonder dat er onderhoud nodig is. Lokale oppositie tegen het gebruik van straling zet de luchtmacht ertoe aan om veel van deze apparaten te vervangen door alternatieve energiebronnen, zoals hybride diesel-zonnegeneratoren.

Alfastraling wordt gebruikt om ruimtevaartuigen te verwarmen. In tegenstelling tot thermo-elektrische generatoren met radio-isotopen die warmte omzetten in elektriciteit, maken thermische generatoren van radio-isotopen direct gebruik van de warmte die wordt gegenereerd door alfa-verval.

De Amerikaanse kustwacht gebruikt alfastraling om sommige van hun oceanische boeien van stroom te voorzien. Net als bij veel van de andere toepassingen zorgt de alfastraling voor een stroombron met een lange levensduur. Strontium-90 is de typische krachtbron voor deze boeien.

De olie-industrie gebruikt alfastraling om een ​​deel van hun offshore-apparatuur aan te drijven. Dit biedt een duurzame stroombron voor op afstand geplaatste apparaten die beperkte toegang hebben tot bemanningen. Strontium-90 is de typische brandstofbron voor dergelijke batterijen.

Alfastraling wordt ook gebruikt om een ​​breed scala aan seismische en andere oceanografische apparaten van stroom te voorzien. Deze onbemande apparaten bevinden zich vaak op geïsoleerde locaties, zoals op de oceaanbodem, wat de bruikbaarheid van batterijen voor de korte termijn beperkt. Strontium-90 is het meest gebruikte materiaal in deze alfa-vervalbatterijen.