Säteily

Säteily on energian etenemistä avaruudessa aaltojen tai subatomisten hiukkasten muodossa.^[1] Säteily etenee tavallisesti suoraviivaisesti tyhjiössä ja niissä väliaineissa, joissa kantajakenttä tai -hiukkanen pystyvät etenemään.

Suurin osa sähkömagneettisesta säteilystä on ei-ionisoivaa. Näkyvää valoa suurienergiaisempi röntgensäteily, ultraviolettisäteily ja gammasäteily voivat kuitenkin ionisoida atomin. Jos atomi absorboi sähkömagneettista säteilyä, atomista tulee itse epävakaa. Hiukkassäteilystä alfasäteily ja neutronisäteily voivat tönäistä elektronin pois radaltaan, jolloin atomista tulee positiivisesti varautunut. Elektroni voi puolestaan asettua kiertämään atomia ja tehdä siitä negatiivisesti varautuneen. Ydinsäteily on säteilyä joka on peräisin atomiytimestä. Gamma-, röntgen-, ultravioletti- ja alfasäteilyä syntyy luonnostaan ydinreaktioissa

Jos säteilylähde on pieni tai pistemäinen suhteessa etäisyyteen ja säteily etenee normaalisti joka suuntaan, säteilyn voimakkuus noudattaa käänteisen neliön lakia. Esimerkiksi käy nuotion säteilemä valo, jonka intensiteetti putoaa neljäsosaansa etäisyyden kaksinkertaistuessa, jos etäisyys on paljon isompi kuin nuotion läpimitta. Säteilylähde voidaan myös valmistaa siten, että mainittu laki ei päde: laserissa valo suunnataan tarkasti siten, että valo heikkenee mahdollisimman hitaasti käyttöetäisyyksillä.

Säteilytyyppejä

Säteilyn perustyyppejä ovat:

• Sähkömagneettinen säteily, joka jaetaan aallonpituutensa sekä myös syntytapansa ja vaikutustensa perusteella seuraaviin lajeihin:^[2]
  • radioaallot (aallonpituusalue 0,1 mm – 100000 km)
  • mikroaallot (1 mm – 30 cm)
  • infrapunasäteily (700 nm – 1 mm)
  • näkyvä valo (400 nm – 700 nm)
  • ultraviolettisäteily (10 nm – 400 nm)
  • röntgensäteily (10 pm – 1 nm)
  • gammasäteily (10 fm – 100 pm)
• Gravitaatiosäteily eli gravitaatioaallot, yleisen suhteellisuusteorian ennustama ilmiö
• Hiukkassäteily, joka koostuu jostakin lähteestä kaikkiin suuntiin suurella nopeudella etenevistä massallisista hiukkasista, esimerkiksi
  • alfasäteily (heliumatomin ytimiä)
  • beetasäteily ja katodisäteet (elektroneja ja positroneja)
  • neutronisäteily
  • neutriinosäteily

Tietyissä olosuhteissa syntyvillä sähkömagneettisen tai hiukkassäteilyn muodoilla on lisäksi erityisnimiä kuten

• lämpösäteily, sähkömagneettista, etupäässä infrapunasäteilyä, jonka intensiteetti ja aallonpituus riippuvat kappaleen lämpötilasta; erityistapauksena mustan kappaleen säteily
• Tšerenkovin säteily, sähkömagneettista säteilyä, jonka alkuperä on väliaineessa suurella nopeudella etenevät sähkövaraukselliset hiukkaset
• Hawkingin säteily, oletettua hiukkassäteilyä, jota teorian mukaan lähtee mustista aukoista
• kosminen säteily, hiukkassäteilyä, joka on peräisin avaruudesta

Säteily voidaan luokitella myös ionisoivaan ja ionisoimattomaan säteilyyn. Ionisoiva säteily on sähkömagneettista tai hiukkassäteilyä, jossa yksittäisen hiukkasen tai kvantin energia on niin suuri, että se pystyy ionisoimaan atomeja. Ionisoivaksi säteilyksi luokitellaan röntgen- ja gammasäteily sekä alfa- ja beetahiukkassäteilyt. Joskus myös ultaviolettisäteily lasketaan ionisoivaksi säteilyksi. Ionisoimattomalla säteilyllä sen sijaan ei ole riittävästi energiaa aiheuttaa ionisaatiota, ja tällaisia säteilytyyppejä ovat esimerkiksi sähkömagneettinen säteily radioaaltojen tai näkyvän valon aallonpituusalueilla.^[3]

Säteilyturvallisuus

Monet säteilylajit, erityisesti ionisoiva säteily mutta myös eräät ionisoimattomat sähkömagneettisen säteilyn muodot, voivat olla terveydelle vaarallisia, minkä vuoksi säteilyturvallisuudesta on säädetty laissa^[4]. Pohjalla säteilyturvallisuudessa ovat oikeutus-, optimointi- ja yksilönsuojaperiaatteet^[5]. Oikeutusperiaatteen mukaan säteilyn käytöllä saavutettava hyöty on suurempi kuin sen haitta. Optimointiperiaatteen mukaan säteilyn käyttö on suunniteltava siten, että sille altistuminen on mahdollisimman pientä. Yksilönsuojaperiaatteen mukaan lain ja asetusten määräämiä säteilyannosrajoa ei saada ylittää. Säteilyä käytetään hyväksi tutkimuksessa, lääketieteessä (esim. sädehoidossa) sekä monissa teollisissa sovelluksissa.

Katso myös

• Radon