fysik fysik HELSE PER HEDEMANN JENSEN THOMMY INGEMANN LARSEN BENTE LAURIDSEN JENS SØGAARD-HANSEN ERIK THORN LISBETH WARMING

Transkript

1 Rapport Omslagsbog Beskåret format: 175 x 245 mm (b x h) Sideantal: 666 Indbinding: Fræset/limet Papir: 80g Cyclus Offset Resultat Bogblok: 33 mm Rygbredde: 33 mm Totale bredde: 383 mm Total højde: 245 mm Skønt radioaktiviteten først blev opdaget for mere end et århundrede siden, har radioaktive stoffer og den ioniserende stråling, de udsender, eksisteret siden Jordens skabelse. Studiet af stråling og radioaktive stoffer har siden begyndelsen af forrige århundrede ført til omfattende fremskridt inden for medicinsk diagnostik og terapi. I dag anvendes radioaktive stoffer og ioniserende stråling inden for hospitalsvæsen, industri og forskning. Når ioniserende stråling velkselvirker med menneskeligt væv, vil strålingen afsætte energi i form af ionisering, der kan medføre skader på cellernes DNA-molekyler. Denne energiafsættelse kan føre til enten deterministiske skader (akutte skader) eller stokastiske skader (senskader) i form af cancer eller genetisk betingede sygdomme. Helsefysik er et fagområde, der omfatter ioniserende strålings biologiske virkning (helse) og fysiske natur (fysik). Helsefysikken gør brug af viden og metoder inden for fagområderne biologi, fysik, kemi og matematik og anvendes, hvor man arbejder med radioaktive stoffer og ioniserende stråling, og hvor der således er behov for strålingsbeskyttelse. Helse f ysik er primært en arbejdsmiljødisciplin, men anvendes også ved beskyttelse af personer, der modtager stråling ved diagnostik og terapi og ved beskyttelse af befolkningen, der udsættes for bestråling fra naturligt forekommende strålingskilder eller fra radiologiske eller nukleare uheld, hvor radioaktive stoffer spredes i omegnsmiljøet ved udslip. fysik Bogen Helsefysik giver en samlet indføring i helse fysikkens discipliner og omhandler: historisk beskrivelse af atombegrebet grundlæggende atomfysik strålings vekselvirkning med stof strålingsdosimetri strålingsbiologi principper for strålingsbeskyttelse strålingsmaskiner metoder til måling af ioniserende stråling praktisk strålingsbeskyttelse spredning af radioaktive stoffer til omgivelsern strålingsudsættelse ved uheld PER HEDEMANN JENSEN THOMMY INGEMANN LARSEN BENTE LAURIDSEN JENS SØGAARD-HANSEN ERIK THORN LISBETH WARMING HELSE fysik Bogen er udarbejdet til brug ved uddannelsen af helseassistenter først på Risø og siden i Dansk Dekommissionering. Den benyttes også som en del af pensum i uddannelsen af helsefysikere i Dansk Dekommissionering. Dele af bogen kan også benyttes ved undervisningen i helsefysik på gymnasier og universiteter. Forfatterne er helsefysikere, og de har i en lang årrække arbejdet på Risø med strålingsbeskyttelse i forbindelse med driften af Risøs forskningsreaktorer og de øvrige nukleare anlæg og senere i Dansk Dekommissioning ved anlæggenes dekommissionering. De har gennem alle årene undervist i helsefysik for alle personalekategorier. ISBN Helsefysik_omslag_01.indd 1-3 fysik HELSE HELSE PER HEDEMANN JENSEN THOMMY INGEMANN LARSEN BENTE LAURIDSEN JENS SØGAARD-HANSEN ERIK THORN LISBETH WARMING nyttf.dk varenr NYT TEKNISK FORLAG :31:42

2

3 Helsefysik Radioaktivitet, ioniserende stråling, biologiske virkninger og strålingsbeskyttelse Per Hedemann Jensen, Thommy Ingemann Larsen Bente Lauridsen, Jens Søgaard-Hansen, Erik Thorn, Lisbeth Warming

4 Helsefysik Radioaktivitet, ioniserende stråling, biologiske virkninger og strålingsbeskyttelse 1. udgave 2012 Bogen er udgivet af Dansk Dekommissionering i kommission hos Nyt Teknisk Forlag Dansk Dekommissionering 2012 Forlagsredaktør: Henrik Larsen, hl@nyttf.dk Omslag: Henrik Stig Møller, Dtp: Dansk Dekommissionering ISBN: Varenummer: Alle rettigheder ifølge gældende lov om ophavsret forbeholdes. Kopiering fra denne e-bog må ikke finde sted. Nyt Teknisk Forlag Ny Vestergade 17, 4. sal 1471 København K info@nyttf.dk Ekspedition: Erhvervsskolernes Forlag,

5 Indhold 1 Indledning 1 2 Atomernes verden Atombegrebet fra oldtid til nutid Atomet og de mindste bestanddele Atomets opbygning Atomets fysik Grundstoffer og isotoper Grundstoffer Isotoper Det Periodiske System Beskrivelse af Det Periodiske System Elektronstruktur og opbygningen af Det Periodiske System Kemisk reaktion og kemisk binding Molekyler, kemiske forbindelser og kemiske reaktioner Kemisk binding Valenselektroner Kovalent binding Ionbinding Metalbinding Blandede bindinger Bindinger mellem molekyler Stoffets faser Den faste fase Væskefasen Gasfasen Plasmafasen Litteratur Spontane kerneomdannelser Becquerels opdagelse af radioaktivitet De radioaktive henfald Stabile og ustabile kerner α-henfald β-henfald Electron Capture (EC) (elektronindfangning) Spontan fission Ledsagende γ-stråling og røntgenstråling Internal Conversion (IC) (intern konvertering) Matematisk beskrivelse af radioaktivitet Henfaldskonstant, henfaldslov og halveringstid i

6 3.3.2 Enheder for radioaktivitet Specifik aktivitet Kædehenfald Nuklidkortet Atomnummer og atomvægt Farvekoder Oplysninger fra nuklidkortet Særlige forhold Øvelsesopgaver Litteratur Ioniserende strålings vekselvirkning med stof Ioniserende stråling Ionisering og ioniseringsenergi Definition af ioniserende stråling Typer af ioniserende stråling Strålingaftunge, ladedepartikler Elektron- og positronstråling γ-stråling og røntgenstråling Neutronstråling Tværsnit og energiomsætning Tværsnit Energiomsætning Tunge og ladede partikler Vekselvirkning og energioverførsel Stoppeevne Energiafsættelse i stof Partikelbane og rækkevidde Partikelbane Rækkevidde Elektroner og positroner Vekselvirkning og energioverførsel Kollisionstab (kollisionsstoppeevne) Bremsestråling Annihilation Cerenkov-stråling Dannelse af røntgenstråling Karakteristisk (fluorescens) røntgenstråling Bremse-røntgenstråling (bremsestråling) Partikelbane og rækkevidde Partikelbane Partikelrækkevidde Gamma- og røntgenstråling Den fotoelektriske effekt ii

7 4.5.2 Comptonspredning og -absorption Pardannelse Fotoaktivering Den eksponentielle svækkelse Neutroner Dannelse af neutroner Neutroners vekselvirkning med stof Neutronspredning Neutronabsorption Den eksponentielle svækkelse Øvelsesopgaver Litteratur Strålingsfelter og strålingsdoser - begreber og enheder Fluence og fluencehastighed Energifluence og energifluencehastighed Stokastiske og ikke-stokastiske størrelser Fysik Biologi Meteorologi Energioverførsel og energiafsættelse i stof Overført energi og afsat energi Kerma og kermahastighed Eksponering og eksponeringshastighed Cema og cemahastighed Absorberet dosis og absorberet dosishastighed Karakterisering af biologisk skadevirkning Lineær energioverførsel (LET) Relativ biologisk effektivitet (RBE) Kvalitetsfaktor Strålingsvægtfaktor Ækvivalent dosis Risikofaktorer og vævsvægtfaktorer Effektiv dosis RBE-vægtet absorberet dosis Kollektiv dosis Operationelle dosisstørrelser Miljødosisækvivalent, retningsbestemt dosisækvivalent og persondosisækvivalent Miljødosisækvivalent Retningsbestemt dosisækvivalent Persondosisækvivalent Dosis-konversionskoefficienter iii

8 Bestemmelse af effektiv dosis ud fra operationelle størrelser Øvelsesopgaver Litteratur Eksterne og interne strålingsdoser Eksterne strålingsdoser Helkropsbestråling Delkropsbestråling Bestemmelse af eksterne strålingsdoser Dosishastighedsmåling Dosismåling Beregning af γ-dosishastighed fra kilder Beregning af β-dosishastighed fra kilder Beregning af β-dosishastighed fra hudkontamination Beregning af dosishastighed fra neutronstråling Beregning af dosishastighed fra forurenet luft Reduktion af eksterne doser Interne strålingsdoser Indtagsveje og transport Tilbageholdelse og udskillelse Tilbageholdelsesfunktioner Udskillelsesfunktioner Committet ækvivalent dosis til indre organer Committet effektiv dosis Bestemmelse af interne doser Målingafkoncentration Målinger påexcreta Helkropsmåling Engangsindtag og kontinuerlige indtag Reduktion af interne doser Øvelsesopgaver Litteratur Menneskets strålingsmiljø Baggrundsstråling og naturlig radioaktivitet Kosmisk stråling Terrestrisk radioaktivitet Radon ( 222 Rn) Radonkilder og. radontransport Radon.... i indendørsluften Radioaktivitet i mennesket Menneskeskabt stråling og radioaktivitet iv

9 7.2.1 Kernevåbenforsøg (fall-out aktivitet) Kernekraft Normal.... drift Uheldssituationer Medicinsk bestråling Diagnostik Terapi Industriel bestråling Forbrugerprodukter Årlige committede effektive doser Litteratur Strålings biologiske virkninger Erfaringsmateriale Deterministiske skader Stokastiske skader Cellebiologi og strålingsskader Cellebiologi Strålingsskader påcelleniveau Enkelt- og dobbelt-strengs-brud Dosis- og dosishastighedseffekt Deterministiske og stokastiske skader Deterministiske skader Celleoverlevelse efter bestråling Dosisrespons og skadetyper Dosis-fraktionering og -udstrækning Hele kroppen A. Akut knoglemarvssyndrom B. Kronisk knoglemarvssyndrom C. Mave-tarmkanalsyndromet D. Centralnervesyndromet Hud Lunger Øjne Gonader Fostre Indtag af radionuklider α-emittere β-emittere Sammenfatning af deterministiske skader Behandling af strålingsskader og personkontamination Helkropsbestråling Ekstremitetsbestråling Intern kontamination v

10 Hudkontamination Stokastiske skader Somatiske skader Celleforandringer Latenstid Strålingsrisiko A. Risikomodeller B. Epidemiologiske undersøgelser Genetisk bestemt øget følsomhed Effekter i naboceller Kredsløbssygdomme Tærskeleffekt for stokastiske skader Strålingshormesis Sandsynlighed for årsagssammenhæng Genetiske skader Mutationer Dosisrespons og risikofaktorer Sammenfatning af stokastiske skader Litteratur Systemet for strålingsbeskyttelse Historisk perspektiv ICRP s arbejdsform Udviklingen af ICRP s anbefalinger ICRP s beskyttelsessystem Planlagt eksponering (praksis) Retfærdiggørelse Optimering Dosisgrænser Afledt luftkoncentration (DAC) Medicinsk bestråling Uheldseksponering og eksisterende eksponering Referenceniveauer Retfærdiggørelse Optimering Personale der udfører indgrebsoperationer EU s direktiver for strålingsbeskyttelse Planlagte eksponeringssituationer Uheldseksponeringssituationer Medicinsk bestråling Danske regler for strålingsbeskyttelse Planlagte eksponeringssituationer Uheldseksponeringssituationer Deltagelse i uheldsbekæmpelse vi

11 Beskyttelse af enkeltpersoner i befolkningen Medicinsk bestråling Litteratur Strålingsafskærmning α-stråling Rækkevidde Afskærmning β-stråling Rækkevidde Bremsestråling γ-stråling Spredt stråling, build-up, reflektion og sky-shine Transmissionsfaktor og dæmpningsfaktor Halveringstykkelse og middelvejlængde Neutronstråling Transmissionsfaktor og dæmpningsfaktor Halveringstykkelse og relaksationslængde Sekundær stråling Afskærmningsmaterialer Litteratur Helsefysisk arbejdshygiejne Organisation og ansvar Bekendtgørelser og DD-instrukser Bekendtgørelser DD-instrukser Klassifikation af områder Grundlag for klassifikation af områder Kontaminationsområder Strålingsområder Klassifikationsgrænser i DD Arbejde i klassificerede områder Normale strålings- og kontaminationsniveauer Regler for arbejde i klassificerede områder Helseassistentens arbejdsopgaver Rådgivning Kontrol og overvågning Rapportering Helseassistentens rolle for arbejdshygiejnen Arbejdsmoral og selvstændighed Tillid til helseassistentens vurdering Arbejdsbeskrivelser Orden vii

12 Samarbejde Praktiske metoder til begrænsning af doser Beskyttelse mod ekstern bestråling Tid Afstand Afskærmning Beskyttelse mod intern bestråling Praktiske forholdsregler Forholdsregler for arbejde i klassificerede områder Generelle betragtninger om rengøring efter kontamination Områder og udstyr Personer Helseassistentens 10 bud Strålingsdetektering Instrumenter Gasfyldte detektorer Ionkamre Proportionalkamre Geiger-Müllerkamre Scintillatorer α-detektering β-detektering γ-detektering Halvlederdetektorer Dosimetre Film Termoluminescens-dosimetre (TLD) Elektrometre Elektroniske lommedosimetre Folier Kritikalitetsdosimetre Kalorimetre Kemiske dosimetre Elektronspinresonans-dosimetre Luftmonitering Partikelmonitering Continuous Air Monitor Afkastmonitering Monitering af gasformigt jod Tritium- og anden gasmonitering Litteratur viii

13 13 Prøvetagning, måling og resultatvurdering Prøvetagning Aftørringsprøver (smeartests) Vandprøver Luftprøver Måling af strålingsfelter Behandling af måledata Almene forhold Baggrund Målegeometri Måletid Tællestatistik Detektorafhængige forhold Egen-effektivitet Dødtid og mætning Energirespons Aktivering og kontaminering Kildeafhængige forhold Henfald Henfaldskæder Energispektrum Selvabsorption Kalibrering og justering Egen-effektivitet Geometrifaktor Absolut-effektivitet og beregningsfaktor Eksempel på behandling af måledata Resultatvurdering Dosishastighedsbestemmelse Dosisbestemmelse Aktivitetsbestemmelse Rapportering og dokumentation Litteratur Reaktorer og andre strålingsmaskiner Fissions-reaktorer Princip og opbygning Neutronflux i en reaktorkerne Forsøgsreaktorer Kraftreaktorer Kogendevandsreaktor Trykvandsreaktor Tungtvandsmodereret reaktor Grafitmodereret reaktor ix

14 Gaskølet reaktor Formeringsreaktor Acceleratorer Princip og opbygning Van de Graaff-accelerator Tandem-Van de Graaff-accelerator Lineær elektronaccelerator (Linac) Cyklotron og synkrotron Febetron Røntgenapparater Princip og opbygning Analyseanlæg Gennemlysningsanlæg Bestrålingsanlæg Lasere Princip og opbygning Klassifikation af lasere Anvendelse af lasere Bestrålingsanlæg med radioaktive kilder Radiografianlæg Fusionsmaskiner Princip og opbygning Maskiner til fusionsforsøg Fusionsreaktorer Litteratur Konsekvenser af radioaktive udslip Spredning i atmosfæren Gauss-modellen Atmosfærens stabilitet Ekstern dosis fra luftbåretaktivitet Indåndingsdosis fra luftbåren aktivitet Ekstern dosis fra deponeret aktivitet Indåndingsdosis fra deponeret aktivitet Forurening af fødemidler Fødekæder Intern dosis fra forurenede fødemidler Spredning i hydrosfæren Spredning i lithosfæren Litteratur x

15 16 Uheldseksponering Ekstern bestråling Bestrålingsanlæg med γ-kilder Røntgenanlæg Reaktorer Kritikalitet Acceleratorer Intern bestråling Indånding Indtag via munden Indtag via åbne såroggennemhuden Dosisbestemmelse Personlige dosimetre Bestemmelse af strålingsfelt Helkropsmåling og måling påexcreta Personlige genstande Biologiske dosimetre Litteratur Indeks 653 xi

16

17 KAPITEL 1 Indledning Skønt radioaktiviteten først blev opdaget for godt og vel 100 år siden, har der altid været radioaktive stoffer på Jorden, og mennesket er derfor altid udsat for ioniserende stråling fra disse stoffer, ligesom mennesket udsættes for stråling fra verdensrummet. I perioden blev det klarlagt, at stråling fra radioaktive stoffer udsendes som følge af spontane omdannelser af ustabile atomkerner. Studiet af stråling og radioaktive stoffers egenskaber har ført til omfattende teknologiske fremskridt specielt inden for medicinsk diagnostik og behandling samt inden for energiproduktion. I dag anvendes radioaktive stoffer og ioniserende stråling i stor udstrækning inden for hospitalsvæsen, industri, landbrug og forskning. Ved anvendelse af radioaktive stoffer og ioniserende stråling er beskyttelsesforanstaltninger nødvendige. Fagområdet helsefysik beskæftiger sig med strålingsbeskyttelse af mennesker og miljø. Helsefysik har til formål at sikre, at personer, der kan blive udsat for ioniserende stråling, får så lave doser, som det med rimelighed kan opnås. Helsefysik omfatter ioniserende strålings biologiske virkninger (helse) og fysiske natur (fysik). Det helsefysiske fagområde er bredt og gør brug af viden og metoder inden for fagområderne biologi, fysik, kemi, matematik, m.fl. Det omfatter følgende discipliner: - beskrivelse af strålingsdannelse i radioaktive stoffer i naturen og i menneskeskabte radioaktive stoffer, røntgenanlæg, reaktorer mv. - beskrivelse af forskellige strålingstyper: α-, β-, γ-, røntgen- og neutronstråling m.fl. - vekselvirkning mellem stråling og stof - metoder til måling af radioaktivitet og stråling - beskrivelse og bestemmelse af strålingsdoser - omsætning af radioaktive stoffer i mennesket - omsætning af radioaktive stoffer i miljøet - biologisk virkning af strålingsudsættelse - metoder til beskyttelse mod stråling - udvikling af beskyttelsesfilosofi samt normer og regler for strålingsbeskyttelse 1

18 Indledning Helsefysikken er primært en arbejdsmiljødisciplin, men anvendes også ved beskyttelse af personer, der modtager stråling ved diagnostik og terapi. Den anvendes ligeledes ved beskyttelse af befolkningen, der udsættes for stråling fra naturligt forekommende strålingskilder eller fra uheld, hvor radioaktive stoffer er blevet spredt i omegnsmiljøet. Behovet for strålingsbeskyttelse blev erkendt kort efter Wilhelm Röntgens opdagelse af røntgenstrålingen i 1895 og Henri Becquerels opdagelse af den naturlige radioaktivitet i Helsefysikken har da også været under konstant udvikling lige siden disse epokegørende opdagelser. Den internationale strålingsbeskyttelseskommission, ICRP, har siden sin dannelse i 1928 været ledende inden for udviklingen af principperne for strålingsbeskyttelse. I dag fremstår disse principper for strålingsbeskyttelse af arbejdstagere og befolkning i både normale som i uheldssituationer som meget gennemarbejdede. Principperne har da også i stigende grad fundet anvendelse inden for den generelle miljøbeskyttelse. Den foreliggende bog Helsefysik giver en samlet indføring i helsefysikkens mange discipliner. Den er udarbejdet specielt til brug ved uddannelsen af helseassistenter på Risø og i Dansk Dekommissionering. Bogen udgør det skriftlige fundament for denne uddannelse. Den giver en bred indføring i helsefysikken, fra den fysiske beskrivelse af radioaktivitet og ioniserende stråling over beskyttelsesprincipper og -foranstaltninger til strålingens biologiske virkninger. Helseassistenter udfører kontrolmålinger af strålingsniveauer og radioaktiv forurening på de nukleare anlæg og i laboratorier på Risø-området, hvor der arbejdes med radioaktive stoffer og ioniserende stråling. Ved enhver arbejdsoperation, hvor der er mulighed for høje strålingsniveauer og/eller spredning af radioaktive stoffer, overvåges operationen af en helseassistent, der løbende vurderer de helsefysiske forhold på arbejdsstedet og kommunikerer relevant helsefysisk information til de involverede personer. Helseassistenter rekrutteres normalt med en uddannelsesmæssig baggrund som laboratorietekniker, laborant eller tilsvarende. Uddannelsen varer et halvt år og består af en blanding af forelæsninger, on-the-job træning samt laboratorieøvelser og løsning af skriftlige opgaver. Uddannelsen afsluttes med en skriftlig og en mundtlig eksamen. Bogen er beskrivende i sin form, og den kan derfor med fordel anvendes ved undervisningi helsefysik på gymnasier. Bogen benyttes også som en del af pensum i uddannelsen af Dansk Dekommissionerings helsefysikere samt inden for andre områder af den helsefysiske undervisning i Dansk Dekommissionering og på Risø DTU. Den kan endvidereanvendes på universiteter, der udbyder kurser i helsefysik og medicinsk strålingsfysik/radiofysik samt medicinsk fysik og teknik. Der er udarbejdet en formelsamling, der indeholder formlerne fra bogen med tilhørende forklaringer. Formelsamlingen er udgivet som en ekstern DD-rapport (ISBN (Internet)). 2

19 Indledning Beslutningen om at skrive en lærebog blev taget, fordi der var et behov for en samlet og bred fremstilling på dansk af det helsefysiske fagområde, der kunne bruges i undervisningen af Risøs helseassistenter. Bogens kapitler har løbende været anvendt som undervisningsmateriale og har i en årrække været udgivet i rapportform i Dansk Dekommissionerings serie af eksterne rapporter. Kapitlerne har været under løbende revision i takt med udviklingen inden for specielt strålingsbiologien og beskyttelsesfilosofien. Som erfarne helsefysikere er det forfatternes håb, at bogen kan være med til at udbrede kendskabet til faget helsefysik og derigennem at understøtte de gavnlige anvendelser af brugen af radioaktive stoffer og ioniserende stråling. Forfatterne vil gerne takke en række personer for værdifulde kommentarer under bogens udarbejdelse. Det drejer sig først om fremmest om Sören Mattsson, Lunds Universitet og Universitetssjukhuset MAS, Malmö, Leif Sarholt, Københavns Universitet, Bertel Lohmann Andersen, Danmarks Tekniske Universitet, Kaare Ulbak, Statens Institut for Strålebeskyttelse, Lars Thorbjørn Jensen, Glostrup Hospital, Karl Arne Jessen, Århus Universitetshospital og Torben Mikkelsen, Risø DTU. Forfatterne vil ligeledes takke alle de helseassistenter, som i deres undervisningsforløb er kommet med forslag til forbedringer og tilføjelser til bogen. PER HEDEMANN JENSEN THOMMY INGEMANN LARSEN BENTE LAURIDSEN JENS SØGAARD-HANSEN ERIK THORN ( ) LISBETH WARMING 3

20

21 KAPITEL 2 Atomernes verden Den viden, vi i dag har om naturens opbygning og udvikling, er en følge af den menneskelige nysgerrighed. Med nysgerrigheden sat i system gennem de naturvidenskabelige fag er denne viden gradvis blevet udbygget og forbedret. Inden for det atomare område har det ved hjælp af eksperimentelt udstyr været muligt at observere en helt ny verden af fænomener ud over dem, vi umiddelbart sanser. For at kunne orientere sig i denne verden, dvs. kunne forstå og bearbejde de eksperimentelle resultater, har det været nødvendigt at indføre nye begreber og måder at beskrive tingene på. Hertil har matematikken leveret nyttigt værktøj. Selv om de fremkomne teorier er abstrakte, er de dog bundet til virkeligheden gennem de forsøg og observationer, der har dannet grundlag for teorierne. I dette kapitel vil en del af den eksisterende viden og teori om stoffets mindste bestanddele blive gennemgået. 2.1 Atombegrebet fra oldtid til nutid Fra historiske skrifter vides det, at oldtidens filosoffer gjorde sig mange tanker om stoffets inderste væsen og opbygning. De udførte ikke eksperimenter, men byggede formodentlig deres teorier på observationer af fysiske fænomener som fortynding og fortætning. De tænkte logisk, men deres tanker var dog også influeret af spirituelle og religiøse erfaringer. Omkring år 600 f.kr. var der hos de græske filosoffer en opfattelse af, at verdenen var opbygget af basisstofferne vand, ild, luft og jord, og disse blev kaldt elementer. Elementerne kunne danne kombinationer med hinanden og gennemtrænge hinanden og derved danne alle andre stoffer. Filosoffen Leukippos (ca. 440 f.kr.) troede ikke på elementteorien og forestillede sig, at alt stof var opbygget af udelelige og uforgængelige små partikler kaldet atomer (fra græsk: atomos = udelelig). Leukippos regnes derfor som fader til atomteorien. Han startede en skole, hvorfra hans lære blev udbredt. Leukippos s elev Demokrit ( f.kr.) videreudviklede den atomistiske ide. Han antog, at der eksisterede uendelig mange slags atomer, der bevægede sig rundt i tomt rum. Når atomerne kom tæt på hinanden, kunne de støde sammen og gå fra hinanden igen, eller de kunne flette sig ind i hinanden og danne eksempelvis vand, ild, planter og mennesker. Den atomistiske lære blev langtfra alment accepteret. Blandt modstanderne var den store filosof Aristoteles ( f.kr.), der gik ind for elementlæren og var med til at videreudvikle denne. Aristoteles s indflydelse 5