أنت أشعةجاما، وتسمى أيضًا أشعة جاما ، هي نوع من الاشعاع الكهرومغناطيسي عالية التردد ، والتي لها قدرة اختراق عالية في المادة ومضرة بالصحة. ال إشعاع يتم إنتاج جاما ، في معظم الحالات ، بواسطة الاضمحلال الإشعاعي من النوى الذرية غير المستقرة.
أشعة جاما نشطة للغاية وهي أمواج مع أعلى ترددات من الكل المجال الكهرومغناطيسي (أكثر من 1018 هرتز). يستخدم هذا النوع من الإشعاع في تعقيم الأدوات الجراحية وتشعيع الطعام والعمليات الجراحية المعقدة والملاحظات الفلكية.
بسبب طاقتها الهائلة ، يمكن لأشعة جاما أن تمزق الإلكترونات من العديد من المواد ، وكذلك تتسبب في تلف جزيئات الحمض النووي في الكائنات الحية، لهذا نقول أن هذا النوع من الإشعاع مؤين. العمليات التي تستطيع أشعة جاما من خلالها تأين المادة هي:
صنعت منكهرضوئي: في هذه العملية ، تتصادم فوتونات أشعة جاما مع سطح المواد ، مما يؤدي إلى إخراج إلكتروناتها بطاقات أقل من طاقة فوتونات جاما الساقطة ؛
نثر كومبتون: في هذه العملية ، يتم امتصاص فوتونات إشعاع جاما بواسطة الذرات التي تصدر فوتونات جديدة ذات طاقة وتردد أقل من الفوتونات الساقطة ؛
إنتاج أزواج: عندما تصطدم فوتونات جاما عالية الطاقة بالنواة الذرية ، ينتج عن طاقتها توليد زوج من الإلكترون والبوزيترون يفني كل منهما الآخر ، وينتج فوتونين آخرين من أشعة جاما منخفضة الطاقة.
نظرةأيضا:مصادر الإشعاع اليومية
خصائص أشعة جاما
يمكن قياس أشعة جاما بأجهزة مثل التي تظهر في الصورة.
لأنه إشعاع كهرومغناطيسي ، فإن أشعة جاما لا تحتوي على شحنة كهربائية ولا الكتلة. نظرًا لأن أشعة جاما ليست مشحونة كهربائيًا ، فلا يمكن أن تنحرف عن طريق المجالات الكهربائية والمغناطيسية.
نظرًا لعدم احتوائها على شحنة كهربائية ، لا ينحرف المجال المغناطيسي عن أشعة جاما.
تنتشر أشعة جاما في الفراغ بسرعة الضوء حوالي 3.0.108 آنسة. علاوة على ذلك ، نظرًا لأنها موجات ، من الناحية النظرية ، تخضع أشعة جاما لجميع الظواهر الموجية التي تظهرها الترددات الأخرى للضوء ، مثل انعكاس،الانكسارالانحراف و الاستقطاب.
من بين جميع أشكال الإشعاع المعروفة ، تتمتع بأكبر قوة اختراق ، حيث إنها قادرة على الانتشار عمليًا أيالى حد كبير. للحصول على فكرة ، إذا أردنا تقليل كثافة إشعاع غاما بمعامل يصل إلى مليار ، فسيتعين عليه المرور عبر 40 سم تقريبًا من الرصاص.
من بين الإشعاعات المؤينة ، تتمتع أشعة جاما بأكبر قوة اختراق.
نظرةأيضا: فيزياء نووية
مصادر أشعة جاما
المصادر الرئيسية لأشعة جاما هي:
تفاعلات نووي:ينتج إشعاع جاما عن تحلل نووي يحمل نفس الاسم ، وهو تحلل جاما ، والذي يمكن أن يحدث مع تحلل ألفا وبيتا. تحمل فوتونات هذا الإشعاع طاقات بترتيب ميغا إلكترون فولت (MeV - 106 eV). تحقق من مثال على الاضمحلال النووي الذي ينتج عنه انبعاث فوتونات من أشعة جاما:
مثال على اضمحلال جاما مع انبعاث إلكترون ونيوترينو إلكتروني.
إبادة الأقران: عندما تلتقي الجسيمات والجسيمات المضادة ، مثل الإلكترونات والإلكترونات المضادة ، فإنها تفني بعضها البعض منتجة فوتونات جاما عالية الطاقة ؛
الأشعة الكونية: تأتي أشعة جاما من جميع اتجاهات الفضاء ، قادمة من مجرات أخرى أو ناتجة عن انفجارات تصطدم النجوم بالذرات الموجودة في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى إنتاج أزواج تفني بعضها البعض بعد ذلك بوقت قصير ؛
أشعة: تصريفات الغلاف الجوي قادرة على تسخين الذرات لدرجة تجعلها تصدر نبضات قصيرة من إشعاع غاما ؛
النجوم المغناطيسية والنجوم النابضة: النجوم النابضة والمغناطيسية هي أنواع كثيفة للغاية وساخنة من النجوم النيوترونية التي تدور بسرعات هائلة ، وتنبعث منها أشعة سينية وأشعة غاما عبر أقطابها ؛
الانفجارات الشمسية: يتسبب نشاط السطح والغلاف الجوي للشمس في إنتاج كمية كبيرة من أشعة جاما.
نرى أيضا: تعرف على الفيزياء الحديثة
تأثيرات أشعة جاما
يمكن لإشعاع جاما إحداث تأثيرات بيولوجية عديدة. ومع ذلك ، يتم تحديد هذه التأثيرات من خلال بعض العوامل ، مثل نوع الأنسجة التي تتعرض للإشعاع ووقت التعرض وشدة الإشعاع.
عندما يتفاعل إشعاع جاما مع الجزيئات الموجودة في الأنسجة ، فإنه يزيل الإلكترونات منها ، ويشكل الأيونات. في بعض الحالات ، يمكن كسر الروابط الكيميائية ، مما يؤدي إلى الشوارد الحرة: الجزيئات القادرة على تحطيم الخلايا وإلحاق الضرر بالجسم ، مما يؤثر على عملية انقسام الخلية. عواقب هذه الطفرات هي ظهور الأورام ، وفقر الدم ، والطفرات الجينية ، من بين أمور أخرى.
→ هل إشعاع جاما مؤين؟
يعتبر الإشعاع مؤينًا عندما يكون قادرًا على تمزيق الإلكترونات من الذرات والجزيئات. ومع ذلك ، فإن الذرات والجزيئات المختلفة لها قيم مختلفة لطاقات التأين الخاصة بها ، وبالتالي ، فإن تعريف الإشعاع المؤين غير دقيق إلى حد ما.
ومع ذلك ، فإننا نعلم أن موجات الراديو ، والميكروويف ، والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء ليس لديها طاقة كافية لتأين الجزيئات. علاوة على ذلك ، فإن أنواع الموجات التي تتجاوز تردد الضوء المرئي - الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية و تكون أشعة جاما قادرة على تأين الجزيئات إذا كانت طاقة فوتوناتها لها طاقات أكبر من 10 فولت. لذلك ، فإن إشعاع جاما هو في الواقع إشعاع مؤين.
فوائد ومضار أشعة جاما
تحقق من بعض فوائد ومضار استخدام أشعة جاما:
→ فوائد
يمكن استخدام إشعاع جاما لتعقيم أنواع مختلفة من المعدات وقتل الكائنات الحية الدقيقة ؛
يمكن لأشعة جاما تدمير الأورام المعقدة التي يجب إزالتها ، مما يقلل من مخاطر الجراحة ؛
يمكننا استخدام أشعة جاما لإشعاع الأطعمة مثل الخضار ، وقتل الكائنات الحية الدقيقة التي تقلل من مدة الصلاحية ؛
يمكن استخدامه لتحديد الخصائص الفيزيائية المختلفة للمواد الصلبة.
→ ضرر
يجب أن يتم استخدام أشعة جاما بحذر وأمان ، نظرًا لقدرتها الكبيرة على الاختراق ؛
إشعاع جاما مؤين ويمكن أن يسبب أضرارًا جسيمة للكائنات الحية ، مثل ظهور الأورام.
إشعاع ألفا وبيتا وجاما
في إشعاع ألفا وبيتا وجاما يتم إنتاجها في الغالب عن طريق الانحلال النووي. في حين أن إشعاع ألفا وبيتا جسماني (يتكونان من جزيئات) ، فإن إشعاع جاما هو كهرومغناطيسي بطبيعته.
-
إشعاع ألفا: يتكون من نوى ذرة الهيليوم (He) ، أي بروتونين واثنين من النيوترون. هذا الشكل من الإشعاع له قوة اختراق منخفضة ، ومع ذلك ، يمكن أن يكون مؤينًا إذا كانت الطاقة الحركية لجزيئات ألفا عالية بدرجة كافية.
-
إشعاع بيتا: يتكون من الإلكترونات. هذا النوع من الإشعاع مؤين وله قوة اختراق معتدلة.
إشعاع جاما: يتكون من فوتونات ذات طاقة وترددات عالية. إنه إشعاع مؤين بقوة اختراق عالية.
من جانبي رافائيل هيلربروك
