Sina kiiredgamma, mida nimetatakse ka gammakiirguseks, on teatud tüüpi elektromagnetiline kiirgus kõrge sagedus, millel on suur tungimisvõime ainesse ja mis on tervisele kahjulik. THE kiirgus gammat toodab enamasti radioaktiivne lagunemine ebastabiilsetest aatomituumadest.
Gammakiired on äärmiselt energilised ja on lained kõrgeimate sagedustega kogu elektromagnetiline spekter (üle 1018 Hz). Seda tüüpi kiirgust kasutatakse kirurgiliste tööriistade steriliseerimiseks, toidu kiiritamiseks, keerukateks operatsioonideks ja astronoomilisteks vaatlusteks.
Tänu tohutule energiale suudavad gammakiired rebida elektrone paljudest materjalidest, samuti kahjustada elusolendite DNA molekule, sellepärast ütleme, et seda tüüpi kiirgus ioniseerub. Protsessid, mille abil gammakiired suudavad ainet ioniseerida, on:
See on tehtudfotoelektriline: Selles protsessis põrkuvad gammakiirte footonid kokku materjalide pinnaga, väljutades nende elektronid energiaga, mis on madalam langevate gamma footonite energiast;
Comptoni hajutamine:
Selles protsessis neelavad gammakiirguse footoneid aatomid, mis kiirgavad uusi madalama energia ja sagedusega footoneid kui langevad footonid;Paaritootmine: Kui suure energiaga gammafotonid põrkuvad kokku aatomituumaga, tekib nende energia elektron-positronipaar, mis üksteist hävitab, tekitades veel kaks madalama energiaga gammakiirte footonit.
Vaataka:Igapäevased kiirgusallikad
Gamma kiirte omadused
Gammakiiri saab mõõta selliste seadmetega nagu fotol näidatud.
Kuna tegemist on elektromagnetkiirgusega, pole gammakiirtel elektrilaeng ega ka mass. Kuna need ei ole elektriliselt laetud, ei saa gammakiireid elektri- ja magnetväljad suunata.
Kuna neil pole elektrilaengut, ei kõrvalda gammakiiri magnetväli.
Gammakiired levivad vaakumis valguse kiirusega, umbes 3.0.108 Prl. Pealegi, kuna need on lained, alluvad teoreetiliselt gammakiired kõikidele lainete nähtustele, mida muud valgussagedused avaldavad, näiteks peegeldusmurdumine,difraktsioon ja polarisatsioon.
Kõigist teadaolevatest kiirgusvormidest on sellel suurim läbitungimisjõud, mis on võimeline praktiliselt levima mis tahesüsna. Idee saamiseks peaksime gammakiirguse intensiivsust 1 miljardi võrra vähendama, et see läbiks umbes 40 cm pliid.
Ioniseeriva kiirguse seas on gammakiirtel suurim läbitungimisvõime.
Vaataka: Tuumafüüsika
Gammakiirgusallikad
Peamised gammakiirguse allikad on:
reaktsioonid tuumaenergia:Gammakiirgust toodab samanimeline tuumalagunemine - gamma lagunemine, mis võib toimuda koos alfa- ja beeta lagunemisega. Selle kiirguse footonid kannavad energiaid megaelektronvoltides (MeV - 106 eV). Vaadake näidet tuumade lagunemisest, mille tulemuseks on gammakiirgusest tulenevate footonite eraldumine:
Näide gamma lagunemisest koos elektroni ja elektroonilise neutriino emissiooniga.
Kolleegide hävitamine: Kui osakesed ja antiosakesed kohtuvad, nagu elektronid ja antielektroonid, hävitavad nad teineteist, tekitades suure energiaga gammafootoneid;
Kosmilised kiired: Gammakiired, mis tulevad kõikidest kosmose suundadest, tulevad teistest galaktikatest või tekivad tähed põrkuvad atmosfääri aatomitega, mille tulemuseks on paaride tootmine, mis hävivad kohe pärast seda;
Kiired: Atmosfääri heited on võimelised aatomeid kuumutama nii, et nad kiirgaksid lühikesi gammakiirguse impulsse;
Magnetarid ja pulsarid: Pulsarid ja magnetarid on ülitihedad, kuumad neutronitähtede tüübid, mis pöörlevad tohutu kiirusega, kiirates läbi pooluste röntgenkiiri ja gammakiirgust;
Päikesepursked: Päikese pinna ja atmosfääri aktiivsus põhjustab Päikese suures koguses gammakiirte tekitamist.
Vaadake ka: Tutvuge kaasaegse füüsikaga
Gamma kiirte efektid
Gammakiirgus on võimeline tekitama mitmeid bioloogilisi mõjusid. Need mõjud määravad siiski mõned tegurid, näiteks kiiritatava koe tüüp, kokkupuuteaeg ja kiirguse intensiivsus.
Kui gammakiirgus interakteerub kudedes olevate molekulidega, eemaldab see neist elektronid, moodustades ioonid. Mõnel juhul võib keemilisi sidemeid puruneda, mis põhjustab vabad radikaalid: molekulid, mis on võimelised lagundama rakke ja põhjustama kehale kahjustusi, mõjutades raku pooldumine. Nende mutatsioonide tagajärjed on muu hulgas kasvajate ilmnemine, aneemia, geneetilised mutatsioonid.
→ Kas gammakiirgus on ioniseeriv?
Kiirgust peetakse ioniseerivaks, kui see on võimeline aatomitest ja molekulidest elektrone rippima. Kuid erinevatel aatomitel ja molekulidel on nende ionisatsioonienergiate jaoks erinevad väärtused ja seetõttu on ioniseeriva kiirguse määratlus mõnevõrra ebatäpne.
Kuid me teame, et raadiolainetel, mikrolaineahjudel, nähtaval valgusel ja infrapunakiirtel pole piisavalt energiat molekulide ioniseerimiseks. Veelgi enam, lainetüübid, mis on väljaspool nähtava valguse sagedust - ultraviolett, röntgen ja gammakiired on võimelised molekule ioniseerima, kui nende footonite energia on suurem kui 10 eV. Seetõttu on gammakiirgus tegelikult ioniseeriv kiirgus.
Gammakiirte eelised ja kahjustused
Vaadake gammakiirguse kasutamise eeliseid ja kahjustusi:
→ Kasu
Gammakiirgust saab kasutada erinevat tüüpi seadmete steriliseerimiseks, hävitades mikroorganisme;
Gammakiired võivad hävitada kompleksselt eemaldatavad kasvajad, vähendades kirurgilisi riske;
Saame gammakiirgust kasutada toiduainete, näiteks köögiviljade kiiritamiseks, hävitades säilivusaega vähendavaid mikroorganisme;
Seda saab kasutada tahkete materjalide erinevate füüsikaliste omaduste määramiseks.
→ kahjustada
Gammakiirgust tuleb kasutada ettevaatusega ja ohutult, kuna selle läbitungimisvõime on suur;
Gammakiirgus on ioniseeriv ja võib põhjustada elusorganismidele tõsist kahju, näiteks kasvajate ilmnemist.
Alfa-, beeta- ja gammakiirgus
Kell alfa-, beeta- ja gammakiirgus neid toodavad enamasti tuumade lagunemine. Kui alfa- ja beetakiirgus on korpuskulaarne (need on valmistatud osakestest), on gammakiirgus oma olemuselt elektromagnetiline.
-
Alfa-kiirgus: moodustub heeliumi aatomi tuumadest (He), see tähendab kahest prootonist ja kahest neutronist. Sellel kiirguse vormil on madal läbitungimisvõime, kuid see võib olla ioniseeriv, kui alfaosakeste kineetiline energia on piisavalt kõrge.
-
Beetakiirgus: selle moodustavad elektronid. Seda tüüpi kiirgus on ioniseeriv ja sellel on mõõdukas läbitungimisvõime.
Gammakiirgus: moodustuvad kõrge energia ja sagedustega footonitest. See on suure läbitungimisvõimega ioniseeriv kiirgus.
Minu poolt. Rafael Helerbrock
