Gamma-stråler: hva de er, effekter, egenskaper, kilder, bruksområder

Du strålergamma, også kalt gammastråling, er en type elektromagnetisk stråling av høy frekvens, som har høy penetrasjonskraft i materie og er helseskadelig. DE stråling gamma produseres, i de fleste tilfeller, av radioaktivt forfall av ustabile atomkjerner.

Gamma-stråler er ekstremt energiske og er bølger med de høyeste frekvensene av hele elektromagnetisk spektrum (over 10¹⁸ Hz). Denne typen stråling brukes til sterilisering av kirurgiske verktøy, matbestråling, komplekse operasjoner og astronomiske observasjoner.

På grunn av sin enorme energi kan gammastråler rive elektroner fra mange materialer, så vel som forårsake skade på DNA-molekyler i levende vesener, det er derfor vi sier at denne typen stråling er ioniserende. Prosessene som gammastråler er i stand til å ionisere materie er:

• Den er lagetfotoelektrisk: I denne prosessen kolliderer gammastrålefotonene med overflaten av materialene, og kaster ut elektronene deres med energier lavere enn energien til de innfallende gammafotonene;

• Compton-spredning:

  I denne prosessen absorberes gammastrålingsfotoner av atomer som avgir nye fotoner med lavere energi og frekvens enn de innfallende fotonene;

• Produksjon av par: Når gammagenergifotoner med høy energi kolliderer med atomkjernen, resulterer deres energi i generering av et elektron-positronpar som tilintetgjør hverandre og produserer to andre gammarenergifotoner med lavere energi.

Seogså:Hverdags strålingskilder

Gamma-stråleegenskaper

Gamma-stråler kan måles med enheter som den som er vist på bildet.

Fordi det er elektromagnetisk stråling, har ikke gammastråler det elektrisk ladning ei heller masse. Fordi de ikke er elektrisk ladet, kan gammastråler ikke avbøyes av elektriske og magnetiske felt.

Fordi de ikke har en elektrisk ladning, blir ikke gammastråler avbøyd av magnetfeltet.

Gamma-stråler forplantes i vakuum med lysets hastighet, omtrent 3.0.10⁸ m / s. Videre, fordi de er bølger, er teoretisk gammastråler utsatt for alle bølgefenomener som andre lysfrekvenser viser, slik som speilbilde,brytning,diffraksjon og polarisering.

Blant alle de kjente strålingsformene har den den største gjennomtrengningskraften, i stand til å forplante seg i praktisk talt noenganske. For å få en ide, hvis vi ønsket å redusere intensiteten av gammastråling med en faktor på 1 milliard, måtte den passere gjennom omtrent 40 cm bly.

Blant ioniserende stråling har gammastråler størst penetrasjonskraft.

Seogså: Kjernefysikk

Gamma-strålekilder

De viktigste kildene til gammastråler er:

• reaksjoner kjernefysisk:Gamma-stråling produseres ved et kjerneforfall med samme navn, gammaforfall, som kan forekomme sammen med alfa- og beta-forfall. Fotonene til denne strålingen bærer energier i størrelsesorden megaelektronvolt (MeV - 10⁶ eV). Sjekk ut et eksempel på kjerneforfall som resulterer i utslipp av fotoner fra gammastråling:

Eksempel på gammaforfall sammen med utslipp av et elektron og en elektronisk nøytrino.

• Peer Annihilation: Når partikler og antipartikler møtes, som elektroner og antielektroner, tilintetgjør de hverandre og produserer høyenergigamma-fotoner;

• Kosmiske stråler: Gammastråler som kommer fra alle retninger av rommet, kommer fra andre galakser eller produseres av eksplosjoner av stjerner kolliderer med atomer i atmosfæren, noe som resulterer i produksjon av par som tilintetgjør hverandre kort tid etterpå;

• Stråler: Atmosfæriske utslipp er i stand til å varme opp atomer til det punktet at de avgir korte impulser av gammastråling;

• Magneter og pulsarer: Pulsarer og magnetarer er ekstremt tette, varme typer nøytronstjerner som roterer i enorme hastigheter, og avgir røntgenstråler og gammastråling gjennom polene;

• Solutbrudd: Aktiviteten til soloverflaten og atmosfæren får solen til å produsere en stor mengde gammastråler.

Se også: Møt moderne fysikk

Gamma Ray Effects

Gamma-stråling er i stand til å produsere flere biologiske effekter. Imidlertid er disse effektene bestemt av noen faktorer, for eksempel vevstypen som bestråles, eksponeringstiden og intensiteten til strålingen.

Når gammastråling samhandler med molekyler som er tilstede i vev, striper den elektroner fra dem og danner seg ioner. I noen tilfeller kan kjemiske bindinger brytes, noe som gir opphav til frie radikaler: molekyler som er i stand til å nedbryte celler og forårsake skade på kroppen, og som påvirker prosessen med celledeling. Konsekvensene av disse mutasjonene er utseendet til svulster, anemi, genetiske mutasjoner, blant andre.

→ Er gammastråling ioniserende?

Stråling betraktes som ioniserende når den er i stand til å rive elektroner fra atomer og molekyler. Imidlertid har forskjellige atomer og molekyler forskjellige verdier for ioniseringsenergiene, og derfor er definisjonen av ioniserende stråling noe upresis.

Vi vet imidlertid at radiobølger, mikrobølger, synlig lys og infrarøde stråler ikke har nok energi til å ionisere molekyler. Videre typer bølger som er utenfor frekvensen av synlig lys - ultrafiolett, røntgen og gammastråler er i stand til ioniserende molekyler hvis energien til deres fotoner har energier større enn 10 eV. Derfor er gammastråling faktisk ioniserende stråling.

Fordeler og skader ved gammastråler

Ta en titt på fordelene og skadene ved å bruke gammastråling:

→ fordeler

• Gamma-stråling kan brukes til å sterilisere forskjellige typer utstyr og drepe mikroorganismer;

• Gamma-stråler kan ødelegge svulster som kan fjernes og fjernes, noe som reduserer kirurgisk risiko;

• Vi kan bruke gammastråling for å bestråle matvarer som grønnsaker, og drepe mikroorganismer som reduserer holdbarheten;

• Den kan brukes til å bestemme forskjellige fysiske egenskaper ved faste materialer.

→ skade

• Bruk av gammastråling må gjøres med forsiktighet og sikkerhet på grunn av dens store gjennomtrengningskapasitet;

• Gamma-stråling er ioniserende og kan forårsake alvorlig skade på levende organismer, som for eksempel utseende av svulster.

Alfa-, beta- og gammastråling

På alfa-, beta- og gammastråling de produseres for det meste av kjerneforfall. Mens alfa- og beta-stråling er korpuskulær (de er laget av partikler), er gammastråling elektromagnetisk.

• Alpha-stråling: den dannes av heliumatomkjerner (He), det vil si to protoner og to nøytroner. Denne formen for stråling har lav penetrasjonskraft, men den kan være ioniserende hvis den kinetiske energien til alfapartikler er tilstrekkelig høy.

  

• Betastråling: dannes av elektroner. Denne typen stråling er ioniserende og har en moderat penetrasjonskraft.

  

• Gamma-stråling: dannes av fotoner med høy energi og frekvenser. Det er en ioniserende stråling med høy penetrasjonskraft.

Av meg. Rafael Helerbrock