ty promieniegamma, zwane również promieniowaniem gamma, są rodzajem promieniowanie elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości, który ma dużą siłę przenikania w materię i jest szkodliwy dla zdrowia. TEN promieniowanie gamma jest wytwarzana w większości przypadków przez rozpad radioaktywny niestabilnych jąder atomowych.
Promienie gamma są niezwykle energetyczne i są fale o najwyższych częstotliwościach całego widmo elektromagnetyczne (ponad 1018 Hz). Ten rodzaj promieniowania znajduje zastosowanie w sterylizacji narzędzi chirurgicznych, napromienianiu żywności, skomplikowanych operacjach i obserwacjach astronomicznych.
Ze względu na swoją ogromną energię promienie gamma mogą wyrywać elektrony z wielu materiałów, a także powodować uszkodzenia cząsteczek DNA u żywych istot, dlatego mówimy, że ten rodzaj promieniowania jest jonizujący. Procesy, dzięki którym promienie gamma mogą jonizować materię, to:
To jest zrobionefotoelektryczny: W procesie tym fotony promieniowania gamma zderzają się z powierzchnią materiałów, wyrzucając swoje elektrony o energiach niższych niż energia padających fotonów gamma;
Rozpraszanie Comptona: W procesie tym fotony promieniowania gamma są pochłaniane przez atomy, które emitują nowe fotony o niższej energii i częstotliwości niż fotony padające;
Produkcja par: Kiedy wysokoenergetyczne fotony gamma zderzają się z jądrem atomowym, ich energia powoduje powstanie para elektron-pozyton, które anihilują się nawzajem, wytwarzając dwa inne fotony promieniowania gamma o niższej energii.
Popatrzrównież:Źródła promieniowania codziennego
Właściwości promieni gamma
Promienie gamma można mierzyć za pomocą urządzeń takich jak pokazane na zdjęciu.
Ponieważ jest to promieniowanie elektromagnetyczne, promienie gamma nie mają ładunek elektryczny ani masy. Ponieważ nie są naładowane elektrycznie, promienie gamma nie mogą być odchylane przez pola elektryczne i magnetyczne.
Ponieważ nie mają ładunku elektrycznego, promienie gamma nie są odchylane przez pole magnetyczne.
Promienie gamma rozchodzą się w próżni z prędkością światła około 3.0.108 SM. Ponadto, ponieważ są to fale, teoretycznie promienie gamma podlegają wszystkim zjawiskom falowym, które wykazują inne częstotliwości światła, takie jak odbicie,refrakcja,dyfrakcja i polaryzacja.
Spośród wszystkich znanych form promieniowania ma największą siłę penetracji, będąc w stanie praktycznie się rozprzestrzeniać każdycałkiem. Aby zorientować się, że chcielibyśmy zmniejszyć intensywność promieniowania gamma o 1 miliard razy, musiałoby ono przejść przez około 40 cm ołowiu.
Spośród promieniowania jonizującego promienie gamma mają największą siłę przenikania.
Popatrzrównież: Fizyka nuklearna
Źródła promieni gamma
Głównymi źródłami promieni gamma są:
reakcje jądrowy:Promieniowanie gamma powstaje w wyniku rozpadu jądrowego o tej samej nazwie, rozpadu gamma, który może wystąpić wraz z rozpadami alfa i beta. Fotony tego promieniowania przenoszą energie rzędu megaelektronowoltów (MeV – 106 eV). Zobacz przykład rozpadu jądrowego, który powoduje emisję fotonów z promieniowania gamma:
Przykład rozpadu gamma wraz z emisją elektronu i neutrina elektronowego.
Zniszczenie rówieśników: Kiedy cząstki i antycząstki spotykają się, jak elektrony i antyelektrony, anihilują się nawzajem, wytwarzając wysokoenergetyczne fotony gamma;
Promieniowanie kosmiczne: Promienie gamma pochodzące ze wszystkich kierunków kosmosu, pochodzące z innych galaktyk lub wytworzone przez eksplozje gwiazdy zderzają się z atomami w atmosferze, w wyniku czego powstają pary, które niedługo potem wzajemnie się anihilują;
Promienie: Wyładowania atmosferyczne mogą podgrzewać atomy do tego stopnia, że emitują krótkie impulsy promieniowania gamma;
Magnetary i pulsary: Pulsary i magnetary to niezwykle gęste, gorące typy gwiazd neutronowych, które obracają się z ogromnymi prędkościami, emitując promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma przez swoje bieguny;
Erupcje słoneczne: Aktywność powierzchni słonecznej i atmosfery powoduje, że Słońce wytwarza dużą ilość promieni gamma.
Zobacz też: Poznaj współczesną fizykę
Efekty promieniowania gamma
Promieniowanie gamma może wywołać kilka efektów biologicznych. Jednak efekty te są determinowane przez pewne czynniki, takie jak rodzaj napromienianej tkanki, czas ekspozycji i intensywność promieniowania.
Kiedy promieniowanie gamma wchodzi w interakcję z cząsteczkami obecnymi w tkankach, odbiera z nich elektrony, tworząc jony. W niektórych przypadkach wiązania chemiczne mogą zostać zerwane, powodując: wolne rodniki: cząsteczki zdolne do degradacji komórek i powodowania uszkodzeń organizmu, wpływające na proces podział komórek. Konsekwencją tych mutacji jest m.in. pojawienie się guzów, anemia, mutacje genetyczne.
→ Czy promieniowanie gamma jest jonizujące?
Promieniowanie jest uważane za jonizujące, gdy jest zdolne do wyrywania elektronów z atomów i cząsteczek. Jednak różne atomy i cząsteczki mają różne wartości energii jonizacji i dlatego definicja promieniowania jonizującego jest nieco nieprecyzyjna.
Wiemy jednak, że fale radiowe, mikrofale, światło widzialne i promienie podczerwone nie mają wystarczającej energii do jonizacji cząsteczek. Ponadto rodzaje fal, które są poza częstotliwością światła widzialnego - ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promienie gamma są zdolne do jonizacji cząsteczek, jeśli energia ich fotonów ma energię większą niż 10 eV. Dlatego promieniowanie gamma jest w rzeczywistości promieniowaniem jonizującym.
Korzyści i szkody promieni gamma
Sprawdź korzyści i szkody wynikające z używania promieniowania gamma:
→ Korzyści
Promieniowanie gamma może być używane do sterylizacji różnego rodzaju sprzętu, zabijając mikroorganizmy;
Promienie gamma mogą niszczyć skomplikowane do usunięcia guzy, zmniejszając ryzyko chirurgiczne;
Możemy użyć promieniowania gamma do napromieniowania żywności, takiej jak warzywa, zabijając mikroorganizmy, które skracają okres przydatności do spożycia;
Może służyć do określania różnych właściwości fizycznych materiałów stałych.
→ zaszkodzić
Stosowanie promieniowania gamma należy wykonywać ostrożnie i bezpiecznie, ze względu na jego dużą zdolność przenikania;
Promieniowanie gamma jest jonizujące i może powodować poważne uszkodzenia żywych organizmów, takie jak powstawanie guzów.
Promieniowanie alfa, beta i gamma
W promieniowanie alfa, beta i gamma są one w większości produkowane przez rozpady jądrowe. Podczas gdy promieniowanie alfa i beta ma charakter korpuskularny (są zbudowane z cząstek), promieniowanie gamma ma charakter elektromagnetyczny.
-
Promieniowanie alfa: tworzą ją jądra helu (He), czyli dwa protony i dwa neutrony. Ta forma promieniowania ma niską siłę penetracji, jednak może być jonizująca, jeśli energia kinetyczna cząstek alfa jest wystarczająco wysoka.
-
Promieniowanie beta: jest tworzone przez elektrony. Ten rodzaj promieniowania jest jonizujący i ma umiarkowaną siłę przenikania.
Promieniowanie gamma: tworzą fotony o wysokiej energii i częstotliwości. Jest to promieniowanie jonizujące o dużej sile penetracji.
Przeze mnie Rafael Helerbrock