Gamma-strålar: vad de är, effekter, egenskaper, källor, användningsområden

Du strålargamma, även kallad gammastrålning, är en typ av elektromagnetisk strålning med hög frekvens, som har hög penetrationskraft i materia och är skadlig för hälsan. DE strålning gamma produceras, i de flesta fall, av radioaktivt avfall av instabila atomkärnor.

Gamma-strålar är extremt energiska och är vågor med de högsta frekvenserna för hela elektromagnetiskt spektrum (över 1018 Hz). Denna typ av strålning används vid sterilisering av kirurgiska verktyg, matbestrålning, komplexa operationer och astronomiska observationer.

På grund av sin enorma energi kan gammastrålar rippa elektroner från många material, liksom orsaka skador på DNA-molekyler hos levande varelser, det är därför vi säger att denna typ av strålning är joniserande. Processerna genom vilka gammastrålar kan jonisera materia är:

Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)

  • Det är gjortfotoelektrisk: I denna process kolliderar gammastrålningsfotonerna med ytan på materialen och matar ut deras elektroner med lägre energier än energin hos de infallande gammafotonerna;

  • Compton-spridning: I denna process absorberas gammastrålningsfotoner av atomer som avger nya fotoner med lägre energi och frekvens än de infallande fotonerna;

  • Produktion av par: När gammaanergifotoner med hög energi kolliderar med atomkärnan, resulterar deras energi i bildandet av ett elektron-positronpar som förintar varandra och producerar två andra gammastrålningsfotoner med lägre energi.

Seockså:Vardagliga strålningskällor

Gamma ray egenskaper

Gamma-strålar kan mätas med enheter som den som visas på bilden.
Gamma-strålar kan mätas med enheter som den som visas på bilden.

Eftersom det är elektromagnetisk strålning har gammastrålar inte det elektrisk laddning inte heller massa. Eftersom de inte är elektriskt laddade kan gammastrålar inte avböjas av elektriska och magnetiska fält.

Eftersom de inte har någon elektrisk laddning avleds inte gammastrålar av magnetfältet.
Eftersom de inte har någon elektrisk laddning avleds inte gammastrålar av magnetfältet.

Gamma-strålar sprids i vakuum med ljusets hastighet, cirka 3.0.108 Fröken. Eftersom de är vågor är teoretiskt gammastrålar utsatta för alla vågfenomen som andra ljusfrekvenser uppvisar, såsom reflexion,refraktion,diffraktion och polarisering.

Bland alla kända former av strålning har den den största penetrationskraften och kan föröka sig i praktiskt taget någraganska. För att få en uppfattning, om vi ville minska gammastrålningens intensitet med en faktor på 1 miljard, skulle den behöva passera genom cirka 40 cm bly.

Bland joniserande strålning har gammastrålar den största penetrationseffekten.
Bland joniserande strålning har gammastrålar den största penetrationseffekten.

Seockså: Kärnfysik

Gamma-strålkällor

De viktigaste källorna till gammastrålning är:

  • reaktioner kärn:Gamma-strålning produceras genom en kärnförfall med samma namn, gammaförfall, som kan förekomma tillsammans med alfa- och beta-sönderfall. Fotonerna för denna strålning bär energier av storleksordningen megaelektronvolts (MeV - 106 eV). Kolla in ett exempel på kärnförfall som resulterar i utsläpp av fotoner från gammastrålning:

Exempel på gammaförfall tillsammans med emissionen av en elektron och en elektronisk neutrino.
Exempel på gammaförfall tillsammans med emissionen av en elektron och en elektronisk neutrino.

  • Peer Annihilation: När partiklar och antipartiklar möts, liksom elektroner och antielektroner, förintar de varandra och producerar högenergigammafotoner;

  • Kosmiska strålar: Gammastrålar som kommer från alla håll i rymden, kommer från andra galaxer eller produceras av explosioner av stjärnor kolliderar med atomer i atmosfären, vilket resulterar i produktion av par som förintar omedelbart därefter;

  • Strålar: Atmosfäriska urladdningar har förmåga att värma atomer så att de avger korta pulser av gammastrålning.

  • Magneter och pulsarer: Pulsarer och magnetarer är extremt täta, heta typer av neutronstjärnor som roterar i enorma hastigheter och avger röntgenstrålar och gammastrålning genom sina poler;

  • Solutbrott: Aktiviteten på solytan och atmosfären får solen att producera en stor mängd gammastrålar.

Se också: Möt modern fysik

Gamma Ray-effekter

Gamma-strålning kan ge flera biologiska effekter. Dessa effekter bestäms dock av vissa faktorer, såsom den typ av vävnad som bestrålas, exponeringstiden och strålningens intensitet.

När gammastrålning interagerar med molekyler som finns i vävnader, avlägsnar den elektroner från dem och bildas joner. I vissa fall kan kemiska bindningar brytas, vilket ger upphov till fria radikaler: molekyler som kan bryta ner celler och orsaka skador på kroppen, vilket påverkar processen av celldelning. Konsekvenserna av dessa mutationer är bland annat tumörer, anemi, genetiska mutationer.

Är gammastrålning joniserande?

Strålning anses vara joniserande när den kan rippa elektroner från atomer och molekyler. Emellertid har olika atomer och molekyler olika värden för deras joniseringsenergier och därför är definitionen av joniserande strålning något exakt.

Vi vet dock att radiovågor, mikrovågor, synligt ljus och infraröda strålar inte har tillräckligt med energi för att jonisera molekyler. Dessutom kan de typer av vågor som ligger utanför frekvensen av synligt ljus - ultraviolett, röntgen och gammastrålar kan jonisera molekyler om energin i deras fotoner har energier större än 10 eV. Därför är gammastrålning i själva verket joniserande strålning.

Fördelar och skador med gammastrålning

Kolla in några fördelar och skador med att använda gammastrålning:

Fördelar

  • Gamma-strålning kan användas för att sterilisera olika typer av utrustning och dödar mikroorganismer.

  • Gamma-strålar kan förstöra tumörer som är komplexa att ta bort, vilket minskar kirurgiska risker;

  • Vi kan använda gammastrålning för att bestråla livsmedel som grönsaker och döda mikroorganismer som minskar hållbarheten.

  • Den kan användas för att bestämma olika fysiska egenskaper hos fasta material.

skada

  • Användningen av gammastrålning måste ske med försiktighet och säkerhet på grund av dess stora penetrationsförmåga;

  • Gamma-strålning är joniserande och kan orsaka allvarliga skador på levande organismer, såsom uppkomsten av tumörer.

Alfa-, beta- och gammastrålning

alfa-, beta- och gammastrålning de produceras mestadels av kärnkraftsförfall. Medan alfa- och beta-strålning är korpuskulär (de är gjorda av partiklar), är gammastrålning elektromagnetisk till sin natur.

  • Alfastrålning: bildad av heliumatomkärnor (He), det vill säga två protoner och två neutroner. Denna form av strålning har låg penetrationseffekt, men den kan vara joniserande om alfapartiklarnas kinetiska energi är tillräckligt hög.

  • Betastrålning: bildas av elektroner. Denna typ av strålning är joniserande och har en måttlig penetrationsförmåga.

  • Gamma-strålning: bildas av fotoner med hög energi och frekvenser. Det är en joniserande strålning med hög penetrationsförmåga.

Av mig Rafael Helerbrock

Typer av termometriska skalor

Typer av termometriska skalor

Termometriska skalor används för att indikera temperatur, det vill säga den kinetiska energi som ...

read more
Termisk kapacitet: vad är det, formel och övningar

Termisk kapacitet: vad är det, formel och övningar

Värmekapaciteten (C), även kallad värmekapacitet, är en mängd som motsvarar mängden värme som fin...

read more

Vad är mekaniska vågor?

Mekaniska vågor är störningar som transporterar kinetisk och potentiell energi genom ett material...

read more