รังสีแกมมา: มันคืออะไร, ผลกระทบ, คุณสมบัติ, แหล่งที่มา, การใช้

คุณ รังสีแกมมาหรือเรียกอีกอย่างว่ารังสีแกมมาเป็นชนิดของ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความถี่สูงซึ่งมีพลังทะลุทะลวงเข้าไปในสสารสูงและเป็นอันตรายต่อสุขภาพ THE รังสี แกมมาส่วนใหญ่ผลิตโดย การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี ของนิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียร

รังสีแกมมามีพลังอย่างมากและเป็น คลื่น ด้วยความถี่สูงสุดของทั้งหมด สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (มากกว่า 10¹⁸ เฮิร์ตซ์). รังสีชนิดนี้ใช้ในการฆ่าเชื้อเครื่องมือผ่าตัด การฉายรังสีอาหาร การผ่าตัดที่ซับซ้อน และการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์

เนื่องจากพลังงานมหาศาลของพวกมัน รังสีแกมมาจึงสามารถฉีกอิเล็กตรอนจากวัสดุหลายชนิดได้เช่นเดียวกับ ก่อให้เกิดความเสียหายต่อโมเลกุลดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิตนั่นเป็นเหตุผลที่เราบอกว่าการแผ่รังสีชนิดนี้ทำให้เกิดไอออน กระบวนการที่รังสีแกมมาสามารถทำให้สสารแตกตัวเป็นไอออนได้คือ

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

• มันถูกสร้างขึ้นตาแมว: ในกระบวนการนี้ โฟตอนรังสีแกมมาชนกับพื้นผิวของวัสดุ ขับอิเล็กตรอนของพวกมันด้วยพลังงานที่ต่ำกว่าพลังงานของโฟตอนแกมมาตกกระทบ

• คอมป์ตันกระเจิง: ในกระบวนการนี้ โฟตอนรังสีแกมมาถูกดูดซับโดยอะตอมที่ปล่อยโฟตอนใหม่ที่มีพลังงานและความถี่ต่ำกว่าโฟตอนตกกระทบ

• การผลิตคู่: เมื่อโฟตอนแกมมาพลังงานสูงชนกับนิวเคลียสของอะตอม พลังงานของพวกมันจะส่งผลให้เกิด คู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนที่ทำลายล้างซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดโฟตอนรังสีแกมมาพลังงานต่ำอีกสองตัว

ดูยัง:แหล่งกำเนิดรังสีในชีวิตประจำวัน

คุณสมบัติของรังสีแกมมา

รังสีแกมมาสามารถวัดได้ด้วยอุปกรณ์ดังที่แสดงในภาพ

เนื่องจากเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า รังสีแกมมาจึงไม่มี ค่าไฟฟ้า หรือมวล เนื่องจากไม่มีประจุไฟฟ้า รังสีแกมมาจึงไม่สามารถเบี่ยงเบนจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กได้

เนื่องจากไม่มีประจุไฟฟ้า รังสีแกมมาจึงไม่เบี่ยงเบนจากสนามแม่เหล็ก

รังสีแกมมาแพร่กระจายในสุญญากาศด้วยความเร็วแสง ประมาณ 3.0.10⁸ นางสาว. นอกจากนี้ เนื่องจากเป็นคลื่น ในทางทฤษฎี รังสีแกมมาอยู่ภายใต้ปรากฏการณ์คลื่นทั้งหมดที่ความถี่แสงอื่นแสดง เช่น การสะท้อน,การหักเหของแสงการเลี้ยวเบน และ โพลาไรซ์

ในบรรดารูปแบบของรังสีที่รู้จักทั้งหมด รังสีนี้มีพลังการทะลุทะลวงมากที่สุด สามารถแพร่กระจายได้ในทางปฏิบัติ ใดๆค่อนข้าง เพื่อให้ได้แนวคิด ถ้าเราต้องการลดความเข้มของรังสีแกมมาลง 1 พันล้านปัจจัย ก็จะต้องผ่านตะกั่วประมาณ 40 ซม.

รังสีแกมมามีพลังทะลุทะลวงมากที่สุดในบรรดารังสีไอออไนซ์

ดูยัง: ฟิสิกส์นิวเคลียร์

แหล่งกำเนิดรังสีแกมมา

แหล่งที่มาหลักของรังสีแกมมาคือ:

• ปฏิกิริยา นิวเคลียร์:รังสีแกมมาเกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีชื่อเดียวกัน การสลายตัวของแกมมา ซึ่งสามารถเกิดขึ้นพร้อมกับการสลายตัวของอัลฟาและบีตา โฟตอนของการแผ่รังสีนี้มีพลังงานตามลำดับเมกะอิเล็กตรอน-โวลต์ (MeV – 10⁶ อีวี). ลองดูตัวอย่างการสลายตัวของนิวเคลียสที่ส่งผลให้เกิดการปล่อยโฟตอนจากรังสีแกมมา:

ตัวอย่างการสลายแกมมาร่วมกับการปล่อยอิเล็กตรอนและนิวตริโนอิเล็กทรอนิกส์

• การทำลายล้างแบบเพียร์: เมื่ออนุภาคและปฏิปักษ์มาบรรจบกัน เช่น อิเล็กตรอนและแอนติอิเล็กตรอน พวกมันจะทำลายล้างกันและกันโดยสร้างโฟตอนแกมมาพลังงานสูง

• รังสีคอสมิก: รังสีแกมมามาจากทุกทิศทุกทางของอวกาศ มาจากดาราจักรอื่นหรือเกิดจากการระเบิดของ ดาวชนกับอะตอมในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดเป็นคู่ที่ทำลายล้างซึ่งกันและกันหลังจากนั้นไม่นาน

• รังสี: การปล่อยในบรรยากาศสามารถให้ความร้อนแก่อะตอมจนถึงจุดที่ปล่อยรังสีแกมมาเป็นจังหวะสั้นๆ

• แมกนีทาร์และพัลซาร์: พัลซาร์และแมกนีทาร์เป็นดาวนิวตรอนชนิดร้อนที่มีความหนาแน่นสูงมาก ซึ่งหมุนรอบด้วยความเร็วมหาศาล ปล่อยรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาผ่านขั้ว

• การปะทุของดวงอาทิตย์: กิจกรรมของพื้นผิวและบรรยากาศของดวงอาทิตย์ทำให้ดวงอาทิตย์ผลิตรังสีแกมมาจำนวนมาก

ดูด้วย: พบกับฟิสิกส์สมัยใหม่

เอฟเฟกต์รังสีแกมมา

รังสีแกมมาสามารถสร้างผลกระทบทางชีวภาพหลายอย่าง อย่างไรก็ตาม ผลกระทบเหล่านี้ถูกกำหนดโดยปัจจัยบางอย่าง เช่น ชนิดของเนื้อเยื่อที่ฉายรังสี เวลาที่ได้รับ และความเข้มของการแผ่รังสี

เมื่อรังสีแกมมาทำปฏิกิริยากับโมเลกุลที่มีอยู่ในเนื้อเยื่อ มันจะดึงอิเล็กตรอนออกจากพวกมัน ก่อตัวขึ้น ไอออน. ในบางกรณี พันธะเคมีสามารถแตกออกได้ ทำให้เกิด อนุมูลอิสระ: โมเลกุลที่สามารถทำให้เซลล์เสื่อมโทรมและก่อให้เกิดความเสียหายต่อร่างกาย ส่งผลต่อกระบวนการของ การแบ่งเซลล์. ผลที่ตามมาของการกลายพันธุ์เหล่านี้คือการปรากฏตัวของเนื้องอก โรคโลหิตจาง การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม เป็นต้น

→ รังสีแกมมาแตกตัวเป็นไอออนหรือไม่?

การแผ่รังสีถือเป็นไอออไนซ์เมื่อสามารถฉีกอิเล็กตรอนจากอะตอมและโมเลกุลได้ อย่างไรก็ตาม อะตอมและโมเลกุลที่แตกต่างกันมีค่าที่แตกต่างกันสำหรับพลังงานไอออไนซ์ ดังนั้นคำจำกัดความของรังสีไอออไนซ์จึงค่อนข้างไม่ชัดเจน

อย่างไรก็ตาม เรารู้ว่าคลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ แสงที่มองเห็นได้ และรังสีอินฟราเรดไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะทำให้โมเลกุลแตกตัวเป็นไอออน นอกจากนี้ ประเภทของคลื่นที่อยู่เหนือความถี่ของแสงที่มองเห็นได้ ได้แก่ รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และ รังสีแกมมาสามารถทำให้โมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนได้หากพลังงานของโฟตอนมีพลังงานมากกว่า 10 อีวี ดังนั้น รังสีแกมมา แท้จริงแล้วคือรังสีไอออไนซ์

ประโยชน์และโทษของรังสีแกมมา

ตรวจสอบประโยชน์และอันตรายบางประการของการใช้รังสีแกมมา:

→ ประโยชน์

• รังสีแกมมาสามารถใช้ฆ่าเชื้ออุปกรณ์ประเภทต่างๆ ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ได้

• รังสีแกมมาสามารถทำลายเนื้องอกที่ซับซ้อนเพื่อขจัดออก ช่วยลดความเสี่ยงในการผ่าตัด

• เราสามารถใช้รังสีแกมมาในการฉายรังสีอาหาร เช่น ผัก ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่ลดอายุการเก็บรักษา

• สามารถใช้กำหนดลักษณะทางกายภาพต่างๆ ของวัสดุที่เป็นของแข็งได้

→ อันตราย

• การใช้รังสีแกมมาต้องทำด้วยความระมัดระวังและปลอดภัย เนื่องจากสามารถแทรกซึมได้ดี

• รังสีแกมมาทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนและสามารถสร้างความเสียหายร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิต เช่น การปรากฏตัวของเนื้องอก

รังสีอัลฟ่า เบต้า และแกมมา

ที่ รังสีอัลฟา เบต้า และแกมมา ส่วนใหญ่เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียร์ ในขณะที่รังสีอัลฟาและเบตามีลักษณะเป็นเม็ดเลือด (ประกอบด้วยอนุภาค) รังสีแกมมามีลักษณะเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า

• รังสีอัลฟา: เกิดจากนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม (He) นั่นคือโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว รังสีรูปแบบนี้มีกำลังการแทรกซึมต่ำ อย่างไรก็ตาม รังสีนี้สามารถทำให้เกิดไอออนได้หากพลังงานจลน์ของอนุภาคแอลฟาสูงเพียงพอ

  

• รังสีเบต้า: เกิดจากอิเล็กตรอน รังสีชนิดนี้จะแตกตัวเป็นไอออนและมีกำลังการแทรกซึมปานกลาง

  

• รังสีแกมมา: เกิดจากโฟตอนที่มีพลังงานและความถี่สูง เป็นรังสีไอออไนซ์ที่มีกำลังการทะลุทะลวงสูง

By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก