Promieniowanie gamma lub promieniowanie gamma są wysokieenergiafotony które są emitowane przez rozpad radioaktywny z jądra atomowe. Promieniowanie gamma jest bardzo wysokoenergetyczną formą promieniowania jonizującego, z najkrótszym długość fali.
Najważniejsze informacje: promieniowanie gamma
- Promieniowanie gamma (promienie gamma) odnosi się do części widma elektromagnetycznego o największej energii i najkrótszej długości fali.
- Astrofizycy definiują promieniowanie gamma jako każde promieniowanie o energii powyżej 100 keV. Fizycy definiują promieniowanie gamma jako fotony o wysokiej energii uwalniane przez rozpad jądrowy.
- Stosując szerszą definicję promieniowania gamma, promienie gamma są uwalniane przez źródła, w tym rozpad gamma, błyskawice, rozbłyski słoneczne, anihilacja materii i antymaterii, interakcja między promieniami kosmicznymi i materią oraz wiele astronomicznych źródła.
- Promieniowanie gamma zostało odkryte przez Paula Villarda w 1900 roku.
- Promieniowanie gamma służy do badania wszechświata, leczenia kamieni szlachetnych, skanowania pojemników, sterylizacji żywności i sprzętu, diagnozowania stanów medycznych i leczenia niektórych form raka.
Historia
Francuski chemik i fizyk Paul Villard odkrył promieniowanie gamma w 1900 roku. Villard badał promieniowanie emitowane przez ten element rad. Podczas gdy Villard zaobserwował, że promieniowanie radu jest bardziej energetyczne niż promienie alfa opisane przez Rutherforda w 1899 lub promieniowanie beta odnotowane przez Becquerela w 1896 r., Nie zidentyfikował promieniowania gamma jako nowej formy promieniowanie.
Nawiązując do słowa Villarda, Ernest Rutherford nazwał promieniowanie energetyczne „promieniami gamma” w 1903 r. Nazwa odzwierciedla poziom przenikania promieniowania do materii, przy czym alfa jest najmniej penetrujące, beta bardziej penetruje, a promieniowanie gamma najłatwiej przepływa przez materię.
Efekty zdrowotne
Promieniowanie gamma stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia. Promienie są formą promieniowania jonizującego, co oznacza, że mają wystarczającą energię do usunięcia elektronów z atomów i cząsteczek. Są jednak mniej podatne na uszkodzenia jonizacyjne niż promieniowanie alfa lub beta o mniejszej penetracji. Wysoka energia promieniowania oznacza również, że promienie gamma mają wysoką moc przenikania. Przechodzą przez skórę i uszkadzają narządy wewnętrzne i szpik kostny.
Do pewnego momentu ludzkie ciało może naprawić uszkodzenia genetyczne wynikające z narażenia na promieniowanie gamma. Wydaje się, że mechanizmy naprawcze są bardziej wydajne po ekspozycji na wysokie dawki niż na dawki niskie. Uszkodzenia genetyczne wynikające z narażenia na promieniowanie gamma mogą prowadzić do raka.
Naturalne źródła promieniowania gamma
Istnieje wiele naturalnych źródeł promieniowania gamma. Obejmują one:
Rozpad gamma: Jest to uwalnianie promieniowania gamma z naturalnych radioizotopów. Zwykle rozpad gamma następuje po rozpadzie alfa lub beta, gdy jądro potomne jest wzbudzone i spada do niższego poziomu energii wraz z emisją fotonu promieniowania gamma. Jednak rozpad gamma wynika również z synteza jądrowa, rozszczepienie jądrowei wychwytywanie neutronów.
Anihilacja antymaterii: Elektron i a positron anihilują się nawzajem, uwalniają się niezwykle wysokoenergetyczne promienie gamma. Inne subatomowe źródła promieniowania gamma oprócz rozpadu gamma i antymaterii obejmują bremsstrahlung, promieniowanie synchrotronowe, rozpad neutralnego pionu oraz Rozpraszanie Comptona.
Błyskawica: Przyspieszone elektrony pioruna wytwarzają tak zwany ziemski błysk gamma.
Rozbłyski słoneczne: Rozbłysk słoneczny może uwalniać promieniowanie w całym spektrum elektromagnetycznym, w tym promieniowanie gamma.
Promieniowanie kosmiczne: Interakcja między promieniami kosmicznymi a materią uwalnia promienie gamma z bremsstrahlung lub produkcji par.
Wybuchają promienie gamma: Intensywne wybuchy promieniowania gamma mogą powstawać, gdy gwiazdy neutronowe zderzają się lub gdy gwiazda neutronowa oddziałuje z czarną dziurą.
Inne źródła astronomiczne: Astrofizyka bada także promieniowanie gamma z pulsarów, magnetarów, kwazarów i galaktyk.
Promienie gamma kontra promienie X
Zarówno promienie gamma, jak i promieniowanie rentgenowskie są formami promieniowania elektromagnetycznego. Ich widmo elektromagnetyczne pokrywa się, więc jak możesz je odróżnić? Fizycy rozróżniają dwa rodzaje promieniowania w zależności od ich źródła, gdzie promienie gamma powstają w jądrze od rozpadu, podczas gdy promienie X pochodzą z Chmura elektronowa wokół jądra. Astrofizycy rozróżniają promienie gamma od promieni rentgenowskich ściśle według energii. Promieniowanie gamma ma energię fotonu powyżej 100 keV, podczas gdy promieniowanie rentgenowskie ma energię do 100 keV.
Źródła
- L'Annunziata, Michael F. (2007). Radioaktywność: wprowadzenie i historia. Elsevier BV. Amsterdam, Holandia. ISBN 978-0-444-52715-8.
- Rothkamm, K.; M. Löbrich (2003). „Dowody na brak naprawy pęknięcia dwuniciowego DNA w ludzkich komórkach narażonych na bardzo niskie dawki promieniowania rentgenowskiego”. Postępowania z National Academy of Sciences of United States of America. 100 (9): 5057–62. doi: 10.1073 / pnas.0830918100
- Rutherford, E. (1903). "Odchylenie magnetyczne i elektryczne łatwo absorbowanych promieni od radu." Magazyn filozoficzny, Series 6, vol. 5, nr 26, strony 177–187.
- Villard, P. (1900). "Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium." Comptes rendus, vol. 130, strony 1010–1012.