Gama zračenje ili gama zrake su visoko-energijafotona koje emitira radioaktivno propadanje od atomske jezgre. Gama zračenje je vrlo visokoenergetski oblik ionizirajućeg zračenja, s najkraćim valna duljina.
Ključni dijelovi: gama zračenje
- Gama zračenje (gama zrake) odnosi se na dio elektromagnetskog spektra s najviše energije i najkraćom valnom duljinom.
- Astrofizičari definiraju gama zračenje kao bilo koje zračenje s energijom većom od 100 keV. Fizičari definiraju gama zračenje kao visokoenergetske fotone koji se oslobađaju nuklearnim raspadom.
- Korištenjem šire definicije gama zračenja, gama zrake oslobađaju izvore uključujući gama raspadanje, munje, solarne rakete, uništavanje materije-antimaterije, interakcija kozmičkih zraka i materije i mnogi astronomski izvori.
- Gama zračenje je otkrio Paul Villard 1900. godine.
- Gama zračenje koristi se za proučavanje svemira, liječenje dragulja, skeniranje spremnika, sterilizaciju hrane i opreme, dijagnosticiranje zdravstvenih stanja i liječenje nekih oblika raka.
Povijest
Francuski kemičar i fizičar Paul Villard otkrio je gama zračenje 1900. godine. Villard je proučavao zračenje koje taj element zrači radijum. Dok je Villard promatrao zračenje radijuma bilo je energičnije od alfa zraka koje je opisao Rutherford u 1899. ili beta zračenje koje je Becquerel zabilježio 1896. nije identificirao gama zračenje kao novi oblik radijacija.
Proširivši se na Villardovu riječ, Ernest Rutherford je 1903. godine nazvao energetsko zračenje "gama zracima". Naziv odražava razinu prodiranja radijacije u materiju, a alfa je najmanje prodirajuća, beta je prodoran a gama zračenje prolazi kroz materiju najlakše.
Učinci na zdravlje
Gama zračenje predstavlja značajan zdravstveni rizik. Zrake su oblik ionizirajućeg zračenja, što znači da imaju dovoljno energije za uklanjanje elektrona iz atoma i molekula. Međutim, manje je vjerojatnost da će ionizirati oštećenja od manje prodirajućeg alfa ili beta zračenja. Visoka energija zračenja također znači da gama zrake posjeduju visoku penetracijsku snagu. Oni prolaze kroz kožu i oštećuju unutarnje organe i koštanu srž.
Do određenog trenutka ljudsko tijelo može popraviti genetska oštećenja od izlaganja gama zračenju. Čini se da su mehanizmi za popravak učinkovitiji nakon izloženosti velikim dozama od izloženosti malim dozama. Genetska šteta od izloženosti gama zračenju može dovesti do raka.
Prirodni izvori gama zračenja
Postoje brojni prirodni izvori gama zračenja. To uključuje:
Raspad gama: Ovo je oslobađanje gama zračenja iz prirodnih radioizotopa. Raspad gama obično slijedi raspad alfa ili beta gdje je kćerno jezgro pobuđeno i pada na nižu razinu energije s emisijom fotona gama zračenja. Međutim, propadanje gama također je rezultat nuklearna fuzija, nuklearna fisijai hvatanje neutrona.
Uništavanje antimaterije: Elektron i a pozitron uništavaju jedni druge, oslobađaju se ekstremno visokoenergetske gama zrake. Ostali subatomski izvori gama zračenja, osim raspada gama i antimaterije, uključuju bremsstrahlung, sinhrotronsko zračenje, raspad neutralnog piona i Compton raspršivanje.
Munja: Ubrzani elektroni munje proizvode ono što se naziva zemaljskim gama-bljeskovima.
Solarni bljeskovi: Sunčeva zračenja može ispuštati zračenje kroz elektromagnetski spektar, uključujući gama zračenje.
Kozmičke zrake: Interakcija između kozmičkih zraka i materije oslobađa gama zrake iz bremsstrahlung-a ili proizvodnje para.
Gama zrake puknu: Intenzivni rafali gama zračenja mogu se proizvesti kada se neutronske zvijezde sudaraju ili kada neutronska zvijezda djeluje u interakciji s crnom rupom.
Ostali astronomski izvori: Astrofizičari također proučavaju gama zračenje iz pulsara, magnetara, kvazara i galaksija.
Gama zraci u odnosu na X-zrake
I gama zrake i rendgenski zraci su oblici elektromagnetskog zračenja. Njihov se elektromagnetski spektar preklapa, pa kako ih možete rastaviti? Fizičari razlikuju dvije vrste zračenja na temelju njihovog izvora, gdje gama zrake potiču iz jezgre od raspada, dok x-zrake potječu iz oblak elektrona oko jezgre. Astrofizičari razlikuju gama i x-zrake strogo po energiji. Gama zračenje ima energiju fotona iznad 100 keV, dok x-zrake imaju energiju do 100 keV.
izvori
- L'Annunziata, Michael F. (2007). Radioaktivnost: uvod i povijest. Elsevier BV. Amsterdam, Nizozemska. ISBN 978-0-444-52715-8.
- Rothkamm, K.; Löbrich, M. (2003). "Dokaz o nedostatku popravljanja DNK dvostrukih lomova u ljudskim stanicama izloženim vrlo malim dozama rendgenskih zraka". Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti Sjedinjenih Američkih Država. 100 (9): 5057–62. doi: 10.1073 / pnas.0830918100
- Rutherford, E. (1903). "Magnetsko i električno odstupanje lako apsorbiranih zraka od radija." Filozofski časopis, Serija 6, god. 5, br. 26, stranice 177–187.
- Villard, P. (1900). "Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium." Comptes rendus, vol. 130, stranice 1010–1012.