Promieniowanie gamma

Z Wikipedii

Masz nowe wiadomości (różnica z poprzednią wersją).

Promieniowanie gamma to wysokoenergetyczna forma promieniowania elektromagnetycznego. Za promieniowanie gamma uznaje się promieniowanie o energii kwantu większej od 10 keV, co odpowiada częstotliwości większej od 2,42 EHz, a długości fali mniejszej od 124 pm. Zakres ten częściowo pokrywa się z zakresem promieniowania rentgenowskiego. W wielu publikacjach rozróżnienie promieniowania gamma oraz promieniowania X opiera się na ich źródłach, a nie na długości fali. Promieniowanie gamma wytwarzane jest w wyniku przemian jądrowych albo zderzeń jąder lub cząstek subatomowych, a promieniowanie rentgenowskie, w wyniku zderzeń elektronów z atomami. Promieniowanie gamma jest promieniowaniem jonizującym i przenikliwym. Nazwa promieniowania gamma pochodzi od greckiej litery γ.

[edytuj] Źródła promieniowania gamma

Przemiana jądrowa - jądra atomowe izotopów promieniotwórczych ulegają rozpadowi, co zazwyczaj powoduje emisję fotonu gamma.
Reakcja syntezy - dwa jądra atomowe zderzają się, tworząc nowe jądro emitują foton gamma.
Anihilacja - zderzenie cząstki i antycząstki, np. elektronu i pozytonu, powoduje zniknięcie obu tych cząstek i emisję co najmniej dwóch fotonów gamma

[edytuj] Oddziaływanie z materią

Zależność absorpcji promieniowania gamma od energii dla aluminium.

Promieniowanie gamma przechodząc przez materię ulega pochłanianiu (wielkość pochłaniania zależy od energii promieniowania). Za pochłanianie promieniowania gamma odpowiadają następujące zjawiska:

wewnętrzny efekt fotoelektryczny (Photo) w wyniku którego promieniowanie gamma oddaje energię elektronom odrywając je od atomów lub przenosząc na wyższe poziomy energetyczne,
rozpraszanie comptonowskie (Compton) słabo związane lub swobodne elektrony doznają przyspieszenia w kierunku rozchodzenia się promieniowania. W pojedynczym akcie oddziaływania następuje niewielka zmiana energii kwantu gamma. W wyniku oddziaływania z wieloma elektronami kwant gamma wytraca swą energię. Jest to najważniejszy sposób oddawania energii przez promieniowanie gamma.
kreacja par elektron-pozyton (Pair), kwant gamma uderzając o jądro atomowe powoduje powstanie par cząstka-antycząstka (warunkiem zajścia zjawiska jest energia kwantu gamma > 1,2 MeV - dwukrotnej wartości masy spoczynkowej elektronu),
reakcje fotojądrowe - niezwykle rzadkie, występuje przy odpowiednio dużej energii promieniowania (E_γ>18,6 MeV}. W tym oddziaływaniu promieniowane gamma oddaje energię jądrom atomowym wzbudzając je. Wzbudzone jądro atomowe może wypromieniować kwant gamma, ulec rozpadowi lub rozszczepieniu.

[edytuj] W wybuchu jądrowym

Grubość warstwy materiału redukującej natężenie promieniowania gamma o połowę
Materiał	Grubość mm
Materiał	Energia 662 keV	Energia 284 keV
Ołów	63,5	35,6
Stal	172,7	94,0
Beton	533,4	355,6

Podczas wybuchu jądrowego bomby atomowej około 5% energii wybuchu zamienia się na promieniowanie jonizujace w tym i na promieniowanie gamma. Skutki odziaływania promieniowania gamma powstałego podczas wybuchu są mniejsze niż efekty wywołane falą uderzeniową i promieniowaniem cieplnym. Większym problemem jest skażenie promieniotwórcze, powstaje opad radioaktywny, który wprowadza promieniotwórcze substancje do wody i żywności. Promieniowanie gamma powstające podczas rozpadu pochłoniętych przez istoty żywe izotopów promieniotwórczych niemalże w całości jest pochłaniane przez organizm powoduje wzrost dawki promieniowania. W związku z tym miejsce eksplozji jest skażone i przez długi czas nie nadaje się do życia. Szacuje się, że w Hiroshimie liczba osób, które umarły w wyniku napromieniowania, jest porównywalna z liczbą osób jakie zmarły w wyniku wybuchu.

[edytuj] Detekcja promieniowania gamma

Człowiek nie posiada narządów zmysłów pozwalających mu na postrzeganie promieniowania gamma, którego detekcja stała się konieczna wraz z rozwojem technologii jądrowej. Ogólnie detektory promieniowania gamma wykorzystują własności jonizacyjne tego promieniowania i można je podzielić na:

detektor barwnikowy
detektory gazowe, do których należą:
- komora jonizacyjna
- licznik Geigera - Müllera
- licznik proporcjonalny
detektor półprzewodnikowy
emulsja fotograficzna
licznik scyntylacyjny

[edytuj] Zastosowania

Promienie gamma mogą służyć do sterylizacji sprzętu medycznego, jak również produktów spożywczych. W medycynie używa się ich w radioterapii (tzw. bomba kobaltowa) do leczenia raka, oraz w diagnostyce np. pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa. Ponadto promieniowanie gamma ma zastosowanie w przemyśle oraz nauce, np. pomiar grubości gorących blach stalowych, pomiar grubości papieru, wysokości ciekłego szkła w wannach hutniczych, w geologii otworowej (poszukiwania ropy i gazu ziemnego), w badaniach procesów przemysłowych (np. przepływu mieszanin wielofazowych, przeróbki rudy miedzi).

[edytuj] Zobacz też

Widmo elektromagnetyczne (od najmniejszej do największej długości fali)
Gamma \| Roentgena \| Ultrafiolet \| Widzialne \| Podczerwień \| Mikrofale \| Radiowe
Widmo optyczne:	Fiolet \| Niebieski \| Zielony \| Żółty \| Pomarańczowy \| Czerwony
Pasmo mikrofalowe:	Pasmo W \| Pasmo V \| Pasmo K: Pasmo Ka, Pasmo Ku \| Pasmo X \| Pasmo C \| Pasmo S \| Pasmo L
Pasmo radiowe:	EHF \| SHF \| UHF \| VHF \| HF \| MF \| LF \| VLF \| ULF \| SLF \| ELF