иррадиация определяет, как объект подвергается воздействию радиации. Говоря о гамма-лучах, облучение обычно относится к ионизирующее излучение он излучает, также называемый гамма-излучением. Рентгеновские лучи похожи на гамма-лучи, но отличаются одним ключевым аспектом. Рентгеновские лучи – это фотоны, испускаемые электронами вне ядра, тогда как фотоны, составляющие гамма-лучи, испускаются ядром.
История гамма-лучей
Французскому химику Полю Виллару приписывают открытие гамма-излучения в 1900 году в лучах, испускаемых радием элемента. Виллар знал, что он более мощный, чем ранее обнаруженные альфа (α) и бета (ß) лучи в радии, но он не дал им названия. В 1903 году Эрнест Резерфорд признал излучение принципиально отличным от альфа- и бета-лучей и назвал их гамма-лучами. Резерфорд также отметил, что гамма-лучи нелегко отклоняются магнитным полем, таким как альфа- и бета-лучи.
Свойства гамма-лучей
Гамма-лучи – это фотоны с высокой энергией, движущиеся со скоростью света, и они проникают в материалы глубже, чем альфа или бета-лучи. Альфа-лучи могут быть защищены кожа или лист бумаги, и тонкий лист алюминия остановит бета-лучи. Гамма-лучи, однако, нуждаются в материалах более высокой плотности, таких как свинец, чтобы остановить их. Поглотит ли вещество гамма-лучи при прохождении через него, зависит от толщины и плотности материала и от того, насколько далеко оно находится от источника гамма-излучения.
Гамма-лучи взаимодействуют с веществом тремя основными способами: фотоэлектрический эффект, комптоновское рассеяние и рождение пар. Фотоэлектрический эффект доминирует на нижнем уровне энергий гамма-излучения (ниже 50 кэВ). В этой ситуации гамма-фотон вызывает выброс электрона из атома посредством передачи энергии.
При комптоновском рассеянии гамма-фотон теряет столько энергии в процессе выброса электрона из другого атома, что превращается в гамма-фотон с более низкой энергией, идущий в другом направлении (отсюда и термин «рассеяние»). Этот тип рассеяния происходит в диапазоне энергий от 100 кэВ до 10 МэВ. При энергиях более 1,02 МэВ гамма-лучи превращают энергию в вещество, взаимодействуя с электрическим полем ядра.
Источники гамма-лучей
Гамма-излучение исходит от гамма-лучей, которые возникают главным образом в результате четырех различных реакций – слияния, деления, альфа-распада и гамма-распада. Солнце Земли и другие звезды питаются от ядерного синтеза. В этой реакции четыре протона соединяются вместе при экстремальных давлении и температуре и сливаются в ядро гелия, содержащее два протона и два нейтрона. Около двух третей энергии, испускаемой из, находится в форме гамма-лучей.
При ядерном делении гамма-лучи возникают в результате расщепления ядра тяжелых атомов, таких как уран или плутоний. Другие элементы, такие как ксенон и стронций, образуются, когда ядра расщепляются, и когда эти частицы сталкиваются с тяжелыми ядрами других атомов, это вызывает ядерную цепную реакцию. Энергия, генерируемая во время этих реакций, излучается в виде гамма-лучей.
Ядро тяжелого атома становится возбужденным во время альфа-распада, когда ядро испускает альфа-частицу, также называемую ядром гелия, уменьшая (распадаясь) тяжелый атом, уменьшая его массовое число на четыре и его атомное число на два. Получающееся дочернее ядро тяжелого атома, все еще находящееся в возбужденном состоянии, распадается до более низкого энергетического уровня, испуская гамма-фотон. Эта реакция называется гамма-распадом.
Ссылки
- Гамма-луч. (2018 г., 30 апреля). В википедии. Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gamma_ray&oldid=838937200
- Лукас Дж. (Н.д.). Что такое гамма-лучи? Получено 4 мая 2018 г. с сайта https://www.livescience.com/50215-gamma-rays.html.