Gama sevanje ali gama žarki so visoko-energijafotoni ki jih oddaja radioaktivno razpadanje od atomska jedra. Gama sevanje je zelo visokoenergijska oblika ionizirajočega sevanja, najkrajša valovna dolžina.
Ključni ukrepi: gama sevanje
- Gama sevanje (gama žarki) se nanaša na del elektromagnetnega spektra z največ energije in najkrajšo valovno dolžino.
- Astrofiziki definirajo gama sevanje kot vsako sevanje z energijo nad 100 keV. Fiziki definirajo gama sevanje kot visokoenergijske fotone, ki jih sprošča jedrski razpad.
- Z uporabo širše opredelitve gama sevanja gama žarke sproščajo viri, vključno z gama razpadom, strelo, sončni žarki, uničenje snovi-antimaterije, interakcija med kozmičnimi žarki in materijo ter številni astronomski viri.
- Gama sevanje je odkril Paul Villard leta 1900.
- Gama sevanje se uporablja za preučevanje vesolja, zdravljenje dragih kamnov, skeniranje posod, sterilizacijo hrane in opreme, diagnosticiranje zdravstvenih stanj in zdravljenje nekaterih oblik raka.
Zgodovina
Francoski kemik in fizik Paul Villard je leta 1900 odkril gama sevanje. Villard je preučeval sevanje, ki ga oddaja element
polmer. Medtem ko je Villard opazoval sevanje radija, je bilo bolj energično kot alfa žarki, ki jih je opisal Rutherford v 1899 ali beta sevanje, ki ga je opazil Becquerel leta 1896, gama sevanja ni opredelil kot novo obliko sevanje.Če se je razširil na Villardovo besedo, je Ernest Rutherford leta 1903 imenoval energijsko sevanje "gama žarki". Ime odraža stopnjo prodiranja sevanja v materijo, pri čemer je alfa najmanj prodirajoča, beta bolj prodirajoča in gama sevanje prehaja skozi materijo najbolj enostavno.
Učinki na zdravje
Gama sevanje predstavlja veliko tveganje za zdravje. Žarki so oblika ionizirajočega sevanja, kar pomeni, da imajo dovolj energije za odstranjevanje elektronov iz atomov in molekul. Vendar pa obstaja manjša verjetnost za ionizacijsko škodo kot manj prodirajoče alfa ali beta sevanje. Velika energija sevanja pomeni tudi, da imajo gama žarki visoko prodorno moč. Prehajajo skozi kožo in poškodujejo notranje organe in kostni mozeg.
Človeško telo lahko do določene točke popravi genetsko škodo zaradi izpostavljenosti gama sevanju. Mehanizmi popravljanja se zdijo učinkovitejši po izpostavljenosti velikim odmerkom kot izpostavljenosti majhnim odmerkom. Genetska škoda zaradi izpostavljenosti gama sevanju lahko privede do raka.
Naravni viri sevanja gama
Obstajajo številni naravni viri gama sevanja. Tej vključujejo:
Gama propada: To je sproščanje gama sevanja iz naravnih radioizotopov. Običajno razpad gama sledi razpadu alfa ali beta, kjer se hčerinsko jedro vzbudi in pade na nižjo energijsko raven z oddajanjem fotona gama sevanja. Vendar pa je razpad gama tudi posledica jedrska fuzija, jedrska fisijain zajem nevtronov.
Uničenje antimaterije: Elektron in a pozitron medsebojno uničujejo, sproščajo se izjemno visoko energijski gama žarki. Drugi subatomski viri gama sevanja poleg gama in antimaterije vključujejo bremsstrahlung, sinhrotronsko sevanje, razpad nevtralnega piona in Compton sipanje.
Strele: Pospešeni elektroni strele proizvajajo zemeljsko gama-bliskavico.
Sončni plameni: Sončni žarki lahko sproščajo sevanje v elektromagnetnem spektru, vključno z gama sevanjem.
Kozmični žarki: Medsebojno delovanje med kozmičnimi žarki in snovjo sprošča gama žarke iz bremsstrahlung ali proizvodnje dvojic.
Gama žarki počijo: Intenzivni razpoki gama sevanja se lahko pojavijo, ko nevtronske zvezde trčijo ali ko nevtronska zvezda posega v črno luknjo.
Drugi astronomski viri: Astrofiziki preučujejo tudi gama sevanje pulsarjev, magnetov, kvazarjev in galaksij.
Gama žarki proti X-žarkom
Tako gama žarki kot rentgenski žarki so oblike elektromagnetnega sevanja. Njihov elektromagnetni spekter se prekriva, kako jih torej razločite? Fiziki razlikujejo dve vrsti sevanja glede na njihov vir, kjer gama žarki v jedru izhajajo iz razpada, medtem ko rentgenski žarki izvirajo iz oblak elektronov okoli jedra. Astrofiziki razlikujejo med gama in rentgenskimi žarki strogo po energiji. Gama sevanje ima energijo fotona nad 100 keV, medtem ko imajo rentgenski žarki energijo le do 100 keV.
Viri
- L'Annunziata, Michael F. (2007). Radioaktivnost: uvod in zgodovina. Elsevier BV. Amsterdam, Nizozemska. ISBN 978-0-444-52715-8.
- Rothkamm, K.; Löbrich, M. (2003). "Dokazi o pomanjkanju popravljanja dvojnih verig DNK v človeških celicah, izpostavljenih zelo nizkim odmerkom rentgenskih žarkov". Zbornik Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike. 100 (9): 5057–62. doi: 10.1073 / pnas.0830918100
- Rutherford, E. (1903). "Magnetno in električno odstopanje zlahka absorbiranih žarkov od radija." Filozofski časopis, Serija 6, letn. 5, št. 26, strani 177–187.
- Villard, P. (1900). "Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium." Comptes rendus, vol. 130, strani 1010–1012.