Virtual Laboratory Wiki
Advertisement
Ядерные процессы
Радиоактивный распад
  • Альфа-распад
  • Бета-распад
  • Кластерный распад
  • Двойной бета-распад
  • Электронный захват
  • Двойной электронный захват
  • Гамма-излучение
  • Внутренняя конверсия
  • Изомерный переход
  • Нейтронный распад
  • Позитронный распад
  • Протонный распад
  • Спонтанное деление

Нуклеосинтез

  • Термоядерная реакция
  • Нейтронный захват
    • R-процесс
    • S-процесс
  • Захват протонов:
    • P-процесс
    • Rp-процесс
  • Нейтронизация
  • Реакции скалывания
Файл:Gammadecay-1.jpg

Га́мма-излуче́ние

Га́мма-излуче́ние, гамма-лучи (γ-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно маленькой длиной волны — < 5×10−3 нм и вследствие этого ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. Гамма-квантами являются фотоны высокой энергии. Обычно считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 105 эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению, если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке — то к рентгеновскому излучению. Очевидно, физически кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер (энергии таких гамма-квантов лежат в диапазоне от ~1 кэВ до десятков МэВ), при ядерных реакциях (например, при аннигиляции электрона и позитрона, распаде нейтрального пиона и т.д.), а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях (см. Синхротронное излучение).

Физические свойства

Гамма-лучи в отличие от α-лучей и β-лучей не отклоняются электрическими и магнитными полями и характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества. Основные процессы, возникающие при прохождении гамма-излучения через вещество:

  • Фотоэффект (гамма-квант поглощается электроном атомной оболочки, передавая ему всю энергию и ионизируя атом).
  • Комптоновское рассеяние (гамма-квант рассеивается на электроне, передавая ему часть своей энергии).
  • Рождение электрон-позитронных пар (в поле ядра гамма-квант с энергией не ниже 2mec2=1,022 МэВ превращается в электрон и позитрон).
  • Фотоядерные процессы (при энергиях выше нескольких десятков МэВ гамма-квант способен выбивать нуклоны из ядра).

Гамма-кванты, как и любые другие фотоны, могут быть поляризованы.

Использование

Области применения гамма-излучения:

  • Гамма-дефектоскопия, контроль изделий просвечиванием γ-лучами.
  • Консервирование пищевых продуктов.
  • Стерилизация медицинских материалов и оборудования.
  • Лучевая терапия.
  • Уровнемеры.
  • Гамма-каротаж в геологии.

Детектирование

Зарегистрировать гамма-кванты можно с помощью ряда ядерно-физических детекторов ионизирующего излучения (сцинтилляционных, газовых, полупроводниковых и т. д.) и соответствующей усилительной электроники.

Биологические эффекты

Облучение гамма-квантами, в зависимости от дозы и продолжительности, может вызвать хроническую и острую лучевую болезнь. Стохастические эффекты облучения включают различные виды онкологических заболеваний. В то же время гамма-облучение подавляет рост раковых и других быстро делящихся клеток. Гамма-излучение является мутагенным и тератогенным фактором.

Защита

Защитой от гамма-излучения может служить слой вещества. Эффективность защиты (то есть вероятность поглощения гамма-кванта при прохождении через неё) увеличивается при увеличении толщины слоя, плотности вещества и содержания в нём тяжёлых ядер (свинца, вольфрама, обеднённого урана и пр.).

См. также




Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Гамма-излучение. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement