בתחום הפיזיקה הגרעינית נחקרים סוגי הקרינה השונים הקיימים. במקרה זה אנו הולכים להתמקד בלימוד ה- קרני גמא. זו הקרינה האלקטרומגנטית המיוצרת על ידי ריקבון רדיואקטיבי של גרעיני אטום. לקרני הגמא הללו יש קרינה בתדירות הגבוהה ביותר והן מהמסוכנות ביותר לבני אדם כמו גם לקרינה מייננת אחרת.
לכן אנו הולכים להקדיש מאמר זה בכדי לספר לכם מהם המאפיינים, החשיבות והשימושים בקרני הגמא.
תכונות עיקריות
לסיכום, אנו הולכים לרשום את המאפיינים העיקריים של קרני הגמא:
- הם חלקיקים שאין להם יותר מנוחה מכיוון שהם נעים במהירות האור.
- אין להם גם מטען חשמלי מכיוון שהם אינם מוסטים על ידי שדות חשמליים ומגנטיים.
- יש להם מעט מאוד כוח מיינן אם כי הם די חודרים. קרני גמא של ראדון הם יכולים לעבור עד 15 ס"מ פלדה.
- הם גלים כמו אור אך הרבה יותר אנרגטיים מצילומי רנטגן.
- תרכובת רדיואקטיבית הנספגת בבלוטה ונמנעת מקרינת גמא מאפשרת לחקור את הבלוטה האמורה על ידי השגתה על חוף הים.
יש להם קרינה בתדירות גבוהה מאוד והם אחת הקרינות המסוכנות ביותר לבני אדם, כמו כל קרינה מייננת. הסכנה טמונה בעובדה שהם גלי אנרגיה גבוהה העלולים לפגוע במולקולות באופן בלתי הפיך. המרכיבים תאים, גורמים למוטציות גנטיות ואף למוות. בכדור הארץ אנו יכולים לצפות במקורות טבעיים של קרני גמא בריקבון הרדיונוקלידים ובאינטראקציה של קרניים קוסמיות עם האטמוספירה; מעט מאוד קרניים מייצרות סוג זה של קרינה.
תכונות קרני גמא
בדרך כלל, תדירות הקרינה הזו גדולה מ- 1020 הרץ, ולכן יש לה אנרגיה הגדולה מ- 100 keV ואורך גל קטן מ- 3 × 10 -13 מ ', הרבה פחות מקוטר האטום. נחקרו גם אינטראקציות הכוללות קרני גמא של אנרגיה מ- TeV ל- PeV.
קרני גמא חודרות יותר מקרינה המופקת על ידי צורות אחרות של ריקבון רדיואקטיבי, או ריקבון אלפא וריקבון בטא, בגלל הנטייה הפחותה לקיים אינטראקציה עם חומר. קרינת גמא מורכבת מפוטונים. זהו הבדל מהותי מקרינת האלפא המורכבת מגרעיני הליום וקרינת בטא המורכבת מאלקטרונים.
פוטונים, לא ניחנים במסה, הם פחות מייננים. בתדרים אלה, תיאור תופעות האינטראקציות בין השדה האלקטרומגנטי לחומר אינו יכול להתעלם מכניקת הקוונטים. קרני הגמא נבדלות מקרני הרנטגן על פי מקורן. הם מופקים על ידי מעברים גרעיניים או תת-אטומיים, בכל מקרה, ואילו צילומי רנטגן מיוצרים על ידי מעברי אנרגיה עקב אלקטרונים שמרמות אנרגיה כימות חיצוניות נכנסים ליותר רמות אנרגיה חופשיות פנימיות.
מכיוון שמעברים אלקטרוניים מסוימים יכולים לחרוג מהאנרגיה של מעברים גרעיניים מסוימים, תדירות צילומי הרנטגן בעלי האנרגיה הגבוהה יותר יכולה להיות גבוהה יותר מהתדירות של קרני הגמא בעלות האנרגיה הנמוכה יותר. אך למעשה, כולם גלים אלקטרומגנטיים, כמו גלי רדיו ואור.
חומרים המיוצרים בזכות קרני גמא
החומר הנדרש להגנה על קרני הגמא עבה בהרבה מזה הנדרש להגנה על חלקיקי אלפא ובטא. ניתן לחסום חומרים אלה עם דף נייר פשוט (α) או לוחית מתכת דקה (β). חומרים עם מספר אטומי גבוה וצפיפות גבוהה יכולים לספוג טוב יותר קרני גמא. למעשה, אם 1 ס"מ של עופרת נדרש להפחתה עוצמת קרני הגמא ב -50%, אותה השפעה מתרחשת ב -6 ס"מ של מלט וב -9 ס"מ של אדמה לחוצה.
חומרי מגן נמדדים בדרך כלל מבחינת העובי הדרוש לחיתוך עוצמת הקרינה לחצי. ברור שככל שאנרגיית הפוטון גבוהה יותר, כך עובי המגן הנדרש גדול יותר.
לכן, יש צורך במסכים עבים כדי להגן על בני האדם, מכיוון שקרני גמא וצילומי רנטגן עלולים לגרום לכוויות, סרטן ומוטציות גנטיות. לדוגמה, בתחנות כוח גרעיניות, הוא משמש להגנה על פלדה ומלט בהכלת כדורים, בעוד שמים יכולים למנוע קרינה במהלך אחסון מוט דלק או הובלת ליבת כור.
Usos
טיפול בקרינה מייננת הוא שיטה פיזיקלית המשמשת לעיקור חומרים רפואי ותברואתי, טיהור מזון, חומרי גלם ומוצרים תעשייתיים, ויישומם בתחומים אחרים, נראה בהמשך.
תהליך זה כולל חשיפה של המוצר או החומר הארוז הסופי או החומר לאנרגיה מייננת. זה נעשה בחדר מיוחד הנקרא חדר קרינה לכל סיטואציה ספציפית ובתוך פרק זמן מסוים. גלים אלה חודרים לחלוטין למוצרים חשופים, כולל מוצרים ארוזים רב שכבתיים.
השימוש בקובלט 60 לטיפול במחלות גידולים הוא שיטה שנמצאת כיום מאוד בארצי ובעולם בשל יעילותה ובטיחותה הפנימית. זה נקרא טיפול בקובלט או טיפול בקובלט ו כרוך בחשיפת רקמת הגידול לקרני גמא.
לשם כך משתמשים במכשיר המכונה טיפול בקובלט, המצויד בראש שריון המצויד בקובלט 60, ומצויד במכשיר השולט במדויק על החשיפה הנדרשת בכל מקרה ספציפי לטיפול הולם במחלה.
היישום המסחרי הראשון של אנרגיית יינון מתחיל בראשית שנות השישים. בעולם פועלות כ -160 מפעלי הקרנה, המופץ ביותר מ -30 מדינות, ומספק מגוון רחב של שירותים ליותר ויותר תעשיות.
כפי שאתה יכול לראות, למרות שהם מסוכנים, האדם מצליח לעשות שימוש בקרני גמא באזורים רבים כפי שגורם הרפואה. אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על קרני גמא ומאפייניהם.