Kodolfizikas jomā tiek pētīti dažādi pastāvošie radiācijas veidi. Šajā gadījumā mēs koncentrēsimies uz gamma stari. Tas ir elektromagnētiskais starojums, ko rada atomu kodolu radioaktīvā sabrukšana. Šiem gamma stariem ir visaugstākās frekvences starojums, un tie ir vieni no visbīstamākajiem cilvēkiem, kā arī cits jonizējošais starojums.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu, kādas ir gamma staru īpašības, nozīme un izmantojums.
galvenās iezīmes
Apkopojot, mēs uzskaitīsim gamma staru galvenās īpašības:
- Tās ir daļiņas, kurām vairs nav miera, jo tās pārvietojas ar gaismas ātrumu.
- Viņiem nav arī elektriskā lādiņa, jo tos nenovirza elektriskais un magnētiskais lauks.
- Viņiem ir ļoti maz jonizējošā spēka, kaut arī tie ir diezgan iekļūstoši. Radona gamma stari tie var iet cauri līdz 15 cm tērauda.
- Tie ir viļņi, piemēram, gaisma, bet daudz enerģiskāki nekā rentgenstari.
- Radioaktīvs savienojums, kas absorbēts dziedzerī un izvairās no gamma starojuma, dod iespēju pētīt minēto dziedzeru, iegūstot to pludmalē.
Viņiem ir ļoti augstas frekvences starojums, un tas ir viens no visbīstamākajiem cilvēkiem, tāpat kā viss jonizējošais starojums. Briesmas slēpjas faktā, ka tie ir augstas enerģijas viļņi, kas var neatgriezeniski sabojāt molekulas. kas veido šūnas, izraisot ģenētiskas mutācijas un pat nāvi. Uz Zemes mēs varam novērot dabiskos gamma staru avotus radionuklīdu sabrukšanā un kosmisko staru mijiedarbību ar atmosfēru; ļoti maz staru rada arī šāda veida starojumu.
Gamma staru īpašības
Parasti šī starojuma frekvence ir lielāka par 1020 Hz, tāpēc tā enerģija ir lielāka par 100 keV un viļņa garums ir mazāks par 3 × 10 -13 m, daudz mazāks par atoma diametru. Tika pētīta arī mijiedarbība, kas saistīta ar gamma stariem no TeV līdz PeV.
Gamma stari ir vairāk iekļūstoši nekā starojums, ko rada cita veida radioaktīvā sabrukšana vai alfa sabrukšana un beta sabrukšana, jo mazāka tieksme mijiedarboties ar matēriju. Gamma starojumu veido fotoni. Šī ir būtiska atšķirība no alfa starojuma, ko veido hēlija kodoli, un beta starojuma, kas sastāv no elektroniem.
Fotoni, nav apveltīti ar masu, tie ir mazāk jonizējoši. Šajās frekvencēs elektromagnētiskā lauka un vielas mijiedarbības parādību apraksts nevar ignorēt kvantu mehāniku. Gammas starus no rentgenstaru atšķir pēc izcelsmes. Jebkurā gadījumā tos rada kodola vai subatomiskas pārejas, savukārt rentgenstarus rada enerģijas pārejas, jo elektroni no ārējiem kvantētiem enerģijas līmeņiem nonāk vairāk iekšējā brīvās enerģijas līmenī.
Tā kā dažas elektroniskās pārejas var pārsniegt dažu kodolu pāreju enerģiju, augstākas enerģijas rentgenstaru biežums var būt lielāks nekā zemākas enerģijas gamma staru biežums. Bet patiesībā tie visi ir elektromagnētiskie viļņi, piemēram, radioviļņi un gaisma.
Materiāli, kas izgatavoti, pateicoties gamma stariem
Gamma staru aizsardzībai nepieciešamais materiāls ir daudz biezāks nekā tas, kas nepieciešams alfa un beta daļiņu aizsardzībai. Šos materiālus var bloķēt ar vienkāršu papīra lapu (α) vai plānu metāla plāksni (β). Materiāli ar lielu atomu skaitu un lielu blīvumu var labāk absorbēt gamma starus. Patiesībā, ja nepieciešams samazināt 1 cm svina gamma staru intensitāte par 50%, tāds pats efekts rodas 6 cm cementa un 9 cm presētas zemes.
Aizsargmateriālus parasti mēra pēc biezuma, kas vajadzīgs, lai pusi samazinātu radiācijas intensitāti. Acīmredzot, jo lielāka ir fotona enerģija, jo lielāks ir vajadzīgā vairoga biezums.
Tāpēc cilvēku aizsardzībai ir nepieciešami biezi ekrāni, jo gamma un rentgenstari var izraisīt apdegumus, vēzi un ģenētiskas mutācijas. Piemēram, atomelektrostacijās to izmanto, lai aizsargātu tēraudu un cementu granulu izolācijā, kamēr ūdens var novērst radiāciju degvielas stieņu uzglabāšanas vai reaktora kodola transportēšanas laikā.
Lietojumi
Jonizējošā starojuma apstrāde ir fizikāla metode, ko izmanto, lai panāktu materiālu sterilizāciju medicīniskā un sanitārā, pārtikas, izejvielu un rūpniecības produktu attīrīšana un pielietošana citās jomās, Mēs redzēsim vēlāk.
Šis process ietver jonizējošās enerģijas iedarbību uz galīgo iesaiņoto vai beztaras produktu vai vielu. Tas tiek darīts īpašā telpā, ko sauc par apstarošanas telpu katrai konkrētai situācijai un noteiktā laika periodā. Šie viļņi pilnībā iekļūst pakļautajos izstrādājumos, tostarp daudzslāņu iepakotos izstrādājumos.
Cobalt 60 izmantošana audzēja slimību ārstēšanā ir metode, kas manā valstī un pasaulē tās efektivitātes un iekšējās drošības dēļ šobrīd ir ļoti plaši izplatīta. To sauc par kobalta terapiju vai kobalta terapiju un ietver audzēja audu pakļaušanu gamma stariem.
Tam tiek izmantota tā saucamā kobalta apstrādes ierīce, kas aprīkota ar bruņotu galvu, kas aprīkota ar kobaltu 60, un ir aprīkota ar ierīci, kas precīzi kontrolē ekspozīciju, kas nepieciešama katrā konkrētajā gadījumā, lai adekvāti ārstētu slimību.
Pirmais komerciālais jonizācijas enerģijas pielietojums sākas 1960. gadu sākumā. pasaulē darbojas ap 160 apstarošanas rūpnīcu, kas tiek izplatīts vairāk nekā 30 valstīs, nodrošinot plašu pakalpojumu klāstu arvien vairāk nozarēm.
Kā redzat, lai arī tie ir bīstami, cilvēkam izdodas izmantot gamma starus daudzās jomās, kā to ierosina medicīna. Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par gamma stariem un to īpašībām.