W dziedzinie fizyki jądrowej badane są różne rodzaje promieniowania, które istnieją. W tym przypadku skupimy się na badaniu promienie gamma. Jest to promieniowanie elektromagnetyczne, które powstaje w wyniku radioaktywnego rozpadu jąder atomowych. Te promienie gamma mają promieniowanie o najwyższej częstotliwości i należą do najniebezpieczniejszych dla ludzi, podobnie jak inne promieniowanie jonizujące.
Dlatego zamierzamy poświęcić ten artykuł, aby powiedzieć, jakie są cechy, znaczenie i zastosowania promieni gamma.
Główne cechy
Podsumowując, wymienimy główne cechy promieni gamma:
- Są to cząstki, które nie pozostają w spoczynku, ponieważ poruszają się z prędkością światła.
- Nie mają również ładunku elektrycznego, ponieważ nie są odchylane przez pola elektryczne i magnetyczne.
- Mają bardzo małą moc jonizującą, chociaż są dość przenikliwe. Promienie gamma radonu mogą przejść do 15 cm stali.
- Są to fale podobne do światła, ale znacznie bardziej energetyczne niż promienie rentgenowskie.
- Związek radioaktywny, który jest absorbowany w gruczole i unika promieniowania gamma, umożliwia badanie tego gruczołu poprzez otrzymanie go na plaży.
Mają promieniowanie o bardzo wysokiej częstotliwości i są jednym z najniebezpieczniejszych dla człowieka promieniowania, jak każde promieniowanie jonizujące. Niebezpieczeństwo polega na tym, że są to fale o wysokiej energii, które mogą nieodwracalnie uszkodzić molekuły. które tworzą komórki, powodując mutacje genetyczne, a nawet śmierć. Na Ziemi możemy obserwować naturalne źródła promieniowania gamma w rozpadzie radionuklidów i interakcji promieni kosmicznych z atmosferą; bardzo niewiele promieni również wytwarza ten rodzaj promieniowania.
Właściwości promieni gamma
Normalnie częstotliwość tego promieniowania jest większa niż 1020 Hz, a więc ma energię większą niż 100 keV i długość fali mniejszą niż 3 × 10 -13 m, znacznie mniejszą niż średnica atomu. Zbadano również interakcje z udziałem promieni gamma o energii od TeV do PeV.
Promienie gamma są bardziej przenikliwe niż promieniowanie wytwarzane przez inne formy rozpadu radioaktywnego lub rozpadu alfa i beta, ze względu na mniejszą skłonność do interakcji z materią. Promieniowanie gamma składa się z fotonów. Jest to istotna różnica w porównaniu z promieniowaniem alfa, które składa się z jąder helu i promieniowania beta, które składa się z elektronów.
Fotony, ponieważ nie są wyposażone w masę, są mniej jonizujące. Przy tych częstotliwościach opis zjawisk oddziaływań między polem elektromagnetycznym a materią nie może pomijać mechaniki kwantowej. Promienie gamma różnią się od promieni rentgenowskich pochodzeniem. W każdym razie są one wytwarzane przez przejścia jądrowe lub subatomowe, podczas gdy promieniowanie rentgenowskie jest wytwarzane przez przejścia energetyczne z powodu wchodzenia elektronów na więcej wewnętrznych poziomów energii swobodnej z zewnętrznych skwantowanych poziomów energii.
Ponieważ niektóre przejścia elektronowe mogą przekraczać energię niektórych przejść jądrowych, częstotliwość promieni rentgenowskich o wyższej energii może być wyższa niż częstotliwość promieni gamma o niższej energii. Ale w rzeczywistości wszystkie są falami elektromagnetycznymi, takimi jak fale radiowe i światło.
Materiały wykonane dzięki promieniom gamma
Materiał wymagany do ochrony promieni gamma jest znacznie grubszy niż ten wymagany do ochrony cząstek alfa i beta. Materiały te można zablokować za pomocą zwykłego arkusza papieru (α) lub cienkiej metalowej płyty (β). Materiały o dużej liczbie atomowej i dużej gęstości mogą lepiej pochłaniać promienie gamma. W rzeczywistości, jeśli do redukcji potrzebny jest 1 cm ołowiu intensywność promieni gamma o 50%, ten sam efekt występuje w 6 cm cementu i 9 cm prasowanej ziemi.
Materiały ekranujące są zazwyczaj mierzone pod względem grubości potrzebnej do zmniejszenia natężenia promieniowania o połowę. Oczywiście im wyższa energia fotonu, tym większa grubość wymaganej osłony.
Dlatego do ochrony ludzi potrzebne są grube ekrany, ponieważ promienie gamma i rentgenowskie mogą powodować oparzenia, raka i mutacje genetyczne. Na przykład, w elektrowniach jądrowych służy do ochrony stali i cementu w powstrzymywaniu peletów, podczas gdy woda może zapobiegać promieniowaniu podczas przechowywania pręta paliwowego lub transportu rdzenia reaktora.
Używa
Leczenie promieniowaniem jonizującym jest fizyczną metodą służącą do sterylizacji materiałów medyczna i sanitarna, dekontaminacja żywności, surowców i produktów przemysłowych oraz ich zastosowanie w innych dziedzinach, Zobaczymy później.
Proces ten polega na poddaniu końcowego produktu lub substancji w opakowaniu lub luzem działaniu energii jonizującej. Odbywa się to w specjalnym pomieszczeniu zwanym pokojem napromieniania dla każdej konkretnej sytuacji i w określonym czasie. Fale te całkowicie przenikają odsłonięte produkty, w tym produkty w opakowaniach wielowarstwowych.
Stosowanie Cobaltu 60 w leczeniu chorób nowotworowych jest metodą, która jest obecnie bardzo rozpowszechniona w moim kraju i na świecie ze względu na jego skuteczność i wewnętrzne bezpieczeństwo. Nazywa się to terapią kobaltową lub terapią kobaltową i polega na wystawieniu tkanki nowotworowej na działanie promieni gamma.
W tym celu stosuje się tak zwane urządzenie do leczenia kobaltem, które jest wyposażone w opancerzoną głowicę wyposażoną w kobalt 60 i jest wyposażone w urządzenie, które precyzyjnie kontroluje ekspozycję wymaganą w każdym konkretnym przypadku, aby odpowiednio leczyć chorobę.
Pierwsze komercyjne zastosowanie energii jonizacji datuje się na początek lat 1960. Dziś, na świecie działa około 160 zakładów napromieniowania, dystrybuowany w ponad 30 krajach, świadczący szeroki zakres usług dla coraz większej liczby branż.
Jak widać, mimo że są one niebezpieczne, człowiekowi udaje się wykorzystać promieniowanie gamma w wielu dziedzinach, tak jak jest to wywoływane przez medycynę. Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o promieniach gamma i ich charakterystyce.