V oblasti jadrovej fyziky sa študujú rôzne typy žiarenia, ktoré existujú. V tomto prípade sa zameriame na štúdium gama lúče. Je to elektromagnetické žiarenie, ktoré vzniká rádioaktívnym rozpadom atómových jadier. Tieto gama lúče majú najvyššiu frekvenciu žiarenia a patria medzi najnebezpečnejšie pre človeka i iné ionizujúce žiarenie.
Preto sa budeme venovať tomuto článku, aby sme vám povedali, aké sú vlastnosti, dôležitosť a použitie gama lúčov.
kľúčové vlastnosti
V súhrne uvedieme zoznam hlavných charakteristík gama lúčov:
- Sú to častice, ktoré už nemajú v pokoji, pretože sa pohybujú rýchlosťou svetla.
- Nemajú tiež žiadny elektrický náboj, pretože ich neodchyľujú elektrické a magnetické polia.
- Majú veľmi malú ionizačnú silu, aj keď sú dosť prenikavé. Gama lúče radónu môžu prejsť až 15 cm ocele.
- Sú to vlny ako svetlo, ale oveľa energickejšie ako röntgenové lúče.
- Rádioaktívna zlúčenina, ktorá je absorbovaná v žľaze a vyhýba sa gama žiareniu, umožňuje študovať uvedenú žľazu jej získaním na pláži.
Majú veľmi vysokofrekvenčné žiarenie a sú jedným z najnebezpečnejších žiarení pre ľudí, rovnako ako celé ionizujúce žiarenie. Nebezpečenstvo spočíva v tom, že ide o vysokoenergetické vlny, ktoré môžu nenávratne poškodiť molekuly. ktoré tvoria bunky a spôsobujú genetické mutácie až smrť. Na Zemi môžeme pozorovať prírodné zdroje gama lúčov pri rozpade rádionuklidov a pri interakcii kozmických lúčov s atmosférou; veľmi málo lúčov tiež produkuje tento typ žiarenia.
Vlastnosti gama žiarenia
Normálne je frekvencia tohto žiarenia vyššia ako 1020 Hz, takže má energiu väčšiu ako 100 keV a vlnovú dĺžku menšiu ako 3 × 10 - 13 m, teda oveľa menšiu ako priemer atómu. Boli tiež študované interakcie zahŕňajúce gama lúče energie z TeV na PeV.
Gama lúče prenikajú viac ako žiarenie produkované inými formami rádioaktívneho rozpadu alebo alfa rozpadu a beta rozpadu kvôli menšej tendencii k interakcii s hmotou. Gama žiarenie je tvorené fotónmi. To je podstatný rozdiel od alfa žiarenia, ktoré sa skladá z jadier hélia, a beta žiarenia, ktoré sa skladá z elektrónov.
Fotóny, nie sú obdarení hmotou, sú menej ionizujúce. Na týchto frekvenciách nemôže opis javov interakcií medzi elektromagnetickým poľom a hmotou ignorovať kvantovú mechaniku. Gama lúče sa od röntgenových lúčov odlišujú svojim pôvodom. Vyrábajú sa v každom prípade jadrovými alebo subatómovými prechodmi, zatiaľ čo röntgenové lúče sa vyrábajú energetickými prechodmi v dôsledku elektrónov, ktoré z externých kvantovaných energetických hladín vstupujú do ďalších hladín vnútornej voľnej energie.
Pretože niektoré elektronické prechody môžu prekročiť energiu niektorých jadrových prechodov, frekvencia röntgenových lúčov s vyššou energiou môže byť vyššia ako frekvencia gama lúčov s nízkou energiou. Ale v skutočnosti sú to všetko elektromagnetické vlny, ako rádiové vlny a svetlo.
Materiály vyrobené vďaka gama lúčom
Materiál potrebný na ochranu gama lúčov je oveľa hrubší ako materiál potrebný na ochranu alfa a beta častíc. Tieto materiály je možné blokovať jednoduchým listom papiera (α) alebo tenkou kovovou doskou (β). Materiály s vysokým atómovým číslom a vysokou hustotou môžu lepšie absorbovať gama lúče. V skutočnosti, ak je potrebný 1 cm olova na zníženie intenzita gama lúčov o 50%, rovnaký efekt nastáva pri 6 cm cementu a 9 cm stlačenej zeminy.
Tieniace materiály sa všeobecne merajú z hľadiska hrúbky potrebnej na zníženie intenzity žiarenia na polovicu. Je zrejmé, že čím vyššia je energia fotónu, tým väčšia je hrúbka požadovaného štítu.
Preto sú na ochranu ľudí potrebné hrubé obrazovky, pretože gama lúče a röntgenové lúče môžu spôsobiť popáleniny, rakovinu a genetické mutácie. Napríklad, v jadrových elektrárňach sa používa na ochranu ocele a cementu v obaloch peliet, zatiaľ čo voda môže zabrániť radiácii počas skladovania palivových tyčí alebo prepravy aktívnej zóny reaktora.
aplikácie
Liečba ionizujúcim žiarením je fyzikálna metóda používaná na dosiahnutie sterilizácie materiálov lekárske a sanitárne zariadenia, dekontaminácia potravín, surovín a priemyselných výrobkov a ich použitie v iných oblastiach, Uvidíme neskôr.
Tento proces zahŕňa vystavenie konečného zabaleného alebo hromadného produktu alebo látky ionizujúcej energii. To sa deje v špeciálnej miestnosti, ktorá sa nazýva ožarovacia miestnosť pre každú konkrétnu situáciu a v stanovenom časovom období. Tieto vlny úplne prenikajú do exponovaných výrobkov vrátane viacvrstvových zabalených výrobkov.
Používanie Cobaltu 60 na liečbu nádorových ochorení je metóda, ktorá je v súčasnosti v mojej krajine a vo svete veľmi rozšírená vďaka svojej účinnosti a vnútornej bezpečnosti. Nazýva sa to kobaltoterapia alebo kobaltoterapia a zahŕňa vystavenie nádorového tkaniva gama lúčom.
Na to sa používa takzvaný prístroj na ošetrenie kobaltu, ktorý je vybavený pancierovou hlavou vybavenou kobaltom 60 a je vybavený zariadením, ktoré presne riadi expozíciu potrebnú v každom konkrétnom prípade na adekvátne liečenie choroby.
Prvá komerčná aplikácia ionizačnej energie sa datuje na začiatok 1960. rokov. vo svete je v prevádzke okolo 160 ožarovacích zariadení, distribuovaná vo viac ako 30 krajinách a poskytuje širokú škálu služieb pre čoraz viac priemyselných odvetví.
Ako vidíte, ľudská bytosť je síce nebezpečná, ale dokáže v mnohých oblastiach využívať gama lúče, ako to indukuje medicína. Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o gama lúčoch a ich vlastnostiach.