รังสีแกมมา

ในสาขาฟิสิกส์นิวเคลียร์มีการศึกษารังสีประเภทต่างๆที่มีอยู่ ในกรณีนี้ เราจะเน้นศึกษาเรื่อง รังสีแกมมา. เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสของอะตอม รังสีแกมมาเหล่านี้มีรังสีความถี่สูงสุดและเป็นอันตรายที่สุดสำหรับมนุษย์ เช่นเดียวกับรังสีไอออไนซ์อื่นๆ

ดังนั้น เราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณว่าลักษณะ ความสำคัญ และการใช้รังสีแกมมาคืออะไร

คุณสมบัติหลัก

โดยสรุป เราจะแสดงรายการลักษณะสำคัญของรังสีแกมมา:

• พวกมันคืออนุภาคที่ไม่มีการพักผ่อนอีกต่อไปเนื่องจากพวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง
• พวกมันไม่มีประจุไฟฟ้าเนื่องจากไม่มีการเบี่ยงเบนจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
• พวกมันมีกำลังการแตกตัวเป็นไอออนน้อยมากแม้ว่าจะเจาะทะลุได้ก็ตาม รังสีแกมมาของเรดอน สามารถทะลุเหล็กได้สูงถึง 15 ซม.
• พวกมันเป็นคลื่นเหมือนแสง แต่มีพลังมากกว่ารังสีเอกซ์
• สารประกอบกัมมันตภาพรังสีที่ถูกดูดซับในต่อมและหลีกเลี่ยงรังสีแกมมาทำให้สามารถศึกษาต่อมดังกล่าวได้โดยหาจากชายหาด

พวกมันมีรังสีความถี่สูงมากและเป็นรังสีที่อันตรายที่สุดชนิดหนึ่งสำหรับมนุษย์ เช่นเดียวกับรังสีไอออไนซ์ทั้งหมด อันตรายอยู่ที่ความจริงที่ว่าพวกมันเป็นคลื่นพลังงานสูงที่สามารถทำลายโมเลกุลอย่างไม่สามารถย้อนกลับได้ ที่ประกอบเป็นเซลล์ ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมและถึงขั้นเสียชีวิต บนโลกเราสามารถสังเกตแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาตามธรรมชาติในการสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตรังสีและปฏิกิริยาของรังสีคอสมิกกับบรรยากาศ มีรังสีน้อยมากที่ผลิตรังสีประเภทนี้

คุณสมบัติของรังสีแกมมา

โดยปกติความถี่ของการแผ่รังสีนี้จะมากกว่า 1020 Hz ดังนั้นจึงมีพลังงานมากกว่า 100 keV และความยาวคลื่นน้อยกว่า 3 × 10 -13 ม. ซึ่งน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมมาก นอกจากนี้ยังมีการศึกษาปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับรังสีแกมมาของพลังงานจาก TeV ถึง PeV

รังสีแกมมาสามารถทะลุทะลวงได้มากกว่ารังสีที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีรูปแบบอื่น หรือการสลายตัวของอัลฟาและการสลายตัวของบีตา เนื่องจากมีแนวโน้มน้อยกว่าที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับสสาร รังสีแกมมาประกอบด้วยโฟตอน นี่คือความแตกต่างอย่างมากจากรังสีอัลฟาซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสฮีเลียมและรังสีบีตาซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอน

โฟตอน เนื่องจากไม่มีมวล จึงมีไอออนไนซ์น้อยกว่า ที่ความถี่เหล่านี้ คำอธิบายของปรากฏการณ์ของปฏิกิริยาระหว่างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากับสสารไม่สามารถเพิกเฉยต่อกลศาสตร์ควอนตัมได้ รังสีแกมมาแตกต่างจากรังสีเอกซ์โดยกำเนิด พวกมันถูกผลิตขึ้นโดยการเปลี่ยนภาพทางนิวเคลียร์หรือระดับย่อยของอะตอม ไม่ว่าในกรณีใด ในขณะที่รังสีเอกซ์เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของพลังงานเนื่องจากอิเล็กตรอนเข้าสู่ระดับพลังงานอิสระภายในมากขึ้นจากระดับพลังงานเชิงปริมาณภายนอก

เนื่องจากทรานสิชั่นทางอิเล็กทรอนิกส์บางอย่างสามารถเกินพลังงานของทรานสิชันนิวเคลียร์บางอันได้ ความถี่ของรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานสูงอาจสูงกว่าความถี่ของรังสีแกมมาพลังงานต่ำ แต่แท้จริงแล้ว พวกมันล้วนเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เหมือนกับคลื่นวิทยุและแสง

วัสดุทำมาจากรังสีแกมมา

วัสดุที่จำเป็นในการปกป้องรังสีแกมมานั้นหนากว่าวัสดุที่จำเป็นในการปกป้องอนุภาคอัลฟาและเบตามาก วัสดุเหล่านี้สามารถปิดกั้นได้ด้วยกระดาษธรรมดา (α) หรือแผ่นโลหะบาง (β) วัสดุที่มีเลขอะตอมสูงและความหนาแน่นสูงสามารถดูดซับรังสีแกมมาได้ดีขึ้น อันที่จริงถ้าต้องลดตะกั่ว 1 ซม. ความเข้มของรังสีแกมมา 50% มีผลเช่นเดียวกันในซีเมนต์ 6 ซม. และดินอัด 9 ซม.

วัสดุป้องกันโดยทั่วไปจะวัดในแง่ของความหนาที่จำเป็นในการลดความเข้มของรังสีลงครึ่งหนึ่ง เห็นได้ชัดว่ายิ่งพลังงานของโฟตอนสูงขึ้นเท่าใดความหนาของเกราะที่ต้องการก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้น จำเป็นต้องมีตะแกรงหนาเพื่อปกป้องมนุษย์ เนื่องจากรังสีแกมมาและรังสีเอกซ์สามารถทำให้เกิดแผลไหม้ มะเร็ง และการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม ตัวอย่างเช่น, ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะใช้เพื่อป้องกันเหล็กและซีเมนต์ในการบรรจุเม็ด ในขณะที่น้ำสามารถป้องกันรังสีระหว่างการจัดเก็บแท่งเชื้อเพลิงหรือการขนส่งแกนเครื่องปฏิกรณ์

การใช้งาน

การบำบัดด้วยรังสีไอออไนซ์เป็นวิธีการทางกายภาพที่ใช้ในการทำให้วัสดุปลอดเชื้อ การแพทย์และสุขอนามัย การขจัดสิ่งปนเปื้อนในอาหาร วัตถุดิบ และผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม และการประยุกต์ใช้ในด้านอื่นๆ,เดี๋ยวค่อยมาดูกัน

กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเปิดเผยผลิตภัณฑ์หรือสารที่บรรจุหีบห่อหรือเป็นกลุ่มสุดท้ายหรือสารต่อพลังงานไอออไนซ์ จะทำในห้องพิเศษที่เรียกว่าห้องฉายรังสีสำหรับแต่ละสถานการณ์และภายในระยะเวลาที่กำหนด คลื่นเหล่านี้เจาะทะลุผลิตภัณฑ์ที่สัมผัสได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งรวมถึงผลิตภัณฑ์บรรจุหีบห่อหลายชั้น

การใช้โคบอลต์ 60 ในการรักษาโรคเนื้องอกเป็นวิธีที่แพร่หลายมากในประเทศของฉันและในโลกอันเนื่องมาจากประสิทธิภาพและความปลอดภัยที่แท้จริง เรียกว่าการบำบัดด้วยโคบอลต์หรือการบำบัดด้วยโคบอลต์และ เกี่ยวข้องกับการเปิดเผยเนื้อเยื่อเนื้องอกต่อรังสีแกมมา

ด้วยเหตุนี้จึงใช้อุปกรณ์บำบัดโคบอลต์ซึ่งติดตั้งหัวหุ้มเกราะที่ติดตั้งโคบอลต์ 60 และติดตั้งอุปกรณ์ที่ควบคุมการรับแสงที่จำเป็นในแต่ละกรณีเพื่อรักษาโรคอย่างเพียงพอ

การใช้พลังงานไอออไนซ์ในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกเกิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1960 วันนี้ มีโรงงานฉายรังสีประมาณ 160 แห่งทั่วโลกจัดจำหน่ายในกว่า 30 ประเทศ ให้บริการที่หลากหลายสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้นเรื่อยๆ

อย่างที่คุณเห็น แม้ว่าพวกมันจะมีอันตราย แต่มนุษย์ก็สามารถใช้ประโยชน์จากรังสีแกมมาได้ในหลาย ๆ ด้านตามที่ยากระตุ้น ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับรังสีแกมมาและลักษณะของพวกมันได้