Гамма-излучение | это... Что такое Гамма-излучение? (original) (raw)

У этого термина существуют и другие значения, см. Гамма.

Художественная иллюстрация: ядро атома испускает гамма-квант.

Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — < 5·10−3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.

Гамма-квантами являются фотоны с высокой энергией. Считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 105 эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке — к рентгеновскому излучению. С точки зрения физики, кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер (см. Изомерный переход, энергии таких гамма-квантов лежат в диапазоне от ~1 кэВ до десятков МэВ), при ядерных реакциях (например, при аннигиляции электрона и позитрона, распаде нейтрального пиона и т. д.), а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях (см. Синхротронное излучение).

Гамма-излучение было открыто французским физиком Полем Виллардом[1] в 1900 году при исследовании излучения радия[2].

Содержание

• 1 Физические свойства
• 2 Использование
• 3 Детектирование
• 4 Биологические эффекты
• 5 Защита
• 6 См. также
• 7 Примечания
• 8 Литература

Физические свойства

Гамма-лучи, в отличие от α-лучей и β-лучей, не отклоняются электрическими и магнитными полями, характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества. Основные процессы, возникающие при прохождении гамма-излучения через вещество:

• Фотоэффект — энергия гамма-кванта поглощается электроном оболочки атома, и электрон, совершая работу выхода, покидает атом (который становится ионизированным).
• Комптон-эффект — гамма-квант рассеивается при взаимодействии с электроном, при этом образуется новый гамма-квант, меньшей энергии, что также сопровождается высвобождением электрона и ионизацией атома.
• Эффект образования пар — гамма-квант в поле ядра превращается в электрон и позитрон.
• Ядерный фотоэффект — при энергиях выше нескольких десятков МэВ гамма-квант способен выбивать нуклоны из ядра.

Использование

Области применения гамма-излучения:

• Гамма-дефектоскопия, контроль изделий просвечиванием γ-лучами.
• Консервирование пищевых продуктов.
• Стерилизация медицинских материалов и оборудования.
• Лучевая терапия.
• Уровнемеры.
• Гамма-каротаж в геологии.
• Гамма-высотомер, измерение расстояния до поверхности при приземлении спускаемых космических аппаратов.
• Гамма-стерилизация специй, зерна, рыбы, мяса и других продуктов для увеличения срока хранения[3].

Детектирование

Зарегистрировать гамма-кванты можно с помощью ряда ядерно-физических детекторов ионизирующего излучения (сцинтилляционных, газовых, полупроводниковых и т. д.).

Биологические эффекты

Облучение гамма-квантами в зависимости от дозы и продолжительности может вызвать хроническую и острую лучевые болезни. Стохастические эффекты облучения включают различные виды онкологических заболеваний. В то же время гамма-облучение подавляет рост раковых и других быстро делящихся клеток. Гамма-излучение является мутагенным и тератогенным фактором.

Защита

Защитой от гамма-излучения может служить слой вещества. Эффективность защиты (то есть вероятность поглощения гамма-кванта при прохождении через неё) увеличивается при увеличении толщины слоя, плотности вещества и содержания в нём тяжёлых ядер (свинца, вольфрама, обеднённого урана и пр.).

См. также

• Электромагнитное излучение
• Бета-частица
• Альфа-частица
• Ядерная реакция
• Список космических аппаратов с рентгеновскими и гамма-детекторами на борту
• Рентгеновские лучи

Примечания

1. ↑ Согласно практической транскрипции, правильным вариантом передачи фамилии является Вильяр, однако данный вариант не встречается в источниках.
2. ↑ The discovery of gamma rays (англ.)
3. ↑ В РФ планируется программа гамма-стерилизации сельхозпродукции (рус.). РИА Новости (28 сентября 2010). Архивировано из первоисточника 25 августа 2011. Проверено 28 сентября 2010.

Литература

• Гамма-излучение — статья из Физической энциклопедии

Электромагнитный спектр
γ-излучение | рентген	УФ	видимый свет	ИК	терагерцевое излучение	микроволны	радиоволны
Видимый спектр	фиолетовый | синий	голубой	зелёный	жёлтый	оранжевый	красный
Микроволны	W | V	Q	Ka	K	Ku	X	C	S	L
Радиоволны	КВЧ/EHF | СВЧ/SHF	УВЧ/UHF	ОВЧ/VHF	ВЧ/HF	СЧ/MF	НЧ/LF	ОНЧ/VLF	ИНЧ/ULF	СНЧ/SLF	КНЧ/ELF
Длины волн	Ультракороткие волны | Короткие волны	Средние волны	Длинные волны