Gammastrålning eller gammastrålar är hög-energifotoner som släpps ut av radioaktivt avfall av atomkärnor. Gammastrålning är en mycket högenergisk form av joniserande strålning, med den kortaste våglängd.
Key Takeaways: Gamma Radiation
- Gammastrålning (gammastrålar) avser den del av det elektromagnetiska spektrumet med mest energi och kortaste våglängd.
- Astrofysiker definierar gammastrålning som varje strålning med en energi över 100 keV. Fysiker definierar gammastrålning som fotoner med hög energi som frigörs genom kärnkraftsförfall.
- Med hjälp av den bredare definitionen av gammastrålning frigörs gammastrålar av källor inklusive gammaförfall, blixt, solfällningar, materia-antimateriell förintelse, samspelet mellan kosmiska strålar och materia och många astronomiska källor.
- Gamma-strålning upptäcktes av Paul Villard 1900.
- Gamma-strålning används för att studera universum, behandla ädelstenar, skanna behållare, sterilisera livsmedel och utrustning, diagnostisera medicinska tillstånd och behandla vissa former av cancer.
Historia
Den franska kemisten och fysikern Paul Villard upptäckte gammastrålning 1900. Villard studerade strålning från elementet radium. Medan Villard observerade strålningen från radium var mer energisk än alfastrålarna som Rutherford beskrev i 1899 eller betastrålningen som Becquerel noterade 1896, identifierade han inte gammastrålning som en ny form av strålning.
Ernest Rutherford utökade sig efter Villards ord och kallade den energiska strålningen "gammastrålar" 1903. Namnet återspeglar strålningsnivån för strålning i materien, med alfa som minst penetrerande, beta är mer penetrerande och gammastrålning som passerar materien lättast.
Hälsoeffekter
Gamma-strålning utgör en betydande hälsorisk. Strålarna är en form av joniserande strålning, vilket innebär att de har tillräckligt med energi för att ta bort elektroner från atomer och molekyler. De är emellertid mindre benägna att skada joniseringen än mindre penetrerande alfa- eller betastrålning. Strålningens höga energi betyder också att gammastrålar har hög penetrerande kraft. De passerar genom huden och skadar inre organ och benmärg.
Fram till en viss punkt kan människokroppen reparera genetiska skador från exponering för gammastrålning. Reparationsmekanismerna verkar vara mer effektiva efter exponering i hög dos än exponering med låg dos. Genetisk skada från exponering för gammastrålning kan leda till cancer.
Naturliga gammastrålningskällor
Det finns många naturliga källor till gammastrålning. Dessa inkluderar:
Gamma förfall: Detta är frisläppandet av gammastrålning från naturliga radioisotoper. Vanligtvis följer gamma-förfall alfa- eller beta-förfall där dotterkärnan är upphetsad och faller till en lägre energinivå med emissionen av en gammastrålningsfoton. Gamma-sönderfall är dock också resultatet av kärnfusion, kärnklyvningoch neutronfångst.
Antimateriell förintelse: En elektron och en positron förintar varandra, extremt högenergiska gammastrålar släpps. Andra subatomära källor för gammastrålning förutom gamma-sönderfall och antimateria inkluderar bremsstrahlung, synkrotronstrålning, neutral pion-sönderfall och Compton-spridning.
Blixt: De snabba blixtnedslagna elektroner producerar det som kallas en jordlig gammastrålblixten.
Solstormar: En solfällning kan frigöra strålning över det elektromagnetiska spektrumet, inklusive gammastrålning.
Kosmiska strålar: Samspelet mellan kosmiska strålar och materia släpper gammastrålar från bremsstrahlung eller parproduktion.
Gamma-strålar brister: Intensiva skador av gammastrålning kan produceras när neutronstjärnor kolliderar eller när en neutronstjärna interagerar med ett svart hål.
Andra astronomiska källor: Astrofysik studerar också gammastrålning från pulsars, magnetar, kvasarer och galaxer.
Gamma-strålar kontra röntgenstrålar
Både gammastrålar och röntgenstrålar är former av elektromagnetisk strålning. Deras elektromagnetiska spektrum överlappar varandra, så hur kan du skilja dem från varandra? Fysiker skiljer de två strålningstyperna utifrån deras källa, där gammastrålar har sitt ursprung i kärnan från förfall, medan röntgenstrålar härrör från elektronmoln runt kärnan. Astrofysiker skiljer mellan gammastrålar och röntgenstrålar strikt med energi. Gamma-strålning har en foton energi över 100 keV, medan röntgenstrålar bara har energi upp till 100 keV.
källor
- L'Annunziata, Michael F. (2007). Radioaktivitet: introduktion och historia. Elsevier BV. Amsterdam, Nederländerna. ISBN 978-0-444-52715-8.
- Rothkamm, K.; Löbrich, M. (2003). "Bevis på brist på reparation av DNA-dubbelsträngsbrott i mänskliga celler utsatta för mycket låga röntgendoser". Förfaranden från National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (9): 5057–62. doi: 10.1073 / pnas.0830918100
- Rutherford, E. (1903). "De magnetiska och elektriska avvikelserna från de lätt absorberade strålarna från radium." Filosofiskt tidskrift, Serie 6, vol. 5, nr. 26, sid 177–187.
- Villard, P. (1900). "Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium." Kommer rendus, vol. 130, sid 1010–1012.