Każdy musiał słyszeć o trzech rodzajach promieniowania radioaktywnego - alfa, beta i gamma. Wszystkie powstają w procesie radioaktywnego rozpadu materii i mają zarówno wspólne właściwości, jak i różnice. Największe niebezpieczeństwo niesie ostatni rodzaj promieniowania. Co to jest?
Charakter rozpadu promieniotwórczego
Aby lepiej zrozumieć właściwości rozpadu gamma, konieczne jest rozważenie natury promieniowania jonizującego. Definicja ta oznacza, że energia tego typu promieniowania jest bardzo wysoka – kiedy uderza w inny atom, zwany „atomem docelowym”, wybija poruszający się po jego orbicie elektron. W tym przypadku atom docelowy staje się jonem naładowanym dodatnio (dlatego promieniowanie nazwano jonizującym). Promieniowanie to różni się od ultrafioletowego lub podczerwonego wysoką energią.
Na ogół rozpady alfa, beta i gamma mają wspólne właściwości. Możesz myśleć o atomie jak o małym ziarnku maku. Wtedy orbita elektronów będzie wokół niej bańką mydlaną. W rozpadach alfa, beta i gamma z tego ziarna wylatuje maleńka cząsteczka. W tym przypadku zmienia się ładunek jądra, co oznacza, że powstał nowy pierwiastek chemiczny. Drobinka kurzu pędzi z gigantyczną prędkością i rozbija siępowłoka elektronowa atomu docelowego. Po utracie elektronu atom docelowy staje się jonem naładowanym dodatnio. Jednak pierwiastek chemiczny pozostaje ten sam, ponieważ jądro atomu docelowego pozostaje takie samo. Jonizacja jest procesem o charakterze chemicznym, prawie ten sam proces zachodzi podczas interakcji niektórych metali, które rozpuszczają się w kwasach.
Gdzie jeszcze występuje rozpad γ?
Ale promieniowanie jonizujące występuje nie tylko podczas rozpadu radioaktywnego. Występują również w wybuchach atomowych i reaktorach jądrowych. Na Słońcu i innych gwiazdach, a także w bombie wodorowej syntetyzuje się jasne jądra, którym towarzyszy promieniowanie jonizujące. Proces ten zachodzi również w sprzęcie rentgenowskim i akceleratorach cząstek. Główną właściwością rozpadów alfa, beta, gamma jest najwyższa energia jonizacji.
Różnice między tymi trzema rodzajami promieniowania zależą od ich natury. Promieniowanie odkryto pod koniec XIX wieku. Wtedy nikt nie wiedział, co to za zjawisko. Dlatego trzy rodzaje promieniowania zostały nazwane literami alfabetu łacińskiego. Promieniowanie gamma zostało odkryte w 1910 roku przez naukowca Henry'ego Gregga. Rozpad gamma ma taką samą naturę jak światło słoneczne, promienie podczerwone, fale radiowe. Ze względu na swoje właściwości promienie γ są promieniowaniem fotonowym, ale energia zawartych w nich fotonów jest bardzo wysoka. Innymi słowy jest to promieniowanie o bardzo krótkiej długości fali.
Właściwościpromienie gamma
Promieniowanie to jest niezwykle łatwe do przebicia przez wszelkie przeszkody. Im gęstszy materiał stoi na jego drodze, tym lepiej go opóźnia. Najczęściej do tego celu wykorzystuje się konstrukcje ołowiane lub betonowe. W powietrzu promienie γ z łatwością pokonują dziesiątki, a nawet tysiące metrów.
Rozpad gamma jest bardzo niebezpieczny dla ludzi. W kontakcie z nim skóra i narządy wewnętrzne mogą ulec uszkodzeniu. Promieniowanie beta można porównać do strzelania małymi pociskami, a promieniowanie gamma do strzelania igłami. Podczas rozbłysku jądrowego, oprócz promieniowania gamma, dochodzi również do powstawania strumieni neutronów. Promienie gamma uderzają w Ziemię wraz z promieniami kosmicznymi. Oprócz nich przenosi na Ziemię protony i inne cząstki.
Wpływ promieni gamma na organizmy żywe
Jeśli porównamy rozpady alfa, beta i gamma, ten ostatni będzie najbardziej niebezpieczny dla organizmów żywych. Prędkość propagacji tego typu promieniowania jest równa prędkości światła. To ze względu na dużą prędkość szybko wnika w żywe komórki, powodując ich zniszczenie. Jak?
Po drodze promieniowanie γ pozostawia dużą liczbę zjonizowanych atomów, które z kolei jonizują nową porcję atomów. Komórki poddane działaniu silnego promieniowania gamma zmieniają się na różnych poziomach swojej struktury. Przemienione zaczynają rozkładać się i zatruwać organizm. Ostatnim etapem jest pojawienie się wadliwych komórek, które nie mogą już normalnie wykonywać swoich funkcji.
U ludzi różne narządy mająróżne stopnie wrażliwości na promieniowanie gamma. Konsekwencje zależą od otrzymanej dawki promieniowania jonizującego. W wyniku tego w organizmie mogą zachodzić różne procesy fizyczne, biochemia może zostać zaburzona. Najbardziej wrażliwe są narządy krwiotwórcze, układ limfatyczny i pokarmowy oraz struktury DNA. Ta ekspozycja jest niebezpieczna dla ludzi i to, że promieniowanie kumuluje się w ciele. Ma również okres opóźnienia.
Formuła rozpadu gamma
Aby obliczyć energię promieni gamma, możesz użyć następującego wzoru:
E=hv=hc/λ
W tym wzorze h to stała Plancka, v to częstotliwość kwantu energii elektromagnetycznej, c to prędkość światła, λ to długość fali.
