Что такое гамма излучение

Вредным влиянием обладают не только рентгеновские лучи, но и гамма-излучение, которое по природе проявления напоминает свет. Особенностью гамма-потока является короткая длина волны, но, несмотря на это, лучи обладают сильным токсическим и травмирующим действием на все живые организмы.

Гамма-излучение
Гамма-излучение губительно для жизни.

Когда произошло открытие

Открытие было совершено А. Беккерелем в 1896 г., когда он изучал взаимосвязь рентгеновских лучей с люминесценцией. Для проверки догадок ученый использовал химические соединения, среди которых была соль урана, светящаяся в темноте. Он подержал ее под лучами солнца и поместил в шкаф на фотопластину, упакованную в светонепроницаемую пленку.

После ее проявления Беккерель увидел точное изображение куска соли. С помощью люминесценции засветить бумагу было нельзя, поэтому ученый сделал вывод, что это произошло из-за рентгеновских лучей.

Так было впервые зафиксировано явление радиоактивности. Немного позднее Беккерелем было сделано сообщение в Академии наук в Париже об излучении при фосфоресценции. Через некоторое время в его открытие были внесены изменения. Этому послужило следующее событие.

Когда ученый в плохую погоду поместил соединение урана, не подвергающееся облучению, на фотопластину, его структура отразилась на снимке четко.

О своих исследованиях Беккерель рассказал позднее. В его работе была информация о радиации фосфоресцирующих тел. Затем ученый проводил много опытов с различными веществами, оставляющими след на пластине, и поделился теориями и знаниями с супругами Кюри, открывшими новые элементы — радий и полоний.

Последующие опыты и исследования привели к тому, что в 1900 г. Поль Виллар открыл гамма-излучение при исследовании радия. Термин гамма-лучи впервые был использован Э. Резерфордом в 1903 г. Позднее он и Э. Андраде доказали электромагнитную природу гамма-потока.

Свойства гамма-излучения

В гамма-лучах, представляющих собой поток высокоэнергетических квантов или фотонов (гамма-кванты), нет заряженных частиц, поэтому магнитные и электрические поля их не отклоняют.

Излучение обладает высокой проникающей способностью при равных энергетических показателях и других условиях. Ионизация атомов вещества вызвана гамма-квантами.

При прохождении потоков через вещества наблюдаются такие процессы, как:

  1. Ядерный фотоэффект, обеспеченный выбиванием нуклонов из ядра гамма-квантом при энергии больше нескольких десятков МэВ.
  2. Фотоэффект, при котором электрон оболочки атома поглощает энергетический поток гамма-кванта и покидает атом.
  3. Эффект возникновения пар, при котором происходит распад радиоактивных ядер элементарных частиц (переход) гамма-кванта в позитрон и электрон в электрическом поле ядра.
  4. Комптон-эффект — гамма-квант рассеивается от взаимодействия с электроном, что приводит к образованию гамма-кванта с меньшей энергией и способствует высвобождению электрона и ионизации атома.
Гамма-излучение
Художественная иллюстрация: ядро атома испускает гамма-квант.

Для изучения характеристик твердых тел используется наблюдение эффектов, связанных с влиянием внешних факторов на свойства ядерного радиоактивного излучения.

Основные источники

Организм человека постоянно подвергается радиоактивному воздействию. Около 80% отводится космическим лучам. Естественная радиация происходит из-за 60 радиоактивных элементов, находящихся в почве, воздухе и воде. К основным источникам природного излучения относят инертный газ радон, который исходит из горных пород и земли.

Радиоактивные волны получают путем соударения электронов с большой энергией от ускорителей с пучками видимого света, создаваемого лазером. Часть радионуклидов поступает с едой.

Распространенными источниками гамма-лучей стали:

  • ридионуклиды, используемые в легкой промышленности и сельском хозяйстве;
  • стройматериалы;
  • медицинские аппараты;
  • аварии, взрывы и выбросы на радиохимических заводах;
  • радиохимическая промышленность.

На радиоактивный фон влияет географическое положение. В некоторых областях радиация превышает допустимые нормы в сотни раз.

Частота и скорость

На шкале электромагнитных волн гамма-излучение располагается рядом с рентгеновскими лучами, но имеет такую волну, длина которой составляет < 2⋅10−10 м, а частота > 3.1018 Гц.

Сферы применения гамма-излучения

Гамма-лучи применяют в разных областях. При тяжелых патологиях, которые разрушают клетки организма, используют свойство изменять структуру молекул и атомов. Для лечения онкологии излучение незаменимо. Оно способствует разрушению аномальных клеток и прекращает их быстрое разрастание.

В некоторых случаях активное увеличение количества раковых клеток остановить нельзя и помогают лишь гамма-лучи, уничтожающие новообразования. С помощью излучения уничтожают патогенную микрофлору и различные потенциально опасные загрязнения.

Применение гамма-излучения
Гамма-излучение применяют в медицине.

Радиоактивные лучи используют для стерилизации медицинских приборов и инструментов. Этот вид радиации подходит для обеззараживания некоторых продуктов.

Радиоактивное излучение применяется при просвечивании цельнометаллических изделий в косметической и других отраслях промышленности.

Способ позволяет обнаружить скрытые дефекты. Методику рекомендуется использовать в производстве с предельным контролем за качеством деталей.

Ученые лучами проводят измерение глубины бурения и получают сведения о возможном залегании пород.

Излучение применяют в селекции. Для получения мутаций в геноме отобранные растения подвергаются дозированному облучению. Этим методом селекционерам удается получить новые разновидности растений с необходимыми свойствами.

Радиоактивный поток помогает определить скорость искусственных спутников и космических аппаратов. Лучи, посланные в космос, дают шанс определить расстояние и смоделировать маршрут летательных аппаратов.

Гамма-излучение
В настоящее время гамма-лучи применяются в различных сферах жизни.

Вред гамма-лучей

Радиоактивные лучи отличаются повышенной проникающей способностью. Чтобы задержать их, потребуется стена из свинца толщиной больше 5 см. Кожа и прочие механизмы защиты живых существ не препятствуют проникновению радиоактивного потока. Он попадает в организм, разрушая все структуры.

Атомы и молекулы, подвергшиеся воздействию, становятся источником излучения и способствуют ионизации других клеток.

Эти процессы приводят к тому, что одни вещества преобразуются в другие. Клетки меняют геном. Остатки старых структур, которые стали не нужными при строительстве новых клеток, начинают отравлять организм.

Опасность гамма-лучей кроется в том, что живые существа не ощущают смертельного излучения и не имеют специфической защиты от него.

Наибольший вред радиоактивные волны наносят половым клеткам, в которых содержатся молекулы ДНК. Но однократное воздействие лучей незначительной дозы не разрушит существенно живые клетки. По этой причине их и стали применять в разных отраслях деятельности человека.

Гамма-излучение
Влияние гамма-излучения на человека.

Способы защиты от излучения

Существенным элементом заражения природный фон не станет. Для защиты используют специальные убежища. Подвал, расположенный в доме, сможет ослабить воздействие лучей в 1000 раз.

Излучения можно избежать, если внимательно относиться к предметам с соответствующей маркировкой.

Снаружи эти элементы не опасны, но при повреждении вредны.

Ссылка на основную публикацию