„Gamma-sugárzás” változatai közötti eltérés
[ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
→Alkalmazása: http://www.iki.kfki.hu/nuclear/education/ELTE_Labgyak_Jegyzet.pdf |
a Removing Link GA template (handled by wikidata) |
||
45. sor: | 45. sor: | ||
[[Kategória:Elektromágneses sugárzás]] |
[[Kategória:Elektromágneses sugárzás]] |
||
[[Kategória:Csillagászat]] |
[[Kategória:Csillagászat]] |
||
{{Link GA|de}} |
A lap 2014. szeptember 23., 20:23-kori változata
A gamma-sugárzás nagyfrekvenciájú elektromágneses hullámokból (1019 Hz, 30-50 keV felett, illetve 20-30 pikométer hullámhossz alatt) álló sugárzás, mely a gerjesztett atommagok alacsonyabban fekvő állapotba történő átmenetekor, az úgynevezett gamma-bomláskor is keletkezik. Ez a bomlás sok esetben kíséri az alfa- és béta-bomlást, valamint a magreakciókat.
Jelentkezik egy bizonyos átfedés a röntgen- és a gamma-sugarak között: a röntgensugarak egészen a 60-80 keV-os tartományig terjedhetnek.
A gamma-sugarak (mint minden más ionizáló sugárzás) előidézhetnek égési sebeket, rákot és genetikai mutációkat.
A gamma-sugarak elleni védekezés nagy atomtömegű és sűrűségű elemekkel a leghatásosabb. Erre a célra általában az ólmot használják. De például a reaktorok aktív zónáját több méter vastag nehézbeton fallal veszik körül, ami egy magas kristályvíztartalmú, nehézfémmel, például báriummal (barit) adalékolt beton. Minél nagyobb energiájú a gamma-sugárzás, annál vastagabb réteg szükséges a védekezéshez.
Kölcsönhatása az anyaggal
A gamma-sugárzás három módon lép kölcsönhatásba az anyaggal:
- Fotoeffektus (fényelektromos hatás) – egy atom elektronhéja elnyeli a fotont. E foton energiája teljesen egy elektron energiájává alakul át, amely gerjesztett állapotba kerül vagy elhagyja az atomot.
- Compton-szórás a foton rugalmatlan szóródása egy szabad, illetve gyengén kötött elektronon. Ez esetben a foton energiájának csak egy részét adja át az elektronnak.
- Párképződés – elektron-pozitron pár képződhet, ha a foton energiája meghaladja az 1,02 MeV-ot (az elektron – pozitronpár nyugalmi tömege)
Mivel ezen jelenségek egy meghatározott valószínűség szerint következnek be, ezért felírhatjuk a következő egyenletet:
Ezt integrálva kapjuk a sugárzás intenzitására (I) vonatkozó törvényt a közegben megtett távolság (x) függvényében.
A az abszorpciós koefficiens. A mellékelt ábrán látható az abszorpciós koefficiens energiafüggősége.
Alkalmazása
- sterilizálás
- terápia – rákos daganatok eltávolítása
- radiológia – radioaktív izotópok nyomon követése a szervezetben
- gamma-radiográfia – roncsolásmentes anyagvizsgálat, átvilágítás, hibakeresés
- elemanalízis – karakterisztikus gammafotonok segítségével (például aktivációs analízis és pgaa)
Felfedezése
A gamma-sugarakat 1900-ban Paul Ulrich Villard fedezte fel. Sokáig részecskéknek hitték őket, míg 1910-ben William Henry Bragg be nem bizonyította, hogy elektromágneses hullámokról van szó. Megmérte a hullámhosszukat kristályon való diffrakció segítségével.
További információk
- A sugárzás - muszakiak.hu - a műszaki portál
- Magyarított Flash animáció a Compton-szórás, a fotoeffektus és a párképződés összevetéséről. Szerző: David M. Harrison
- Magyarított sztochasztikus Java szimuláció a Compton-effektusról. Szerző: Jan Humble
- Magyarított Flash animáció a párképződésről, majd az azt követő pozitronannihilációról. Szerző: David M. Harrison