Zagotovo je vsak že slišal za tri vrste radioaktivnega sevanja – alfa, beta in gama. Vsi nastanejo v procesu radioaktivnega razpada snovi in imajo tako skupne lastnosti kot razlike. Največjo nevarnost predstavlja zadnja vrsta sevanja. Kaj je?
Narava radioaktivnega razpada
Da bi podrobneje razumeli lastnosti gama razpada, je treba upoštevati naravo ionizirajočega sevanja. Ta definicija pomeni, da je energija te vrste sevanja zelo visoka - ko zadene drug atom, imenovan "ciljni atom", izbije elektron, ki se premika po svoji orbiti. V tem primeru ciljni atom postane pozitivno nabit ion (zato se je sevanje imenovalo ionizirajoče). To sevanje se od ultravijoličnega ali infrardečega sevanja razlikuje po visoki energiji.
Na splošno imajo alfa, beta in gama razpad skupne lastnosti. Atom si lahko predstavljate kot majhno makovo seme. Potem bo orbita elektronov okrog nje milni mehurček. Pri alfa, beta in gama razpadu iz tega zrna odleti majhen delec. V tem primeru se naboj jedra spremeni, kar pomeni, da je nastal nov kemični element. Prašni delček hiti z velikansko hitrostjo in trči vanjelektronska lupina ciljnega atoma. Po izgubi elektrona ciljni atom postane pozitivno nabit ion. Kemični element pa ostaja enak, ker jedro ciljnega atoma ostaja enako. Ionizacija je proces kemične narave, skoraj enak proces se zgodi med interakcijo nekaterih kovin, ki se raztopijo v kislinah.
Kje še pride do γ-razpada?
Toda ionizirajoče sevanje se ne pojavlja le pri radioaktivnem razpadu. Pojavljajo se tudi pri atomskih eksplozijah in v jedrskih reaktorjih. Na Soncu in drugih zvezdah, pa tudi v vodikovi bombi se sintetizirajo lahka jedra, ki jih spremlja ionizirajoče sevanje. Ta proces se pojavlja tudi v rentgenski opremi in pospeševalnikih delcev. Glavna lastnost, ki jo imajo razpadi alfa, beta, gama, je najvišja ionizacijska energija.
In razlike med temi tremi vrstami sevanja so določene z njihovo naravo. Sevanje so odkrili konec 19. stoletja. Potem nihče ni vedel, kaj je ta pojav. Zato so bile tri vrste sevanja poimenovane s črkami latinske abecede. Gama sevanje je leta 1910 odkril znanstvenik po imenu Henry Gregg. Gama razpad ima enako naravo kot sončna svetloba, infrardeči žarki, radijski valovi. Po svojih lastnostih so γ-žarki fotonsko sevanje, vendar je energija fotonov, ki jih vsebujejo, zelo visoka. Z drugimi besedami, gre za sevanje z zelo kratko valovno dolžino.
Lastnostigama žarki
To sevanje je izjemno enostavno prodreti skozi kakršne koli ovire. Bolj gost, ko mu stoji material na poti, bolje ga zamuja. Najpogosteje se v ta namen uporabljajo svinčene ali betonske konstrukcije. V zraku γ-žarki zlahka premagajo desetine in celo tisoče metrov.
Razpad gama je zelo nevaren za ljudi. Ob izpostavljenosti se mu lahko poškodujejo koža in notranji organi. Beta sevanje lahko primerjamo s streljanjem majhnih nabojev, gama sevanje pa s strelnimi iglami. Med jedrskim izbruhom poleg gama sevanja pride tudi do tvorbe nevtronskih tokov. Gama žarki zadenejo Zemljo skupaj s kozmičnimi žarki. Poleg njih na Zemljo prenaša protone in druge delce.
Učinek žarkov gama na žive organizme
Če primerjamo alfa, beta in gama razpad, bo slednji najbolj nevaren za žive organizme. Hitrost širjenja te vrste sevanja je enaka hitrosti svetlobe. Zaradi svoje visoke hitrosti hitro vstopi v žive celice in povzroči njihovo uničenje. Kako?
Na poti γ-sevanje pusti veliko število ioniziranih atomov, ki posledično ionizirajo nov del atomov. Celice, ki so bile izpostavljene močnemu sevanju gama, se spreminjajo na različnih ravneh svoje strukture. Preoblikovane začnejo razgrajevati in zastrupljati telo. In zadnja faza je pojav okvarjenih celic, ki ne morejo več normalno opravljati svojih funkcij.
Pri ljudeh imajo različni organirazlične stopnje občutljivosti na gama sevanje. Posledice so odvisne od prejetega odmerka ionizirajočega sevanja. Zaradi tega se v telesu lahko pojavijo različni fizikalni procesi, motena je biokemija. Najbolj ranljivi so hematopoetski organi, limfni in prebavni sistem ter strukture DNK. Ta izpostavljenost je nevarna za ljudi in dejstvo, da se sevanje kopiči v telesu. Ima tudi obdobje zamude.
formula razpada gama
Za izračun energije gama žarkov lahko uporabite naslednjo formulo:
E=hv=hc/λ
V tej formuli je h Planckova konstanta, v je frekvenca kvanta elektromagnetne energije, c je hitrost svetlobe, λ je valovna dolžina.
