Mindenki hallott már háromféle radioaktív sugárzásról – alfa, béta és gamma. Mindegyikük az anyag radioaktív bomlásának folyamatában keletkezik, és közös tulajdonságaik és különbségeik is vannak. Az utolsó típusú sugárzás hordozza a legnagyobb veszélyt. Mi az?
A radioaktív bomlás természete
A gamma-bomlás tulajdonságainak részletesebb megértéséhez figyelembe kell venni az ionizáló sugárzás természetét. Ez a meghatározás azt jelenti, hogy az ilyen típusú sugárzás energiája nagyon magas - amikor egy másik atomba ütközik, az úgynevezett "célatom", kiüti a pályáján mozgó elektront. Ebben az esetben a célatom pozitív töltésű ionná válik (ezért a sugárzást ionizálónak nevezték). Ez a sugárzás nagy energiájában különbözik az ultraibolya vagy infravörös sugárzástól.
Általában az alfa-, béta- és gamma-bomlásnak vannak közös tulajdonságai. Az atomra úgy gondolhat, mint egy kis mákra. Ekkor az elektronok pályája szappanbuborék lesz körülötte. Az alfa-, béta- és gamma-bomlás során egy apró részecske kirepül ebből a szemcséből. Ebben az esetben az atommag töltése megváltozik, ami azt jelenti, hogy új kémiai elem keletkezett. Egy porszem óriási sebességgel rohan, és nekiütközika célatom elektronhéja. Egy elektron elvesztése után a célatom pozitív töltésű ionná válik. A kémiai elem azonban ugyanaz marad, mert a célatom magja ugyanaz marad. Az ionizáció kémiai természetű folyamat, szinte ugyanez a folyamat megy végbe bizonyos savakban oldódó fémek kölcsönhatása során is.
Hol történik még γ-bomlás?
De az ionizáló sugárzás nem csak a radioaktív bomlás során fordul elő. Atomrobbanásokban és atomreaktorokban is előfordulnak. A Napon és más csillagokon, valamint a hidrogénbombában könnyű atommagok szintetizálódnak, ionizáló sugárzás kíséretében. Ez a folyamat röntgenberendezésekben és részecskegyorsítókban is előfordul. Az alfa-, béta- és gamma-bomlás fő tulajdonsága a legmagasabb ionizációs energia.
És e három sugárzási típus közötti különbségeket természetük határozza meg. A sugárzást a 19. század végén fedezték fel. Akkor még senki sem tudta, mi ez a jelenség. Ezért a három sugárzástípust a latin ábécé betűivel nevezték el. A gammasugárzást egy Henry Gregg nevű tudós fedezte fel 1910-ben. A gamma-bomlás ugyanolyan természetű, mint a napfény, az infravörös sugarak és a rádióhullámok. Tulajdonságaik szerint a γ-sugarak fotonsugárzás, de a bennük lévő fotonok energiája igen nagy. Más szavakkal, ez egy nagyon rövid hullámhosszú sugárzás.
Tulajdonságokgamma sugarak
Ez a sugárzás rendkívül könnyen áthatol minden akadályon. Minél sűrűbben állja útját az anyag, annál jobban késlelteti. Leggyakrabban ólom- vagy betonszerkezeteket használnak erre a célra. A levegőben a γ-sugarak könnyedén legyőzik több tíz, sőt több ezer métert.
A gamma-bomlás nagyon veszélyes az emberre. Ennek kitéve a bőr és a belső szervek károsodhatnak. A béta-sugárzás a kis golyók kilövéséhez, a gammasugárzás pedig a tűlövésekhez hasonlítható. A nukleáris fáklya során a gammasugárzás mellett neutronáramok képződnek is. A gamma sugarak a kozmikus sugarakkal együtt érik a Földet. Rajtuk kívül protonokat és egyéb részecskéket is szállít a Földre.
A gamma-sugárzás hatása az élő szervezetekre
Ha összehasonlítjuk az alfa-, béta- és gamma-bomlást, az utóbbi lesz a legveszélyesebb az élő szervezetekre. Az ilyen típusú sugárzás terjedési sebessége megegyezik a fény sebességével. Nagy sebessége miatt gyorsan behatol az élő sejtekbe, és pusztulást okoz. Hogyan?
Útközben a γ-sugárzás nagyszámú ionizált atomot hagy maga után, amelyek viszont az atomok új részét ionizálják. Az erős gamma-sugárzásnak kitett sejtek szerkezetük különböző szintjein változnak. Átalakulva bomlásnak indulnak és mérgezik a testet. A legutolsó szakasz pedig a hibás cellák megjelenése, amelyek már nem tudják normálisan ellátni funkcióikat.
Az emberekben különböző szervek rendelkezneka gamma-sugárzásra való különböző fokú érzékenység. A következmények a kapott ionizáló sugárzás dózisától függenek. Ennek következtében a szervezetben különféle fizikai folyamatok léphetnek fel, a biokémia megzavarható. A legsérülékenyebbek a vérképzőszervek, a nyirok- és emésztőrendszerek, valamint a DNS-struktúrák. Ez az expozíció veszélyes az emberekre és az a tény, hogy a sugárzás felhalmozódik a szervezetben. Van egy látenciaidő is.
Gamma-bomlási képlet
A gamma-sugarak energiájának kiszámításához használhatja a következő képletet:
E=hv=hc/λ
Ebben a képletben h a Planck-állandó, v az elektromágneses energia kvantumának frekvenciája, c a fénysebesség, λ a hullámhossz.
