Гамма излучение: что это такое

Среди прочих видов электромагнитного излучения гамма-лучи отличаются необычайно малой длиной волны. По этой причине у этого излучения сильно выражены корпускулярные свойства, а вот волновые – в гораздо меньшей степени. Взаимодействие гамма-лучей с веществом может приводить к образованию ионов.

Коротко о гамма-излучении

Гамма-излучение – это поток фотонов, обладающих высокой энергией, так называемых гамма-квантов. Резкая граница между рентгеновским и гамма-излучением не определена. На шкале электромагнитных вол гамма-лучи граничат с рентгеновскими лучами. Они занимают диапазон значительно более высоких энергий.

Если излучение кванта происходит в ядерном переходе, его относят к гамма-излучению. А если при взаимодействии электронов или в момент переходов к атомной оболочке – то к рентгеновскому. Но это разделение очень условно, ведь кванты излучения с одинаковой энергией между собой не отличаются.

Гамма-лучи испускаются при переходах между возбужденными состояниями ядер атомов, при совершении ядерных реакций, при распадах элементарных частиц, при отклонении заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

Гамма-лучи были открыты Полем Вилларом, французским физиком. Произошло это в 1900 году, когда ученый исследовал излучение радия. Само название излучения впервые употребил Эрнест Резерфорд через два года. Позднее была доказана электромагнитная природа такого излучения.

Гамма-излучение и его свойства

Отличие гамма-излучения от других видов электромагнитных лучей в том, что оно не содержит заряженных частиц. Поэтому гамма-лучи не отклоняются в магнитном или электрическом поле. Они характеризуются значительной проникающей способностью. Кванты гамма-излучения вызывают ионизацию отдельных атомов вещества.

При прохождении гамма-лучей через вещество происходят следующие эффекты и процессы:

• фотоэффект;
• эффект Комптона;
• ядерный фотоэффект;
• эффект образования пар.

В настоящее время для регистрации гамма-лучей используют особые детекторы ионизирующего излучения. Они могут быть полупроводниковыми, газовыми или сцинтилляционными.

Где применяется гамма-излучение

Области применения гамма-квантов очень разнообразны:

• гамма-дефектоскопия (контроль качества изделий);
• консервирование продуктов;
• стерилизация рыбы, мяса, зерна (для увеличения срока хранения);
• обработка медицинских материалов и оборудования с целью стерилизации;
• лучевая терапия;
• измерение уровней;
• измерения в геофизике;
• измерение расстояний от спускаемых космических аппаратов до поверхности.

Воздействие гамма-излучения на организм

Воздействие гамма-излучения на биологический организм может вызвать хроническую или даже острую лучевую болезнь. Степень заболевания будет зависеть от воспринятой дозы излучения и продолжительности воздействия. Отдельные эффекты облучения вполне могут привести к развитию онкологических заболеваний. Однако в некоторых случаях направленное облучение гамма-квантами способно остановить рост раковых и иных быстро делящихся клеток.

Защитой от этого вида излучения может служить слой вещества. Эффективность такой защиты определяется толщиной слоя и параметрами плотности вещества, а также зависит от содержания в веществе тяжелых ядер. Защита состоит в поглощении кванта излучения при прохождении его через материал.

Основным источником гамма-излучения считаются космические лучи. Проникающий на землю гамма-фон обладает очень большим запасом энергии. Лучи такого вида способны повреждать живые клетки, они ведут к круговороту ионизации. Разрушенные клетки впоследствии способны превращать здоровые компоненты своих соседей в яды.

К сожалению, у человека отсутствует какой-то особый механизм, способный сигнализировать о воздействии на ткани гамма-излучения. Поэтому человек может получить смертельно опасную дозу облучения и не понять этого.

Наиболее чувствительна к воздействию гамма-квантов кроветворная система, ведь именно здесь присутствуют наиболее быстро делящиеся клетки. При облучении также сильно страдают система пищеварения, лимфатические узлы, репродуктивная система, структура ДНК.

Проникая в глубинную структуру цепочки ДНК, гамма-лучи инициируют процесс мутаций. При этом полностью сбивается естественный механизм наследственности. Врачи далеко не сразу способны определить, почему у пациента ухудшается самочувствие. Причина этого – длительный скрытый период изменений и способность облучения к накоплению вредного действия на уровне клетки.