اشعه گاما

پرتوهای گاما یا اشعه گاما (نماد γ یا display نمایشگر \ گاما} \ گاما) یک پرتوی الکترومغناطیسی نافذ نافذ است که ناشی از پوسیدگی رادیواکتیو هسته های اتمی است. این ماده از موج های الکترومغناطیسی کوتاهترین طول موج تشکیل شده و بنابراین بالاترین انرژی فوتون را به وجود می آورد. پل ویلارد ، یک شیمیدان و فیزیکدان فرانسوی ، هنگام مطالعه پرتوهای ساطع شده توسط رادیوم ، تابش گاما را در سال 1900 کشف کرد.   در سال 1903 ، ارنست رادرفورد این پرتوهای گاما تابشی را بر اساس نفوذ نسبتاً قوی ماده خود نامگذاری کرد. در سال 1900 او قبلاً دو نوع پرتوی کمتر نفوذ پذیر (کشف شده توسط هنری بکرل) پرتوهای آلفا و بتا را به ترتیب صعودی از قدرت نفوذ نامگذاری کرده بود.

پرتوهای گاما از پوسیدگی رادیواکتیو در محدوده انرژی از چند کیلو الکترون ولت (keV) تا تقریباً 8 مگا الکترون ولت (8 مگاوات ولت) ، مربوط به سطح انرژی معمولی در هسته ها با طول عمر مناسب است. طیف انرژی اشعه گاما را می توان برای شناسایی رادیونوکلئیدهای پوسیدگی با استفاده از طیف سنجی گاما استفاده کرد. پرتوهای گاما پرانرژی بسیار پر انرژی در محدوده 1001000 تراماالکترون ولت (TeV) از منابعی مانند میکرواگاساز Cygnus X-3 مشاهده شده است.

منابع طبیعی پرتوهای گاما که از زمین منشأ گرفته اند ، بیشتر در نتیجه پوسیدگی رادیواکتیو و تابش ثانویه ناشی از تعامل جوی با ذرات پرتوی کیهانی است. با این حال ، منابع طبیعی کمیاب دیگری نیز وجود دارد ، مانند گرگرفتگی اشعه گاما زمینی ، که پرتوهای گاما را از عمل الکترون بر روی هسته تولید می کنند. منابع مصنوعی قابل توجه پرتوهای گاما شامل شکافت ، مانند مواردی است که در راکتورهای هسته ای و آزمایش های فیزیکی با انرژی بالا مانند پوسیدگی پیون خنثی و همجوشی هسته ای اتفاق می افتد.

پرتوهای گاما و اشعه X هر دو اشعه الکترومغناطیسی هستند و از آنجا که در طیف الکترومغناطیسی با هم همپوشانی دارند ، این اصطلاحات بین رشته های علمی متفاوت است. در برخی از زمینه های فیزیک ، آنها از نظر منشأ آنها متمایز می شوند: پرتوهای گاما با پوسیدگی هسته ای ایجاد می شوند ، در حالی که در مورد اشعه X ، منشأ خارج از هسته است. در اخترفیزیک ، پرتوهای گاما معمولاً به عنوان داشتن انرژی فوتون بالاتر از 100 کیلوولت تعریف شده و موضوع نجوم اشعه گاما است ، در حالی که تابش زیر 100 کیلو ولت به عنوان اشعه X طبقه بندی می شود و موضوع نجوم اشعه ایکس است. این کنوانسیون از پرتوهای X اولیه انسان ساخته شده است که انرژی تا 100 کیلوولت انرژی داشتند ، در حالی که بسیاری از پرتوهای گاما می توانند به انرژیهای بالاتر بروند. بخش زیادی از پرتوهای گاما نجومی توسط جو زمین نمایش داده می شوند.

پرتوهای گاما تابش یونیزه کننده هستند و از این رو از نظر بیولوژیکی خطرناک هستند. به دلیل قدرت بالای نفوذ آنها می توانند به مغز استخوان و اندام های داخلی آسیب رسانند. برخلاف پرتوهای آلفا و بتا ، آنها به راحتی از داخل بدن عبور می کنند و بنابراین یک مشکل محافظت در برابر اشعه را ایجاد می کنند و به محافظ ساخته شده از مواد متراکم مانند سرب یا بتن احتیاج دارند.