Гама разпад: естеството на радиация, свойства, формула

Всеки вероятно е чувал за три вида радиоактивни лъчения - алфа, бета и гама. Всички те възникват в процеса на радиоактивно разпадане на материята и те имат и двете общи свойства и различия. Най-голямата опасност се носи от последния вид радиация. Какво е това?

Природа на радиоактивно разпадане

За да се разберат по-подробно свойствата на гама разпад, е необходимо да се вземе предвид естеството на йонизиращото лъчение. Това определение означава, че енергията от този вид лъчение е много висока - когато навлезе в друг атом, наречен "прицелен атом", той удря един електронен, който се движи по орбитата си. В този случай целевият атом се превръща в позитивно зареден йон (поради това лъчението се нарича йонизиращо). От ултравиолетови или инфрачервени лъчи, това лъчение се характеризира с висока енергия.

Като цяло алфа, бета и гама разпадане имат общи свойства. Човек може да си представи атом под формата на малко семе от мак. Тогава орбитата на електроните ще бъде сапунен балон около него. При алфа, бета и гама разпада се отделя малка частица от това зърно. В този случай зарядът на ядрото се променя, което означава, че е образуван нов химически елемент. Прахът се завива с гигантска скорост и се срязва в електронната обвивка на целевия атом. След като е загубил електрона, целевият атом се превръща в положително зареден йон. Въпреки това, химичният елемент остава същият, защото ядрото на целевия атом остава същото. Йонизацията е процес с химическа природа, практически същият процес се случва и при взаимодействието на някои метали, които се разтварят в киселини.

Къде другаде се случва гама - разпад?

Но йонизиращото лъчение се случва не само при радиоактивно разпадане. Те се срещат и при ядрени експлозии и в ядрени реактори. На Слънцето и други звезди, както и в водородна бомба, се синтезират леки ядра, придружени от йонизиращо лъчение. В рентгеново оборудване и ускорители на заредени частици този процес също се случва. Основното свойство, което има алфа, бета, гама разпадания е най-високата йонизираща енергия.

И разликите между тези три типа лъчения се определят от тяхната природа. Радиацията е открита в края на XIX век. Тогава никой не знаеше какво е това явление. Ето защо, три вида радиация и са наречени буквите на латинската азбука. Гама радиацията е открита през 1910 г. от учен на име Хенри Грег. Гама разпадът е от същата природа като слънчевата светлина, инфрачервените лъчи, радиовълните. По неговите свойства гама лъчи са фотонни лъчения, но енергията на фотоните, съдържащи се в тях, е много висока. С други думи, това е радиация с много къса дължина на вълната.

Свойства на гама-лъчите

Това излъчване е изключително лесно да проникне през всякакви препятствия. Колкото по-плътен материал е по пътя му, толкова по-добре го задържа. Най-често се използват оловни или бетонни конструкции за тази цел. Във въздуха гама лъчи лесно преодоляват десетки и дори хиляди метри.

Гама разпадът е много опасен за хората. Когато е изложен, кожата и вътрешните органи могат да се повредят. Бета лъчението може да се сравни с стрелба с малки куршуми и гама - със стрелкови игли. По време на ядрено разпалване, в допълнение към гама-лъчението, възниква и образуване на неутронен поток. Гама лъчи удариха Земята заедно с космическото излъчване. В допълнение към тях тя носи протони и други частици на Земята.

Ефектът на гама-лъчите върху живите организми

Ако сравним алфа, бета и гама разпада, последният ще бъде най-опасен за живите организми. Скоростта на разпространение на този вид радиация е равна на скоростта на светлината. Това се дължи на високата си скорост, че бързо се влива в живи клетки, причинявайки тяхното унищожение. Как?

По пътя гама-радиацията оставя голям брой йонизирани атоми, които на свой ред йонизират нова част от атомите. Клетките, които са претърпели силно излагане на гама-лъчение, варират в различните нива на тяхната структура. Трансформирани, те започват да се разлагат и отрови тялото. А последният етап е появата на дефектни клетки, които вече не могат да функционират нормално.

При хората, различните органи имат различна степен на чувствителност към гама-лъчение. Последствията зависят от получената доза йонизираща радиация. В резултат на това могат да се появят различни физически процеси в тялото, биохимията може да бъде нарушена. Най-уязвими са органите на хематопоезата, лимфната и храносмилателната системи, както и структурата на ДНК. Това излагане е опасно за хората и факта, че радиацията се натрупва в тялото. И също така има латентен период на въздействие.

Формулата на гама-разпад

За да изчислим енергията на гама-лъчението, можем да използваме следната формула:

E = hv = hc / l

В тази формула h е константата на Planck, v е честотата на квантовата електромагнитна енергия, c е скоростта на светлината, lambda - е дължината на вълната.