Kiekvienas turi būti girdėjęs apie tris radioaktyviosios spinduliuotės tipus – alfa, beta ir gama. Visi jie atsiranda radioaktyvaus medžiagos skilimo procese ir turi ir bendrų savybių, ir skirtumų. Paskutinis spinduliuotės tipas kelia didžiausią pavojų. Kas tai?
Radioaktyvaus skilimo pobūdis
Norint išsamiau suprasti gama skilimo savybes, būtina atsižvelgti į jonizuojančiosios spinduliuotės prigimtį. Šis apibrėžimas reiškia, kad tokio tipo spinduliuotės energija yra labai didelė – atsitrenkusi į kitą atomą, vadinamą „taikinio atomu“, ji išmuša savo orbita judantį elektroną. Šiuo atveju tikslinis atomas tampa teigiamai įkrautu jonu (todėl spinduliuotė buvo vadinama jonizuojančia). Šios spinduliuotės energija skiriasi nuo ultravioletinių ar infraraudonųjų spindulių.
Apskritai alfa, beta ir gama skilimas turi bendrų savybių. Galite galvoti apie atomą kaip apie mažą aguonos sėklą. Tada elektronų orbita aplink ją bus muilo burbulas. Alfa, beta ir gama skilimo metu iš šio grūdo išskrenda mažytė dalelė. Tokiu atveju pasikeičia branduolio krūvis, vadinasi, susidarė naujas cheminis elementas. Gigantišku greičiu veržiasi dulkių dėmė ir atsitrenkia įtikslinio atomo elektroninis apvalkalas. Praradęs elektroną, tikslinis atomas tampa teigiamai įkrautu jonu. Tačiau cheminis elementas išlieka tas pats, nes tikslinio atomo branduolys išlieka tas pats. Jonizacija yra cheminio pobūdžio procesas, beveik toks pat procesas vyksta sąveikaujant tam tikriems metalams, kurie tirpsta rūgštyse.
Kur dar vyksta γ skilimas?
Tačiau jonizuojanti spinduliuotė atsiranda ne tik radioaktyvaus skilimo metu. Jie taip pat atsiranda per atominius sprogimus ir branduolinius reaktorius. Ant Saulės ir kitų žvaigždžių, taip pat vandenilinėje bomboje sintetinami lengvieji branduoliai, kuriuos lydi jonizuojanti spinduliuotė. Šis procesas taip pat vyksta rentgeno įrangoje ir dalelių greitintuvuose. Pagrindinė alfa, beta ir gama skilimo savybė yra didžiausia jonizacijos energija.
Ir šių trijų spinduliuotės tipų skirtumus lemia jų prigimtis. Radiacija buvo atrasta XIX amžiaus pabaigoje. Tada niekas nežinojo, kas tai per reiškinys. Todėl trys spinduliuotės rūšys buvo pavadintos lotyniškos abėcėlės raidėmis. Gama spinduliuotę 1910 metais atrado mokslininkas Henry Greggas. Gama skilimas yra toks pat kaip saulės šviesa, infraraudonieji spinduliai, radijo bangos. Pagal savo savybes γ spinduliai yra fotonų spinduliuotė, tačiau juose esančių fotonų energija yra labai didelė. Kitaip tariant, tai labai trumpo bangos ilgio spinduliuotė.
Ypatybėsgama spinduliai
Šią spinduliuotę itin lengva prasiskverbti pro bet kokias kliūtis. Kuo tankesnė medžiaga stoja savo kelyje, tuo geriau ją uždelsia. Dažniausiai tam naudojamos švininės arba betoninės konstrukcijos. Ore γ spinduliai lengvai įveikia dešimtis ir net tūkstančius metrų.
Gama skilimas yra labai pavojingas žmonėms. Patekus į jį, gali būti pažeista oda ir vidaus organai. Beta spinduliuotę galima palyginti su šaudymu mažomis kulkomis, o gama spinduliuotę – su šaudymu adatomis. Branduolinio pliūpsnio metu, be gama spinduliuotės, susidaro ir neutronų srautai. Gama spinduliai pasiekia Žemę kartu su kosminiais spinduliais. Be jų, jis neša į Žemę protonus ir kitas daleles.
Gama spindulių poveikis gyviems organizmams
Jei palyginsime alfa, beta ir gama skilimą, pastarasis bus pavojingiausias gyviems organizmams. Šio tipo spinduliuotės sklidimo greitis yra lygus šviesos greičiui. Dėl didelio greičio jis greitai patenka į gyvas ląsteles ir sukelia jų sunaikinimą. Kaip?
Kelyje γ spinduliuotė palieka daug jonizuotų atomų, kurie savo ruožtu jonizuoja naują atomų dalį. Ląstelės, kurios buvo veikiamos galingos gama spinduliuotės, keičiasi įvairiais savo struktūros lygiais. Transformuotos, jos pradeda irti ir nuodyti organizmą. Ir pats paskutinis etapas yra defektinių ląstelių, kurios nebegali normaliai atlikti savo funkcijų, atsiradimas.
Žmonių organai turi skirtingusįvairaus laipsnio jautrumas gama spinduliuotei. Pasekmės priklauso nuo gautos jonizuojančiosios spinduliuotės dozės. Dėl to organizme gali vykti įvairūs fiziniai procesai, sutrikti biochemija. Labiausiai pažeidžiami kraujodaros organai, limfinė ir virškinimo sistemos, taip pat DNR struktūros. Toks poveikis yra pavojingas žmonėms ir tai, kad spinduliuotė kaupiasi organizme. Jis taip pat turi delsos laikotarpį.
Gama skilimo formulė
Jei norite apskaičiuoti gama spindulių energiją, galite naudoti šią formulę:
E=hv=hc/λ
Šioje formulėje h yra Planko konstanta, v yra elektromagnetinės energijos kvanto dažnis, c yra šviesos greitis, λ yra bangos ilgis.
