Гамма-излучение
Гамма-излучение — это высокоэнергетическое электромагнитное излучение, которое испускают возбуждённые атомные ядра при переходе в состояние с меньшей энергией. Оно состоит из фотонов и не имеет электрического заряда или массы покоя.
Гамма-кванты не отклоняются в электрическом и магнитном полях, потому что электрически нейтральны. В вакууме они распространяются со скоростью света \(c \approx 3\cdot10^8\) м/с. Гамма-излучение часто сопровождает радиоактивность и возникает после альфа- или бета-превращения, когда новое ядро остаётся возбуждённым.
Энергия и длина волны
Энергия гамма-фотона определяется частотой или длиной волны. Чем выше частота и чем меньше длина волны, тем больше энергия фотона.
Здесь \(E\) — энергия фотона, \(h\) — постоянная Планка, \(\nu\) — частота, \(\lambda\) — длина волны, \(c\) — скорость света. Энергия фотона при переходе ядра равна разности энергий его начального и конечного состояний: \(E_\gamma=E_i-E_f\).
Если ядро переходит из состояния с энергией \(E_i\) в состояние с энергией \(E_f\), оно испускает гамма-квант с энергией \(E_\gamma=E_i-E_f\). Например, при разности уровней \(2\) МэВ энергия фотона равна \(2\) МэВ.
Гамма-излучение — не то же самое, что рентгеновское излучение. Оба вида являются электромагнитными, но гамма-излучение обычно связано с изменениями в атомном ядре, а рентгеновское — с процессами в электронной оболочке или торможением быстрых электронов. Их диапазоны энергий могут перекрываться.
Из-за высокой энергии гамма-кванты обладают большой проникающей способностью. Для ослабления излучения применяют толстые слои свинца, бетона или другого плотного материала. Биологическое действие оценивают, в частности, через эквивалентную дозу излучения.
Что происходит с энергией гамма-фотона при увеличении его частоты?
Главное
- Гамма-излучение — поток высокоэнергетических фотонов, испускаемых возбуждёнными ядрами.
- Для фотона выполняется связь \(E=h\nu=\frac{hc}{\lambda}\); гамма-кванты нейтральны и не отклоняются в электрическом поле.
- Гамма-излучение обладает большой проникающей способностью и требует защиты плотными материалами.