כולם בוודאי שמעו על שלושה סוגים של קרינה רדיואקטיבית - אלפא, בטא וגמא. כולם מתעוררים בתהליך של ריקבון רדיואקטיבי של החומר, ויש להם גם תכונות משותפות וגם הבדלים. הסוג האחרון של קרינה נושא את הסכנה הגדולה ביותר. מה זה?
טבע של ריקבון רדיואקטיבי
כדי להבין את המאפיינים של ריקבון גמא ביתר פירוט, יש צורך לשקול את אופי הקרינה המייננת. משמעות ההגדרה הזו היא שהאנרגיה של קרינה מסוג זה היא גבוהה מאוד – כאשר היא פוגעת באטום אחר, הנקרא "אטום המטרה", היא דופקת אלקטרון שנע במסלולו. במקרה זה, אטום המטרה הופך ליון טעון חיובי (לכן, הקרינה נקראה מייננת). קרינה זו שונה מאולטרה סגול או אינפרא אדום באנרגיה גבוהה.
באופן כללי, לדעיכה אלפא, בטא וגמא יש מאפיינים משותפים. אפשר לחשוב על אטום כעל זרע פרג קטן. ואז מסלול האלקטרונים יהיה בועת סבון סביבו. בהתפרקות אלפא, בטא וגמא, חלקיק זעיר עף מתוך הדגן הזה. במקרה זה, המטען של הגרעין משתנה, כלומר נוצר יסוד כימי חדש. כתם אבק שועט במהירות ענקית ומתנגשמעטפת אלקטרונים של אטום המטרה. לאחר שאיבד אלקטרון, אטום המטרה הופך ליון טעון חיובי. עם זאת, היסוד הכימי נשאר זהה, כי הגרעין של אטום המטרה נשאר זהה. יינון הוא תהליך בעל אופי כימי, כמעט אותו תהליך מתרחש במהלך האינטראקציה של מתכות מסוימות שמתמוססות בחומצות.
היכן עוד מתרחשת דעיכת γ?
אבל קרינה מייננת מתרחשת לא רק בהתפרקות רדיואקטיבית. הם מתרחשים גם בפיצוצים אטומיים ובכורים גרעיניים. על השמש וכוכבים אחרים, כמו גם בפצצת המימן, מסונתזים גרעיני אור, מלווים בקרינה מייננת. תהליך זה מתרחש גם בציוד רנטגן ובמאיצי חלקיקים. התכונה העיקרית שיש לדעיכה אלפא, בטא, גמא היא אנרגיית היינון הגבוהה ביותר.
וההבדלים בין שלושת סוגי הקרינה הללו נקבעים על פי טבעם. קרינה התגלתה בסוף המאה ה-19. אז אף אחד לא ידע מהי התופעה הזו. לכן, שלושת סוגי הקרינה נקראו על פי אותיות האלפבית הלטיני. קרינת גמא התגלתה בשנת 1910 על ידי מדען בשם הנרי גרג. לדעיכת גמא יש אותו אופי כמו אור שמש, קרני אינפרא אדום, גלי רדיו. לפי תכונותיהן, קרני γ הן קרינת פוטון, אך האנרגיה של הפוטונים הכלולים בהן גבוהה מאוד. במילים אחרות, זוהי קרינה בעלת אורך גל קצר מאוד.
נכסיםקרני גמא
קל מאוד לחדור לקרינה זו דרך כל מכשול. ככל שהחומר עומד בדרכו צפוף יותר, כך הוא מעכב אותו טוב יותר. לרוב, מבני עופרת או בטון משמשים למטרה זו. באוויר, קרני γ מתגברות בקלות על עשרות ואף אלפי מטרים.
ריקבון גמא מסוכן מאוד לבני אדם. כאשר נחשפים אליו, העור והאיברים הפנימיים עלולים להינזק. ניתן להשוות את קרינת הבטא לירי כדורים קטנים, ואת קרינת הגמא ניתן להשוות למחטי ירי. במהלך התלקחות גרעינית, בנוסף לקרינת גמא, מתרחשת גם היווצרות של שטפי נויטרונים. קרני גמא פוגעות בכדור הארץ יחד עם קרניים קוסמיות. בנוסף אליהם, הוא נושא פרוטונים וחלקיקים אחרים לכדור הארץ.
השפעת קרני גמא על אורגניזמים חיים
אם נשווה ריקבון אלפא, בטא וגמא, האחרון יהיה המסוכן ביותר עבור אורגניזמים חיים. מהירות ההתפשטות של קרינה מסוג זה שווה למהירות האור. בגלל מהירותו הגבוהה הוא חודר במהירות לתאים חיים, וגורם להרס שלהם. איך?
בדרך, קרינת γ משאירה מספר רב של אטומים מיוננים, שבתורם מייננים חלק חדש של אטומים. תאים שנחשפו לקרינת גמא עוצמתית משתנים ברמות שונות של המבנה שלהם. בשינוי, הם מתחילים להתפרק ולהרעיל את הגוף. והשלב האחרון הוא הופעת תאים פגומים שאינם יכולים עוד לבצע את תפקידיהם כרגיל.
בבני אדם, יש איברים שוניםדרגות שונות של רגישות לקרינת גמא. ההשלכות תלויות במינון המתקבל של קרינה מייננת. כתוצאה מכך, יכולים להתרחש תהליכים פיזיקליים שונים בגוף, הביוכימיה יכולה להיות מופרעת. הפגיעים ביותר הם האיברים ההמטופואטיים, מערכות הלימפה והעיכול, כמו גם מבני DNA. חשיפה זו מסוכנת לבני אדם ולעובדה שהקרינה מצטברת בגוף. יש לו גם תקופת חביון.
נוסחת הדעיכה של גמא
כדי לחשב את האנרגיה של קרני גמא, אתה יכול להשתמש בנוסחה הבאה:
E=hv=hc/λ
בנוסחה זו, h הוא הקבוע של פלאנק, v הוא התדר של קוונט של אנרגיה אלקטרומגנטית, c הוא מהירות האור, λ הוא אורך הגל.
