ในสาขาฟิสิกส์นิวเคลียร์มีการศึกษารังสีประเภทต่างๆที่มีอยู่ ในกรณีนี้ เราจะเน้นศึกษาเรื่อง รังสีแกมมา- มันคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสอะตอม รังสีแกมมาเหล่านี้มีคลื่นรังสีที่มีความถี่สูงที่สุดและจัดอยู่ในกลุ่มรังสีที่อันตรายต่อมนุษย์มากที่สุด เช่นเดียวกับรังสีไอออไนซ์อื่นๆ เนื่องจากเป็นรังสีที่ถึงแม้จะไม่มีประจุไฟฟ้า แต่สามารถสร้างความเสียหายต่อเซลล์ของมนุษย์และ DNA ของพวกเขาได้อย่างมาก
ดังนั้นเราจึงขออุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณเกี่ยวกับลักษณะ ความสำคัญ และการใช้งานของรังสีแกมมา เราจะกล่าวถึงผลกระทบต่อสุขภาพและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การแพทย์ด้วย
คุณสมบัติหลัก
โดยสรุป เราจะแสดงรายการลักษณะสำคัญของรังสีแกมมา:
- พวกมันคืออนุภาคที่ไม่มีการพักผ่อนอีกต่อไปเนื่องจากพวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง
- พวกมันไม่มีประจุไฟฟ้าเนื่องจากไม่มีการเบี่ยงเบนจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
- พวกมันมีกำลังการแตกตัวเป็นไอออนน้อยมากแม้ว่าจะเจาะทะลุได้ก็ตาม รังสีแกมมาของเรดอน สามารถทะลุเหล็กได้สูงถึง 15 ซม.
- พวกมันเป็นคลื่นเหมือนแสง แต่มีพลังมากกว่ารังสีเอกซ์
- สารประกอบกัมมันตภาพรังสีที่ถูกดูดซับในต่อมและหลีกเลี่ยงรังสีแกมมาทำให้สามารถศึกษาต่อมดังกล่าวได้โดยหาจากชายหาด
พวกมันมีรังสีความถี่สูงมากและเป็นรังสีที่อันตรายที่สุดชนิดหนึ่งสำหรับมนุษย์ เช่นเดียวกับรังสีไอออไนซ์ทั้งหมด อันตรายอยู่ที่ความจริงที่ว่าพวกมันเป็นคลื่นพลังงานสูงที่สามารถทำลายโมเลกุลอย่างไม่สามารถย้อนกลับได้ ที่สร้างเซลล์ขึ้นมา ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมและอาจถึงขั้นเสียชีวิตได้ บนโลกเราสามารถสังเกตเห็นแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาตามธรรมชาติได้จากการสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตรังสีและปฏิสัมพันธ์ระหว่างรังสีคอสมิกกับบรรยากาศ มีรังสีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่สามารถผลิตรังสีประเภทนี้ได้ นอกจากนี้ หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับรังสีประเภทอื่น ๆ คุณสามารถอ่านบทความของเราได้ที่ ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับฟ้าผ่า.
คุณสมบัติของรังสีแกมมา
โดยปกติความถี่ของการแผ่รังสีนี้จะมากกว่า 1020 Hz ดังนั้นจึงมีพลังงานมากกว่า 100 keV และความยาวคลื่นน้อยกว่า 3 × 10 -13 ม. ซึ่งน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมมาก นอกจากนี้ยังมีการศึกษาปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับรังสีแกมมาของพลังงานจาก TeV ถึง PeV
รังสีแกมมาสามารถทะลุทะลวงได้มากกว่ารังสีที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีรูปแบบอื่น หรือการสลายตัวของอัลฟาและการสลายตัวของบีตา เนื่องจากมีแนวโน้มน้อยกว่าที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับสสาร รังสีแกมมาประกอบด้วยโฟตอน นี่คือความแตกต่างอย่างมากจากรังสีอัลฟาซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสฮีเลียมและรังสีบีตาซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอน
โฟตอน เนื่องจากไม่มีมวล จึงมีไอออนไนซ์น้อยกว่า ที่ความถี่เหล่านี้ คำอธิบายของปรากฏการณ์ของปฏิกิริยาระหว่างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากับสสารไม่สามารถเพิกเฉยต่อกลศาสตร์ควอนตัมได้ รังสีแกมมาแตกต่างจากรังสีเอกซ์โดยกำเนิด พวกมันถูกผลิตขึ้นโดยการเปลี่ยนภาพทางนิวเคลียร์หรือระดับย่อยของอะตอม ไม่ว่าในกรณีใด ในขณะที่รังสีเอกซ์เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของพลังงานเนื่องจากอิเล็กตรอนเข้าสู่ระดับพลังงานอิสระภายในมากขึ้นจากระดับพลังงานเชิงปริมาณภายนอก
เนื่องจากการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนบางอย่างอาจเกินพลังงานของการเปลี่ยนผ่านของนิวเคลียร์บางอย่าง ความถี่ของรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานสูงสุดจึงอาจสูงกว่าความถี่ของรังสีแกมมาที่มีพลังงานต่ำสุด แต่จริงๆ แล้วพวกมันทั้งหมดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับคลื่นวิทยุและแสง หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนประกอบอื่น ๆ ของสเปกตรัม คุณสามารถอ่านบทความของเราได้ที่ สเปกโตรสโคปี ชนิดและคุณลักษณะ.
วัสดุทำมาจากรังสีแกมมา
วัสดุที่จำเป็นในการปกป้องรังสีแกมมานั้นหนากว่าวัสดุที่จำเป็นในการปกป้องอนุภาคอัลฟาและเบตามาก วัสดุเหล่านี้สามารถปิดกั้นได้ด้วยกระดาษธรรมดา (α) หรือแผ่นโลหะบาง (β) วัสดุที่มีเลขอะตอมสูงและความหนาแน่นสูงสามารถดูดซับรังสีแกมมาได้ดีขึ้น อันที่จริงถ้าต้องลดตะกั่ว 1 ซม. ความเข้มของรังสีแกมมา 50% มีผลเช่นเดียวกันในซีเมนต์ 6 ซม. และดินอัด 9 ซม.
วัสดุป้องกันโดยทั่วไปจะวัดในแง่ของความหนาที่จำเป็นในการลดความเข้มของรังสีลงครึ่งหนึ่ง เห็นได้ชัดว่ายิ่งพลังงานของโฟตอนสูงขึ้นเท่าใดความหนาของเกราะที่ต้องการก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ดังนั้น จำเป็นต้องมีตะแกรงหนาเพื่อปกป้องมนุษย์ เนื่องจากรังสีแกมมาและรังสีเอกซ์สามารถทำให้เกิดแผลไหม้ มะเร็ง และการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม ตัวอย่างเช่น, ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะใช้เพื่อป้องกันเหล็กและซีเมนต์ในการบรรจุเม็ด ขณะที่น้ำสามารถป้องกันรังสีในระหว่างการเก็บแท่งเชื้อเพลิงหรือในระหว่างการขนส่งแกนเครื่องปฏิกรณ์ หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของแสงในบริบทของรังสี โปรดอ่านบทความของเรา แสงคืออะไร.
การใช้งาน
การบำบัดด้วยรังสีไอออไนซ์เป็นวิธีการทางกายภาพที่ใช้ในการทำให้วัสดุปลอดเชื้อ การแพทย์และสุขอนามัย การขจัดสิ่งปนเปื้อนในอาหาร วัตถุดิบ และผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม และการประยุกต์ใช้ในด้านอื่นๆ,เดี๋ยวค่อยมาดูกัน
กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเปิดเผยผลิตภัณฑ์หรือสารที่บรรจุหีบห่อหรือเป็นกลุ่มสุดท้ายหรือสารต่อพลังงานไอออไนซ์ จะทำในห้องพิเศษที่เรียกว่าห้องฉายรังสีสำหรับแต่ละสถานการณ์และภายในระยะเวลาที่กำหนด คลื่นเหล่านี้เจาะทะลุผลิตภัณฑ์ที่สัมผัสได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งรวมถึงผลิตภัณฑ์บรรจุหีบห่อหลายชั้น
การใช้โคบอลต์ 60 ในการรักษาโรคเนื้องอกเป็นวิธีที่แพร่หลายมากในประเทศของฉันและในโลกอันเนื่องมาจากประสิทธิภาพและความปลอดภัยที่แท้จริง เรียกว่าการบำบัดด้วยโคบอลต์หรือการบำบัดด้วยโคบอลต์และ เกี่ยวข้องกับการเปิดเผยเนื้อเยื่อเนื้องอกต่อรังสีแกมมา
เพื่อจุดประสงค์นี้ จึงมีการใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าอุปกรณ์บำบัดโคบอลต์ อุปกรณ์นี้มีหัวป้องกันที่ติดตั้งโคบอลต์ 60 และติดตั้งอุปกรณ์ที่ควบคุมการสัมผัสที่จำเป็นในแต่ละกรณีอย่างแม่นยำเพื่อการรักษาโรคอย่างเหมาะสม หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลุมดำและปฏิสัมพันธ์กับรังสี คุณสามารถอ่านบทความของเราได้ที่ หลุมดำมวลมหาศาล.
การใช้พลังงานไอออไนซ์ในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกเกิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1960 วันนี้ มีโรงงานฉายรังสีประมาณ 160 แห่งทั่วโลกจัดจำหน่ายในกว่า 30 ประเทศ ให้บริการที่หลากหลายสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้นเรื่อยๆ
อย่างที่คุณเห็น แม้ว่าพวกมันจะมีอันตราย แต่มนุษย์ก็สามารถใช้ประโยชน์จากรังสีแกมมาได้ในหลาย ๆ ด้านตามที่ยากระตุ้น ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับรังสีแกมมาและลักษณะของพวกมันได้