Toto je najširší rozsah elektromagnetického spektra, pretože nie je obmedzený vysokými energiami. Mäkké gama žiarenie vzniká pri energetických prechodoch vo vnútri atómových jadier, tvrdšie - pri jadrových reakciách. Gama lúče ľahko ničia molekuly, vrátane biologických, ale našťastie neprechádzajú atmosférou. Dajú sa pozorovať iba z vesmíru.

Supervysokoenergetické gama kvantá vznikajú zrážkou nabitých častíc rozptýlených silnými elektromagnetickými poľami vesmírnych objektov alebo pozemských urýchľovačov častíc. V atmosfére rozdrvujú jadrá atómov a vytvárajú kaskády častíc letiacich rýchlosťou blízkou svetla. Pri spomaľovaní tieto častice vyžarujú svetlo, ktoré na Zemi pozorujú špeciálne teleskopy.

S energiou nad 10 14 eV lavíny častíc sa predierajú na povrch Zeme. Sú zaznamenávané scintilačnými senzormi. Kde a ako vznikajú ultravysokoenergetické gama lúče, zatiaľ nie je úplne jasné. Takéto energie sú pre pozemské technológie nedostupné. Najenergetickejšie kvantá - 10 20 – 10 21 eV, pochádzajú z vesmíru extrémne zriedkavo – asi jedno kvantum za 100 rokov na kilometer štvorcový.

Zdroje

Snímka urobená v roku 2005 teleskopom gama žiarenia HESS. Stalo sa potvrdením, že zvyšky supernov slúžia ako zdroje kozmického žiarenia - energetických nabitých častíc, ktoré pri interakcii s hmotou generujú gama žiarenie (pozri). Zrýchlenie častíc zrejme zabezpečuje silné elektromagnetické pole kompaktného objektu - neutrónovej hviezdy, ktorá vzniká na mieste explodujúcej supernovy.

Zrážkami energeticky nabitých častíc kozmického žiarenia s jadrami atómov medzihviezdneho prostredia vznikajú kaskády ďalších častíc, ako aj gama lúčov. Tento proces je podobný kaskádam častíc v zemskej atmosfére, ktoré sa vyskytujú pod vplyvom kozmického žiarenia (pozri). Pôvod kozmického žiarenia s najvyššou energiou sa stále študuje, ale už existujú dôkazy, že sa môže generovať vo zvyškoch supernov.

Akréčný disk okolo supermasívnej čiernej diery ( ryža. umelec)

Počas evolúcie veľkých galaxií vznikajú v ich stredoch supermasívne čierne diery s hmotnosťou od niekoľkých miliónov až po miliardy slnečných hmôt. Rastú v dôsledku narastania (pádu) medzihviezdnej hmoty a dokonca celých hviezd na čiernu dieru.

Pri intenzívnej akrécii sa okolo čiernej diery vytvorí rýchlo rotujúci disk (kvôli zachovaniu momentu hybnosti hmoty dopadajúcej na dieru). V dôsledku viskózneho trenia vrstiev rotujúcich rôznymi rýchlosťami sa neustále zahrieva a začína vyžarovať v oblasti röntgenového žiarenia.

Časť hmoty pri akrécii môže byť vyvrhovaná vo forme trysiek (tryskov) pozdĺž osi rotujúceho disku. Tento mechanizmus zabezpečuje činnosť jadier galaxií a kvazarov. V jadre našej Galaxie (Mliečna dráha) je tiež čierna diera. V súčasnosti je jeho aktivita minimálna, no podľa niektorých indícií bola asi pred 300 rokmi oveľa vyššia.

Prijímače

Nachádza sa v Namíbii a pozostáva zo 4 parabolických parabol s priemerom 12 metrov, umiestnených na plošine merajúcej 250 metrov. Každé z nich má 382 okrúhlych zrkadiel s priemerom 60 cm, ktoré sústreďujú brzdné žiarenie vznikajúce pohybom energetických častíc v atmosfére (pozri schému ďalekohľadu).

Teleskop začal fungovať v roku 2002. Rovnako môže byť použitý na detekciu energetických gama kvánt a nabitých častíc - kozmického žiarenia. Jedným z jeho hlavných výsledkov bolo priame potvrdenie dlhodobého predpokladu, že zvyšky supernov sú zdrojom kozmického žiarenia.

Keď sa energetické gama žiarenie dostane do atmosféry, zrazí sa s jadrom jedného z atómov a zničí ho. V tomto prípade vzniká niekoľko fragmentov atómového jadra a gama kvánt nižšej energie, ktoré sa podľa zákona zachovania hybnosti pohybujú takmer rovnakým smerom ako pôvodné gama žiarenie. Tieto úlomky a kvantá sa čoskoro zrazia s inými jadrami a vytvoria lavínu častíc v atmosfére.

Väčšina týchto častíc sa pohybuje rýchlejšie ako rýchlosť svetla vo vzduchu. Výsledkom je, že častice vyžarujú brzdné žiarenie, ktoré dosiahne zemský povrch a je možné ho detekovať optickými a ultrafialovými ďalekohľadmi. V skutočnosti samotná zemská atmosféra slúži ako prvok teleskopu gama žiarenia. Pre ultravysokoenergetické gama lúče je divergencia lúča dopadajúceho na zemský povrch asi 1 stupeň. To určuje rozlíšenie ďalekohľadu.

Pri ešte vyššej energii gama lúčov sa na povrch dostane samotná lavína častíc – rozsiahla vzduchová sprcha (EAS). Sú zaznamenávané scintilačnými senzormi. V Argentíne sa v súčasnosti stavia observatórium pomenované po Pierrovi Augerovi (na počesť objaviteľa EAS) na pozorovanie gama žiarenia a kozmického žiarenia s ultravysokou energiou. Jeho súčasťou bude niekoľko tisíc nádrží destilovanej vody. V nich inštalované PMT budú monitorovať záblesky vyskytujúce sa vo vode pod vplyvom energetických častíc EAS.

Orbitálne observatórium pracujúce v rozsahu od tvrdého röntgenového žiarenia po mäkké gama žiarenie (od 15 keV do 10 MeV), bol vypustený na obežnú dráhu z kozmodrómu Bajkonur v roku 2002. Observatórium vybudovala Európska vesmírna agentúra (ESA) za účasti Ruska a USA. Dizajn stanice využíva rovnakú platformu ako predtým spustené (1999) európske röntgenové observatórium XMM-Newton.

Elektronické zariadenie na meranie slabých tokov viditeľného a ultrafialového žiarenia. PMT je elektronická lampa s fotokatódou a sadou elektród, na ktorú je privádzané postupne sa zvyšujúce napätie s celkovým úbytkom až niekoľkých kilovoltov.

Kvantá žiarenia dopadajú na fotokatódu a vyraďujú z nej elektróny, ktoré sa presúvajú k prvej elektróde a vytvárajú slabý fotoelektrický prúd. Po ceste sú však elektróny urýchľované aplikovaným napätím a vyrazia z elektródy oveľa väčší počet elektrónov. Toto sa opakuje niekoľkokrát - podľa počtu elektród. V dôsledku toho sa tok elektrónov, ktorý prišiel od poslednej elektródy k anóde, zvýši o niekoľko rádov v porovnaní s počiatočným fotoelektrickým prúdom. To umožňuje registrovať veľmi slabé svetelné toky, až jednotlivé kvantá.

Dôležitou vlastnosťou PMT je rýchlosť odozvy. To umožňuje ich použitie na detekciu prechodných javov, ako sú záblesky, ktoré sa vyskytujú v scintilátore, keď sa absorbuje energeticky nabitá častica alebo kvantum.

Strana 1

Tok gama žiarenia po prechode cez kontrolovaný objekt a film vstupuje do pracovnej detekčnej jednotky, kde sa premieňa na štatisticky rozdelené elektrické impulzy. Priemerná rýchlosť príchodu impulzov z výstupu snímača je úmerná príkonu dávky expozície. Hustota sčernenia filmu je určená expozičnou dávkou, preto potrebný čas prenosu, ktorý zaisťuje optimálnu hustotu sčernenia filmu, možno nastaviť počtom impulzov.

K hustote dochádza, keď prúd gama lúčov interaguje s hmotou.

Zdrojmi ionizujúceho žiarenia pri jadrovom výbuchu sú gama žiarenie a toky neutrónov, ktoré majú škodlivý účinok v priestore výbuchu 10 - 15 sekúnd od okamihu výbuchu, ako aj gama kvantá, alfa a beta častice rádioaktívnych látok - štiepne fragmenty. jadrovej nálože, ktorá vypadáva v oblasti výbuchu a pozdĺž dráhy pohybu vytvoreného rádioaktívneho oblaku a infikuje územie na desiatky a stovky kilometrov. Stupeň poškodenia je určený dávkou ionizujúceho žiarenia - množstvom energie absorbovanej 1 cm3 média.

Detektory úrovne žiarenia pracujú na princípe závislosti intenzity toku gama žiarenia na hustote kontrolovaného prostredia. Zdroj a prijímač rádioaktívneho žiarenia sú inštalované na danej úrovni na opačných stranách riadeného kontajnera. Zvýšenie alebo zníženie toku gama lúčov spôsobuje aktiváciu výkonného relé.

Princíp činnosti gama relé spočíva v tom, že intenzita toku gama žiarenia dopadajúceho na prvok prevodníka závisí od hustoty média, cez ktoré preniká. Prijímacia stanica a jednotka zdroja gama žiarenia sú inštalované na opačných stranách meranej kapacity na kontrolovaných úrovniach.

Experimentálne overenie vyššie uvažovanej techniky bolo uskutočnené ako pre prípad modulácie tokov gama žiarenia, tak aj pre prípad modulácie svetelných tokov.

Takže približne 1/4 (1/2 1/2) celkovej svietivosti bude pozorovaná vo forme bohatého toku gama žiarenia a zvyšok - vo forme mäkkých röntgenových lúčov.

Zdrojové jednotky žiarenia KO, K1, K2 a KZ sú určené na vytváranie usmerneného toku gama žiarenia, ako aj na ochranu personálu pred tokmi gama žiarenia pôsobiacimi v iných smeroch.

Činnosť zariadení je založená na prevode toku gama žiarenia prichádzajúceho zo zdrojovej jednotky snímačom na elektrický signál prenášaný káblom do elektronickej reléovej jednotky na ovládanie relé. Intenzita toku gama žiarenia dopadajúceho na snímač závisí od hustoty média, ktorým preniká.

Princíp činnosti gama relé spočíva v tom, že intenzita toku gama žiarenia dopadajúceho na snímač závisí od hustoty média, cez ktoré preniká. Senzor premieňa tok gama žiarenia na elektrický signál, zosilňuje ho a prenáša káblom do elektronickej reléovej jednotky, kde sa ďalej premieňa na indikačný výsledok.

Gama žiarenie je jedným z krátkovlnných druhov elektromagnetického žiarenia. Vzhľadom na extrémne krátku vlnovú dĺžku má gama žiarenie výrazné korpuskulárne vlastnosti, zatiaľ čo vlnové vlastnosti prakticky chýbajú.

Gama má silný traumatický účinok na živé organizmy a zároveň je úplne nemožné ju rozpoznať zmyslami.

Patrí do skupiny ionizujúceho žiarenia, to znamená, že prispieva k premene stabilných atómov rôznych látok na ióny s kladným alebo záporným nábojom. Rýchlosť gama žiarenia je porovnateľná s rýchlosťou svetla. Objav dovtedy neznámych tokov žiarenia urobil v roku 1900 francúzsky vedec Villard.

Pre mená boli použité písmená gréckej abecedy. Žiarenie, ktoré je po röntgene na stupnici elektromagnetického žiarenia, sa nazýva gama - tretie písmeno abecedy.

Malo by byť zrejmé, že hranice medzi rôznymi typmi žiarenia sú veľmi ľubovoľné.

Čo je gama žiarenie

Pokúsme sa, vyhýbajúc sa konkrétnej terminológii, pochopiť, čo je gama-ionizujúce žiarenie. Akákoľvek látka pozostáva z atómov, ktoré zase zahŕňajú jadro a elektróny. Atóm a ešte viac jeho jadro sú vysoko stabilné, takže na ich štiepenie sú potrebné špeciálne podmienky.

Ak tieto podmienky nejakým spôsobom vzniknú alebo sa získajú umelo, dochádza k procesu rozpadu jadra, ktorý je sprevádzaný uvoľňovaním veľkého množstva energie a elementárnych častíc.

V závislosti od toho, čo presne sa v tomto procese uvoľňuje, sa žiarenie delí na niekoľko typov. Alfa, beta a neutrónové žiarenie sa vyznačujú uvoľňovaním elementárnych častíc a röntgenové a gama aktívne lúče sú tokom energie.

Hoci v skutočnosti je akékoľvek žiarenie, vrátane žiarenia v rozsahu gama, ako prúd častíc. V prípade tohto žiarenia sú časticami prúdenia fotóny alebo kvarky.

Podľa zákonov kvantovej fyziky platí, že čím kratšia vlnová dĺžka, tým vyššia je energia kvánt žiarenia.

Keďže vlnová dĺžka gama žiarenia je veľmi malá, možno tvrdiť, že energia gama žiarenia je extrémne vysoká.

Vznik gama žiarenia

Zdrojmi žiarenia v rozsahu gama sú rôzne procesy. Vo vesmíre sú objekty, v ktorých prebiehajú reakcie. Výsledkom týchto reakcií je kozmické gama žiarenie.

Hlavné zdroje gama žiarenia sú kvazary a pulzary. Pri premene hviezdy na supernovu dochádza aj k jadrovým reakciám s masívnym uvoľňovaním energie a gama lúčov.

Gama elektromagnetické žiarenie vzniká pri rôznych prechodoch v oblasti atómového elektrónového obalu, ako aj pri rozpade jadier niektorých prvkov. Medzi zdroje gama žiarenia možno zaradiť aj určité médium so silným magnetickým poľom, kde sú elementárne častice brzdené odporom tohto média.

Nebezpečenstvo gama žiarenia

Vďaka svojim vlastnostiam má gama žiarenie veľmi vysokú prenikavosť. Aby ste to zastavili, potrebujete olovenú stenu s hrúbkou aspoň päť centimetrov.

Koža a iné ochranné mechanizmy živej bytosti nie sú prekážkou pre gama žiarenie. Preniká priamo do buniek, pričom má devastujúci účinok na všetky štruktúry. Samotné ožiarené molekuly a atómy látky sa stávajú zdrojom žiarenia a vyvolávajú ionizáciu iných častíc.

V dôsledku tohto procesu sa z niektorých látok získavajú ďalšie látky. Tvoria nové bunky s iným genómom. Zbytočné pri stavbe nových buniek, zvyšky starých štruktúr sa stávajú pre telo toxínmi.

Najväčšie nebezpečenstvo radiačných lúčov pre živé organizmy, ktoré dostali dávku žiarenia, je, že nie sú schopné vycítiť prítomnosť tejto smrtiacej vlny vo vesmíre. A tiež v tom, že živé bunky nemajú žiadnu špecifickú ochranu pred ničivou energiou, ktorú gama ionizujúce žiarenie nesie. Tento typ žiarenia má najväčší vplyv na stav zárodočných buniek, ktoré nesú molekuly DNA.

Rôzne bunky tela sa v gama lúčoch správajú odlišne a majú rôzny stupeň odolnosti voči účinkom tohto typu energie. Ďalšou vlastnosťou gama žiarenia je však kumulatívna schopnosť.

Jednorazové ožiarenie malou dávkou nespôsobí na živú bunku nenapraviteľný deštruktívny účinok. Preto žiarenie našlo uplatnenie vo vede, medicíne, priemysle a ďalších oblastiach ľudskej činnosti.

Aplikácie gama lúčov

Dokonca aj smrtiace lúče zvedavých myslí vedcov našli oblasti použitia. V súčasnosti sa gama žiarenie používa v rôznych priemyselných odvetviach, je v prospech vedy a úspešne sa používa aj v rôznych medicínskych zariadeniach.

Schopnosť meniť štruktúru atómov a molekúl sa ukázala ako prospešná pri liečbe závažných ochorení, ktoré ničia telo na bunkovej úrovni.

Na liečbu onkologických novotvarov sú gama lúče nevyhnutné, pretože sú schopné ničiť abnormálne bunky a zastaviť ich rýchle delenie. Niekedy je nemožné zastaviť abnormálny rast rakovinových buniek, potom príde na pomoc gama žiarenie, kde sú bunky úplne zničené.

Gama-ionizujúce žiarenie sa používa na ničenie patogénnej mikroflóry a rôznych potenciálne nebezpečných kontaminantov. V rádioaktívnych lúčoch sa sterilizujú lekárske nástroje a prístroje. Tento typ žiarenia sa tiež používa na dezinfekciu určitých produktov.

Gama lúče presvitajú cez rôzne celokovové produkty pre vesmír a iné priemyselné odvetvia s cieľom odhaliť skryté chyby. V tých oblastiach výroby, kde je potrebná najvyššia kontrola kvality výrobkov, je tento typ overovania jednoducho nevyhnutný.

Pomocou gama lúčov vedci merajú hĺbku vŕtania, získavajú údaje o možnosti výskytu rôznych hornín. Gama lúče sa dajú využiť aj v chove. Niektoré vybrané rastliny sa ožarujú striktne dávkovaným prúdom, aby sa získali požadované mutácie v ich genóme. Týmto spôsobom chovatelia získavajú nové plemená rastlín s vlastnosťami, ktoré potrebujú.

Pomocou toku gama sa určujú rýchlosti kozmických lodí a umelých satelitov. Vyslaním lúčov do vesmíru môžu vedci určiť vzdialenosť a modelovať dráhu kozmickej lode.

Metódy ochrany

Zem má prirodzený obranný mechanizmus proti kozmickému žiareniu, je to ozónová vrstva a vrchná vrstva atmosféry.

Tie lúče, ktoré majú obrovskú rýchlosť, prenikajú do chráneného priestoru Zeme, nespôsobujú živým bytostiam veľkú ujmu. Najväčšie nebezpečenstvo predstavujú zdroje a gama žiarenie získané v pozemských podmienkach.

Najvýznamnejším zdrojom nebezpečenstva radiačnej kontaminácie zostávajú podniky, v ktorých prebieha riadená jadrová reakcia pod ľudskou kontrolou. Ide o jadrové elektrárne, kde sa vyrába energia na zásobovanie obyvateľstva a priemyslu svetlom a teplom.

Na zabezpečenie pracovníkov týchto zariadení sa prijímajú najzávažnejšie opatrenia. Tragédie, ku ktorým došlo v rôznych častiach sveta v dôsledku straty ľudskej kontroly nad jadrovou reakciou, naučili ľudí byť opatrní s neviditeľným nepriateľom.

Ochrana pracovníkov v elektrárňach

V jadrových elektrárňach a priemyselných odvetviach spojených s využívaním gama žiarenia je čas kontaktu so zdrojom radiačného nebezpečenstva prísne obmedzený.

Všetci zamestnanci, ktorí majú obchodnú činnosť, potrebujú kontaktovať alebo byť v blízkosti zdroja gama žiarenia, používajú špeciálne ochranné obleky a prechádzajú niekoľkými fázami čistenia, kým sa vrátia do „čistej“ oblasti.

Pre účinnú ochranu pred gama žiarením sa používajú materiály s vysokou pevnosťou. Patria sem olovo, vysokopevnostný betón, olovené sklo a určité druhy ocele. Tieto materiály sa používajú pri konštrukcii ochranných obvodov elektrární.

Prvky z týchto materiálov sa používajú na vytváranie protiradiačných oblekov pre zamestnancov elektrární s prístupom k zdrojom žiarenia.

V takzvanej "horúcej" zóne olovo nevydrží zaťaženie, pretože jeho bod topenia nie je dostatočne vysoký. V oblasti, kde prebieha termonukleárna reakcia s uvoľňovaním vysokých teplôt, sa používajú drahé kovy vzácnych zemín, ako je volfrám a tantal.

Všetci ľudia, ktorí sa zaoberajú gama žiarením, majú k dispozícii individuálne meracie prístroje.

Vzhľadom na nedostatočnú prirodzenú citlivosť na žiarenie môže človek pomocou dozimetra určiť, koľko žiarenia dostal za určité obdobie.

Za normálnu sa považuje dávka nepresahujúca 18-20 mikroröntgenov za hodinu. Pri ožiarení dávkou až 100 mikroröntgenov sa nič obzvlášť strašné nestane. Ak človek dostal takúto dávku, účinky sa môžu dostaviť do dvoch týždňov.

Pri podaní dávky 600 röntgenov hrozí človeku smrť v 95 % prípadov do dvoch týždňov. Dávka 700 röntgenov je smrteľná v 100 % prípadov.

Zo všetkých druhov žiarenia sú pre človeka najnebezpečnejšie gama lúče. Bohužiaľ, pravdepodobnosť kontaminácie radiáciou existuje pre každého. Dokonca aj keď je človek ďaleko od priemyselných zariadení, ktoré vyrábajú energiu štiepením atómového jadra, môže byť vystavený nebezpečenstvu ožiarenia.

História pozná príklady takýchto tragédií.

Všade tam, kde sú elektrické výboje, je žiarenie jedného alebo druhého spektra. Gama žiarenie je typ elektromagnetického žiarenia, ktoré má veľmi krátku vlnovú dĺžku a pozostáva z prúdov gama kvánt (fotónov). Zistilo sa, že nejde o samostatný typ rádioaktivity, ale o sprievod rozpadov alfa a beta žiarenia. Gama žiarenie sa môže vyskytnúť aj počas jadrovej reakcie, keď sa nabité častice spomaľujú, rozpadajú sa a iné jadrové procesy.

Pojem gama žiarenia

Rádioaktívne žiarenie je ionizujúce žiarenie, ktoré vzniká pri nestabilnom správaní častíc rôznych spektier, keď sa jednoducho rozpadajú na jednotlivé časti atómu.- protóny, neutróny, elektróny a fotóny. Gama žiarenie, vrátane röntgenových lúčov, je rovnaký proces. Žiarenie má na ľudský organizmus odlišný biologický účinok – jeho poškodenie závisí od schopnosti častíc prenikať cez rôzne prekážky.

V tomto smere má gama žiarenie najvýraznejšiu penetračnú schopnosť, ktorá mu umožňuje preniknúť aj cez päťcentimetrovú olovenú stenu. Preto je gama žiarenie alebo gama žiarenie rádioaktívne žiarenie, ktoré má vysoký stupeň rádioaktívneho účinku na živý organizmus. Počas žiarenia sa ich rýchlosť rovná rýchlosti svetla.

Frekvencia gama žiarenia je > 3 10 18 , čo je najkratšia vlna a je na úplnom spodku v klasifikácii elektromagnetických vĺn, tesne pred röntgenovým žiarením, ktorého žiarenie je o niečo dlhšie a je 10 17 - 3 10 18

Alfa, beta a gama lúče sú pre človeka mimoriadne nebezpečné a ich intenzívna expozícia vedie k chorobe z ožiarenia, ktorá sa prejavuje charakteristickými príznakmi:

• akútna leukocytóza;
• inhibícia pulzu, zníženie svalového tonusu, spomalenie všetkých životne dôležitých procesov;
• strata vlasov;
• postupné zlyhanie všetkých orgánov - najprv pečene, obličiek, miechy a potom srdca.

Keď sa radiačné lúče dostanú do tela, zničia a zmutujú bunky takým spôsobom, že po infekcii infikujú ostatné. A tí, ktorí boli schopní prežiť, sú znovuzrodení už neschopní delenia a iných životných funkcií. Najnebezpečnejšie sú lúče alfa a beta, ale častica gama je zákerná v tom, že prekoná vzdialenosť 300 000 kilometrov za 1 sekundu a je schopná zasiahnuť značné vzdialenosti. Pri malej dávke žiarenia človek jeho účinok nepociťuje a jeho deštruktívny účinok hneď nezaznamená. Môže trvať niekoľko rokov alebo niekoľko generácií - v závislosti od dávky a typu lúčov - kým sa objavia poruchy. Pri vysokej dávke žiarenia sa však ochorenie prejaví v priebehu niekoľkých hodín a má výrazné príznaky s bolesťami brucha, nekontrolovateľným vracaním a bolesťami hlavy.

Príbehy od našich čitateľov

Vladimír
61 rokov

Nebezpečenstvo gama žiarenia

Gama lúče môžu prenikať z vesmíru, zdrojom gama žiarenia môžu byť aj rozpady niektorých rádioaktívnych hornín – urán, žula, radón a iné.

Najznámejším prípadom otravy gama žiarením je prípad Alexandra Litvinenka., ktorý bol posypaný polóniom v čaji. Polónium je rádioaktívny prvok, derivát uránu, ktorý je vysoko rádioaktívny.

Kvantová energia gama žiarenia má obrovskú silu, čo zvyšuje ich prienik do živých buniek a ich deštruktívny účinok. Spôsobujúc smrť a premenu buniek, gama kvantá sa v organizme časom hromadia a zároveň poškodené bunky otravujú telo svojimi toxínmi, ktoré vznikajú v procese ich rozkladu.

Kvantum gama žiarenia je jadrové žiarenie, častica bez hmotnosti a náboja, ktorá sa uvoľňuje počas jadrovej reakcie, keď jadro prechádza z jedného energetického stavu do druhého. Keď kvantum gama žiarenia prechádza určitou látkou a interaguje s ňou, gama-kvantová energia je touto látkou úplne absorbovaná emisiou jej elektrónu.

Nebezpečenstvo takéhoto vystavenia je pre človeka najnebezpečnejšie, pretože jeho penetračná schopnosť nenecháva prakticky žiadnu šancu - 5 cm olovená stena môže absorbovať iba polovicu gama žiarenia. V tomto smere sú alfa a beta lúče menej nebezpečné – alfa žiarenie môže zdržať obyčajný list papiera, beta žiarenie neprekoná drevenú stenu a pre gama žiarenie prakticky neexistuje žiadna prekážka. Preto je mimoriadne dôležité, aby na ľudskom tele nedochádzalo k dlhodobému vystaveniu týmto lúčom.

Ako sa chrániť pred gama žiarením

Žiarenie, ktoré sa dostane do tela so zvýšeným gama pozadím, začne telo nepostrehnuteľne otráviť, a ak v krátkom čase nedôjde k spotrebe ultra vysokých dávok, prvé príznaky sa nemusia čoskoro objaviť. V prvom rade trpí hematopoetický systém, ktorý dostáva prvý úder. Prudko znižuje počet leukocytov, v dôsledku čoho je miecha veľmi rýchlo postihnutá a zlyhá. Spolu s miechou trpia lymfatické uzliny, ktoré neskôr aj zlyhávajú. Človeku vypadávajú vlasy, jeho DNA je poškodená. Dochádza k mutácii genómu, čo vedie k porušeniu dedičnosti. Pri ťažkých léziách nastáva smrť na rakovinu alebo na zlyhanie jedného alebo viacerých orgánov.

Pred kúpou je potrebné zmerať gama pozadie na pozemku. Pod vplyvom niektorých podzemných hornín, vrátane tých v podzemných riekach, je počas tektonických procesov zemskej kôry celkom možná kontaminácia zemského povrchu gama žiarením.

Ochrana pred gama žiarením môže byť len čiastočná. Ak sa takáto katastrofa pripustí, tak najbližších 300 rokov bude postihnutá oblasť úplne otrávená, a to až do niekoľkých desiatok metrov vrstvy pôdy. Úplná ochrana neexistuje, možno však použiť pivnice obytných budov, podzemné priekopy a iné úkryty, aj keď je potrebné pripomenúť, že tento typ ochrany je účinný len čiastočne.

Spôsoby ochrany pred gama žiarením teda spočívajú najmä v meraní gama pozadia špeciálnymi prístrojmi a nenavštevovaní miest s vysokou radiáciou – napríklad Černobyľu alebo okolia Fukušimy.

K najväčšiemu úniku jadrového žiarenia do vody v histórii ľudstva došlo v roku 2011 vo Fukušime, keď vlna cunami viedla k zlyhaniu troch jadrových reaktorov. Do mora sa už siedmy rok vyplavuje rádioaktívny odpad v množstve 300 ton denne. Rozmery tejto katastrofy sú otrasné. Keďže tento únik nie je možné opraviť kvôli vysokej teplote v postihnutej oblasti, nie je známe, ako dlho bude tento proces pokračovať. Medzitým sa spodné prúdenie už rozšírilo do významnej časti Tichého oceánu.

Rozsah gama žiarenia

Ak sa cielene aplikuje prúdenie gama častíc, potom je možné selektívne ničiť tie bunky tela, ktoré sa v danom čase aktívne množia. Tento účinok z použitia gama lúčov sa využíva v medicíne v boji proti onkológii. V krajnom prípade a až vtedy, keď iné prostriedky zlyhajú, sa účelovo používa metóda ožarovania na zhubný nádor. Najúčinnejšie využitie diaľkovej terapie gama žiarením. Táto metóda je navrhnutá tak, aby lepšie kontrolovala proces a zároveň minimalizovala riziká a poškodenie zdravého tkaniva.

Gama kvantá sa používajú aj v iných oblastiach:

1. Pomocou týchto lúčov sa mení energia. Prístroj na tento účel, ktorý sa používa v experimentálnej fyzike, sa nazýva gama spektrometer. Je to magnetická, scintilačná, polovodičová a kryštálová difrakcia.
2. Štúdium spektra jadrového žiarenia gama poskytuje informácie o štruktúre jadra. Vonkajšie prostredie, ovplyvňujúce gama žiarenie, vytvára rôzne efekty, ktoré sú veľmi dôležité pre pochopenie procesov prebiehajúcich v tomto prípade. Preto sa všetky tieto procesy aktívne študujú.
3. Táto technika tiež využíva gama lúče na detekciu defektov v kovoch. Keďže gama žiarenie má rôzne úrovne absorpcie v rôznych prostrediach, ale pri rovnakej vzdialenosti šírenia, je možné vypočítať defekty pomocou žiarenia rôznej intenzity.
4. Radiačná chémia využíva toto žiarenie aj na vyvolanie chemickej transformácie v rôznych procesoch pomocou prírodných alebo umelých rádioaktívnych izotopov a urýchľovačov elektrónov – zdrojov tohto druhu žiarenia.
5. Sterilizáciu potravinárskych výrobkov pomocou gama žiarenia využíva pre vlastné účely potravinársky priemysel.
6. V rastlinnej výrobe sa využívajú gama kvantá, aby sa zabezpečilo, že rastlina získa lepší výkon mutáciou.
7. Pomocou gama lúčov sa pestujú a spracúvajú niektoré mikroorganizmy, vyrábajú sa lieky vrátane niektorých antibiotík. Spracujú semená, aby ich zbavili malých škodcov.

Ešte asi pred 100 rokmi neboli vlastnosti gama žiarenia dostatočne študované, čo viedlo k nechránenému využívaniu rádioaktívnych prvkov ako medicínskych alebo meracích zariadení. Gama žiarenie sa využívalo aj na poťahovanie rôznych šperkov a keramických výrobkov a pri výrobe vitráží. Preto by ste mali byť opatrní pri skladovaní a získavaní starožitností - zdanlivo neškodná vec môže byť plná rádioaktívnej hrozby.

prenikajúce žiarenie. Prenikavým žiarením sa rozumie prúdenie gama lúčov a neutrónov emitovaných z zóny jadrového výbuchu do vonkajšieho prostredia.

Pod prenikavým žiarením rozumieme prúdenie gama lúčov a neutrónov emitovaných zo zóny jadrového výbuchu do okolia. Podľa fyzikálnych vlastností sa tieto druhy žiarenia od seba líšia, no spoločnú majú schopnosť šíriť sa vzduchom všetkými smermi na vzdialenosti do 2,5-3 km. Doba pôsobenia prenikajúceho žiarenia je 15-20 sekúnd a je určená časom, kedy sa oblak výbuchu dostane do takej výšky, v ktorej je gama žiarenie úplne pohltené vzduchom a nedosiahne zemský povrch. Je potrebné rozlišovať medzi prenikavým žiarením, ktoré pôsobí len niekoľko sekúnd, a rádioaktívnou kontamináciou oblasti, ktorej škodlivý účinok pretrváva dlhší čas. Hlavným zdrojom gama žiarenia sú štiepne fragmenty jadrového paliva, neutróny nachádzajúce sa v zóne výbuchu a rádioaktívny mrak pri jadrovom výbuchu vznikajú pri štiepnych reakciách (pri reťazovej reakcii), pri termonukleárnej fúzii a tiež v dôsledku rozpad štiepnych fragmentov. Neutróny vznikajúce pri štiepnych a fúznych reakciách sú emitované v priebehu zlomkov mikrosekundy a nazývajú sa okamžite a neutróny vznikajúce pri rozpade štiepnych fragmentov - zaostávanie. Vplyvom neutrónov sa niektoré nerádioaktívne látky stávajú rádioaktívnymi. Tento proces sa nazýva indukovanej činnosti.

Neutróny a gama žiarenie pôsobia takmer súčasne. Aj keď neutróny sú emitované najmä v prvých sekundách a gama žiarenie trvá ešte niekoľko sekúnd, táto skutočnosť nie je podstatná. V tejto súvislosti je škodlivý účinok prenikavého žiarenia určený celkovou dávkou získanou pripočítaním dávok gama žiarenia a neutrónov. Takzvané neutrónová munícia, sú jadrové zbrane s nízkovýnosným termonukleárnym nábojom, vyznačujúce sa zvýšeným výťažkom neutrónového žiarenia. V neutrónovej munícii sú druhoradé škodlivé faktory ako rázová vlna, svetelné žiarenie, rádioaktívne zamorenie priestoru a hlavným škodlivým faktorom pri výbuchu neutrónovej munície je prenikajúce žiarenie. V rámci prenikavého žiarenia v takejto munícii prevláda tok neutrónov nad gama žiarením.

Škodlivý účinok prenikajúceho žiarenia na ľudí závisí od prijatého žiarenia. dávky žiarenia, t.j. na množstve energie absorbovanej organizmom a na stupni ionizácie tkaniva s tým spojenej. Výsledkom pôsobenia rôznych dávok žiarenia na človeka je akútna choroba z ožiarenia (ARS) .

Na ochranu pred prenikavým žiarením používajú sa rôzne materiály, ktoré oslabujú pôsobenie gama žiarenia a neutrónov. Táto schopnosť materiálov sa vyznačuje hodnotou polovičná útlmová vrstva . Rozumie sa tým hrúbka materiálu, cez ktorý je gama žiarenie a tok neutrónov oslabené 2-krát. Malo by sa pamätať na to, že gama žiarenie je zoslabené tým viac, čím je látka hustejšia, napríklad olovo, betón, oceľ. Neutrónový tok je viac oslabený ľahkými materiálmi (voda, polyetylén, parafín, sklolaminát) obsahujúcimi jadrá ľahkých prvkov ako vodík, uhlík atď. Predpokladá sa, že vrstva vody s hrúbkou 70 cm alebo vrstva parafínu s hrúbkou 650 cm zoslabuje tok neutrónov 100-krát ( Tab. jeden).