Mọi người chắc hẳn đã nghe nói về ba loại bức xạ phóng xạ - alpha, beta và gamma. Tất cả chúng đều phát sinh trong quá trình phân rã phóng xạ của vật chất, và chúng vừa có những đặc tính chung vừa có những điểm khác biệt. Loại bức xạ cuối cùng mang lại mối nguy hiểm lớn nhất. Nó là gì?
Bản chất của sự phân rã phóng xạ
Để hiểu chi tiết hơn các tính chất của phân rã gamma, cần phải xem xét bản chất của bức xạ ion hóa. Định nghĩa này có nghĩa là năng lượng của loại bức xạ này rất cao - khi nó chạm vào một nguyên tử khác, được gọi là "nguyên tử mục tiêu", nó sẽ đánh bật một electron đang chuyển động trên quỹ đạo của nó. Trong trường hợp này, nguyên tử mục tiêu trở thành một ion tích điện dương (do đó, bức xạ được gọi là ion hóa). Bức xạ này khác với tia cực tím hoặc tia hồng ngoại ở năng lượng cao.
Nói chung, sự phân rã alpha, beta và gamma có những đặc tính chung. Bạn có thể coi nguyên tử như một hạt anh túc nhỏ. Khi đó quỹ đạo của các electron sẽ là bong bóng xà phòng xung quanh nó. Trong phân rã alpha, beta và gamma, một hạt nhỏ bay ra khỏi hạt này. Trong trường hợp này, điện tích của hạt nhân thay đổi, có nghĩa là một nguyên tố hóa học mới đã được hình thành. Một hạt bụi lao tới với tốc độ khủng khiếp và đâm vàolớp vỏ electron của nguyên tử đích. Bị mất một điện tử, nguyên tử mục tiêu trở thành một ion mang điện tích dương. Tuy nhiên, nguyên tố hóa học vẫn không đổi, vì hạt nhân của nguyên tử mục tiêu không đổi. Quá trình ion hóa là một quá trình có bản chất hóa học, quá trình gần như giống nhau xảy ra trong quá trình tương tác của một số kim loại hòa tan trong axit.
Sự phân rã γ xảy ra ở đâu nữa?
Nhưng bức xạ ion hóa không chỉ xảy ra trong phân rã phóng xạ. Chúng cũng xảy ra trong các vụ nổ nguyên tử và trong các lò phản ứng hạt nhân. Trên Mặt trời và các ngôi sao khác, cũng như trong bom khinh khí, các hạt nhân nhẹ được tổng hợp, kèm theo bức xạ ion hóa. Quá trình này cũng xảy ra trong thiết bị tia X và máy gia tốc hạt. Đặc tính chính mà sự phân rã alpha, beta, gamma có là năng lượng ion hóa cao nhất.
Và sự khác biệt giữa ba loại bức xạ này được xác định bởi bản chất của chúng. Bức xạ được phát hiện vào cuối thế kỷ 19. Sau đó không ai biết hiện tượng này là gì. Do đó, ba loại bức xạ được đặt tên bằng các chữ cái trong bảng chữ cái Latinh. Bức xạ gamma được phát hiện vào năm 1910 bởi một nhà khoa học tên là Henry Gregg. Phân rã gamma có cùng bản chất với ánh sáng mặt trời, tia hồng ngoại, sóng vô tuyến. Theo tính chất của chúng, tia γ là bức xạ photon, nhưng năng lượng của các photon chứa trong chúng rất cao. Nói cách khác, nó là bức xạ có bước sóng rất ngắn.
Thuộc tínhtia gamma
Bức xạ này cực kỳ dễ xuyên qua bất kỳ chướng ngại vật nào. Vật liệu càng dày đặc cản đường nó thì càng làm chậm nó. Thông thường, kết cấu bằng chì hoặc bê tông được sử dụng cho mục đích này. Trong không khí, tia γ dễ dàng vượt qua hàng chục, thậm chí hàng nghìn mét.
Phân rã gamma rất nguy hiểm cho con người. Khi tiếp xúc với nó, da và các cơ quan nội tạng có thể bị tổn thương. Bức xạ beta có thể được so sánh với việc bắn những viên đạn nhỏ, và bức xạ gamma có thể được so sánh với việc bắn kim. Trong quá trình bùng phát hạt nhân, ngoài bức xạ gamma, sự hình thành thông lượng neutron cũng xảy ra. Tia gamma va vào Trái đất cùng với các tia vũ trụ. Ngoài chúng, nó mang theo proton và các hạt khác đến Trái đất.
Ảnh hưởng của tia gamma đối với cơ thể sống
Nếu chúng ta so sánh sự phân hủy alpha, beta và gamma, thì sự phân hủy sau sẽ là nguy hiểm nhất đối với các sinh vật sống. Tốc độ lan truyền của loại bức xạ này bằng tốc độ ánh sáng. Chính vì tốc độ cao nên nó nhanh chóng xâm nhập vào các tế bào sống, gây ra sự phá hủy chúng. Làm thế nào?
Trên đường đi, bức xạ γ để lại một số lượng lớn các nguyên tử bị ion hóa, do đó ion hóa một phần nguyên tử mới. Các tế bào đã tiếp xúc với bức xạ gamma mạnh sẽ thay đổi ở các mức độ khác nhau trong cấu trúc của chúng. Bị biến đổi, chúng bắt đầu phân hủy và gây nhiễm độc cho cơ thể. Và giai đoạn cuối cùng là sự xuất hiện của các tế bào bị lỗi không còn có thể thực hiện các chức năng của chúng một cách bình thường.
Ở người, các cơ quan khác nhau cócác mức độ nhạy cảm khác nhau đối với bức xạ gamma. Hậu quả phụ thuộc vào liều lượng bức xạ ion hóa nhận được. Kết quả là, các quá trình vật lý khác nhau có thể xảy ra trong cơ thể, hóa sinh có thể bị xáo trộn. Những người dễ bị tổn thương nhất là các cơ quan tạo máu, hệ thống bạch huyết và tiêu hóa, cũng như các cấu trúc DNA. Sự tiếp xúc này gây nguy hiểm cho con người và thực tế là bức xạ tích tụ trong cơ thể. Nó cũng có một khoảng thời gian chờ.
Công thức phân rã gamma
Để tính năng lượng của tia gamma, bạn có thể sử dụng công thức sau:
E=hv=hc / λ
Trong công thức này, h là hằng số Planck, v là tần số của một lượng tử năng lượng điện từ, c là tốc độ ánh sáng, λ là bước sóng.
