Question

POMOCY! Muszę napisac referat o 3 podstawowych zasadach promieniowania [alfa, beta , gamma,] i z czego się składa to promieniowanie, jaki ma zasięg, jak się to zachowuje w polu elektrycznym przez co dany promień jest zatrzymywany. Z góry dziękuje!

Answer 1

Promieniowanie gamma – wysokoenergetyczna promieniowania forma . Za elektromagnetycznego promieniowanie gamma uznaje się promieniowanie o energii kwantu większej od 10 keV, co odpowiada częstotliwości większej od 2,42 EHz, a długości fali mniejszej od 124 pm. Zakres ten częściowo pokrywa się z zakresem promieniowania rentgenowskiego. W wielu publikacjach rozróżnienie promieniowania gamma oraz promieniowania X opiera się na ich źródłach, a nie na długości fali. Promieniowanie gamma wytwarzane jest w wyniku przemian jądrowych albo zderzeń jąder lub cząstek subatomowych, a promieniowanie rentgenowskie, w wyniku zderzeń elektronówz atomami. Promieniowanie gamma jest promieniowaniem jonizującym i przenikliwym. Nazwa promieniowania gamma pochodzi od greckiej litery γ.

 

Źródła promieniowania gamma

Reakcja jądrowa – jądra atomowe izotopów promieniotwórczych po rozpadzie znajdują się w stanie wzbudzonym. Powrót do stanu podstawowego, o niższej energii, powoduje emisję fotonu gamma. Nukleosynteza – dwa jądra atomowe zderzają się, tworząc nowe jądro w stanie wzbudzonym. Jego przejściu do stanu podstawowego może towarzyszyć emisja jednego lub wielu kwantów gamma. Anihilacja – zderzenie cząstki i antycząstki, np. elektronu i pozytonu, powoduje zniknięcie obu tych cząstek i emisję co najmniej dwóch fotonów gamma. Rozpady cząstek elementarnych – fotony gamma mogą być produktami rozpadu wielu nietrwałych cząstek elementarnych, np. neutralnypion rozpada się najczęściej na dwa fotony. Promieniowanie hamowania i promieniowanie synchrotronowe – wysokoenergetyczne cząstki naładowane (najczęściej elektrony) poruszające się w silnym polu elektrycznym, np. jąder atomowych, lub polu magnetycznym mogą emitować fotony promieniowania gamma. Odwrotne rozpraszanie Comptona – wysokoenergetyczne elektrony mogą zderzać się z niskoenergetycznymi fotonami (np.promieniowania tła) i przekazywać im energię, zmieniając je w kwanty gamma.

Oddziaływanie z materią

Promieniowanie gamma przechodząc przez materię ulega pochłanianiu (wielkość pochłaniania zależy od energii promieniowania). Za pochłanianie promieniowania gamma odpowiadają następujące zjawiska (w nawiasie podane są opisy odnoszące się do wykresu):

wewnętrzny efekt fotoelektryczny (Photo) w wyniku którego promieniowanie gamma oddaje energię elektronom odrywając je od atomów lub przenosząc na wyższe poziomy energetyczne, rozpraszanie komptonowskie (Compton) słabo związane lub swobodne elektrony doznają przyspieszenia w kierunku rozchodzenia się promieniowania. W pojedynczym akcie oddziaływania następuje niewielka zmiana energii kwantu gamma. W wyniku oddziaływania z wieloma elektronami kwant gamma wytraca swą energię. Jest to najważniejszy sposób oddawania energii przez promieniowanie gamma. kreacja par elektron-pozyton (Pair), kwant gamma uderzając o jądro atomowe powoduje powstanie par cząstka-antycząstka (warunkiem zajścia zjawiska jest energia kwantu gamma > 1,02 MeV – dwukrotnej wartości masy spoczynkowej elektronu), reakcje fotojądrowe – w tym oddziaływaniu promieniowanie gamma oddaje energię jądrom atomowym wzbudzając je i, przy odpowiednio wysokiej energii fotonu, produkując nowe cząstki. Wzbudzone jądro atomowe może wypromieniować kwant gamma, ulec rozpadowi lub rozszczepieniu. Przekrój czynny takiej reakcji jest zazwyczaj niewielki, może być jednak rezonansowo zwiększony jeżeli energia kwantu gamma odpowiada dokładnie energii wzbudzenia jądra.

W wybuchu jądrowym

Podczas wybuchu jądrowego bomby atomowej około 5% energii wybuchu zamienia się na promieniowanie jonizujące w tym i na promieniowanie gamma. Skutki oddziaływania promieniowania gamma powstałego podczas wybuchu są mniejsze niż efekty wywołane falą uderzeniową i promieniowaniem cieplnym. Większym problemem jest skażenie promieniotwórcze, powstaje opad radioaktywny, który wprowadza promieniotwórcze substancje do wody i żywności. Promieniowanie gamma powstające podczas rozpadu pochłoniętych przez istoty żywe izotopów promieniotwórczych niemalże w całości jest pochłaniane przez organizm powoduje wzrost dawki promieniowania. W związku z tym miejsce eksplozji jest skażone i przez długi czas nie nadaje się do życia. Szacuje się, że w Hiroszimie liczba osób, które umarły w wyniku napromieniowania, jest porównywalna z liczbą osób jakie zmarły w wyniku wybuchu.

 

Promieniowanie alfa to rodzaj promieniowania jonizującego cechującego się małą przenikalnością. Promieniowanie alfa jest to strumień jąder helu.

Cząstka alfa składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Ma ładunek dodatni i jest identyczna z jądrem atomu izotopu 4He, więc często oznacza się ją jako He2+. Nazwa pochodzi od greckiejlitery α.

Cząstki alfa są wytwarzane przez jądra pierwiastków promieniotwórczych, jak uran i rad. Proces ten określa się jako rozpad alfa. Przykładowa reakcja rozpadu alfa:

Jądro, które wyemituje cząstkę alfa po emisji jest zwykle w stanie wzbudzonym, co powoduje emisjękwantu gamma. W rozpadzie alfa udział biorą oddziaływania silne.

Promieniowanie alfa jest bardzo silnie pochłaniane. Nawet kilka centymetrów powietrza stanowi całkowitą osłonę przed tym promieniowaniem. Podobnie kartka papieru, albo naskórek pochłania całkowicie promienie alfa. Jednak w przypadku pokarmów lub wdychanego powietrza promieniowanie alfa może być zabójcze. Kiedy już radioaktywny materiał znajdzie się w ciele człowieka wytwarzane przez niego cząstki alfa bardzo silnie jonizują tkanki. Prowadzi to do poważnych uszkodzeń i choroby popromiennej.

Większość detektorów dymu zawiera niewielkie ilości wytwarzającego promieniowanie alfa izotopu promieniotwórczego 241Am. Jest to bardzo toksyczny materiał, jeżeli zostanie wchłonięty z powietrzem. Jednak w zamknięciu nie stanowi żadnego zagrożenia. Osoba, która zetknęła się z materiałem wytwarzającym promieniowanie alfa, powinna poddać się dekontaminacji.

Prędkość cząstek wynosi około 90 000 km/s, masa spoczynkowa: 4u, a ładunek elektryczny cząstek

 

Promieniowanie beta (promieniowanie β) - rodzaj promieniowania jonizującego wysyłanego przez promieniotwórcze jądra atomowe podczas przemiany jądrowej.

Promieniowanie beta powstaje podczas rozpadu beta, jest strumieniem elektronów lub pozytonówporuszających się z prędkością zbliżoną do prędkości światła, jest ono silnie pochłaniane przezmaterię. Promieniowanie to jest zatrzymywane już przez miedzianą blachę.

Ładunek elektryczny cząstki jest równy -1, masa spoczynkowa jest równa masie elektronu, czyli 1/1840u.

Przykład przemiany, w której następuje emisja promieniowania beta: