Gammastraling of gammastraling zijn hoogenergiefotonen die worden uitgestoten door radioactief verval van atoomkernen. Gammastraling is een zeer energetische vorm van ioniserende straling, met de kortste golflengte.
Belangrijkste afhaalrestaurants: gammastraling
- Gammastraling (gammastraling) verwijst naar het deel van het elektromagnetische spectrum met de meeste energie en de kortste golflengte.
- Astrofysici definiëren gammastraling als elke straling met een energie boven 100 keV. Natuurkundigen definiëren gammastraling als hoogenergetische fotonen die vrijkomen door nucleair verval.
- Met behulp van de bredere definitie van gammastraling worden gammastraling vrijgegeven door bronnen, waaronder gammafval, bliksem, zonnevlammen, vernietiging van materie en antimaterie, de interactie tussen kosmische stralen en materie, en vele astronomische bronnen.
- Gammastraling werd ontdekt door Paul Villard in 1900.
- Gammastraling wordt gebruikt om het universum te bestuderen, edelstenen te behandelen, containers te scannen, voedsel en apparatuur te steriliseren, medische aandoeningen te diagnosticeren en sommige vormen van kanker te behandelen.
Geschiedenis
De Franse scheikundige en natuurkundige Paul Villard ontdekte gammastraling in 1900. Villard bestudeerde de straling die door het element werd uitgezonden radium. Terwijl Villard observeerde, was de straling van radium energieker dan de alfastralen die Rutherford in 2006 beschreef 1899 of de bètastraling opgemerkt door Becquerel in 1896, identificeerde hij gammastraling niet als een nieuwe vorm van straling.
Voortbordurend op Villard's woord, noemde Ernest Rutherford de energetische straling "gammastraling" in 1903. De naam weerspiegelt het niveau van penetratie van straling in materie, waarbij alfa het minst penetreert, bèta meer penetreert en gammastraling die het gemakkelijkst door materie gaat.
Gezondheidseffecten
Gammastraling vormt een aanzienlijk gezondheidsrisico. De stralen zijn een vorm van ioniserende straling, wat betekent dat ze voldoende energie hebben om elektronen uit atomen en moleculen te verwijderen. Ze hebben echter minder kans op ionisatieschade dan minder penetrerende alfa- of bètastraling. De hoge energie van de straling betekent ook dat gammastraling een hoog penetrerend vermogen bezit. Ze gaan door de huid en beschadigen inwendige organen en beenmerg.
Tot op zekere hoogte kan het menselijk lichaam genetische schade door blootstelling aan gammastraling herstellen. De herstelmechanismen lijken efficiënter te zijn na een hoge dosisblootstelling dan een lage dosisblootstelling. Genetische schade door blootstelling aan gammastraling kan leiden tot kanker.
Natuurlijke gammastralingsbronnen
Er zijn talloze natuurlijke bronnen van gammastraling. Waaronder:
Gamma verval: Dit is de afgifte van gammastraling door natuurlijke radio-isotopen. Gewoonlijk volgt gamma-verval alfa- of bèta-verval waarbij de dochterkern opgewonden is en naar een lager energieniveau daalt met de emissie van een gammastralingsfoton. Gamma verval is echter ook het gevolg van kernfusie, kernsplijtingen neutronenvangst.
Antimaterie vernietiging: Het een elektron en een positron vernietigen elkaar, extreem energierijke gammastralen komen vrij. Andere subatomaire bronnen van gammastraling naast gamma-verval en antimaterie omvatten bremsstrahlung, synchrotronstraling, neutraal pion-verval en Compton verstrooiing.
Bliksem: De versnelde elektronen van bliksem produceren een zogenaamde terrestrische gammastraalflits.
Zonnevlammen: Een zonnevlam kan straling over het elektromagnetische spectrum afgeven, inclusief gammastraling.
Kosmische stralen: De interactie tussen kosmische straling en materie maakt gammastraling vrij van bremsstrahlung of paarproductie.
Gammastralen barsten: Intense uitbarstingen van gammastraling kunnen worden geproduceerd wanneer neutronensterren botsen of wanneer een neutronenster in wisselwerking staat met een zwart gat.
Andere astronomische bronnen: Astrofysica bestuderen ook gammastraling van pulsars, magnetars, quasars en sterrenstelsels.
Gamma-stralen versus X-stralen
Zowel gammastralen als röntgenstralen zijn vormen van elektromagnetische straling. Hun elektromagnetische spectrum overlapt, dus hoe kun je ze uit elkaar houden? Natuurkundigen onderscheiden de twee soorten straling op basis van hun bron, waarbij gammastralen hun oorsprong vinden in de kern van verval, terwijl röntgenstralen hun oorsprong vinden in de Elektronenwolk rond de kern. Astrofysici maken een strikt onderscheid tussen gammastralen en röntgenstralen op basis van energie. Gammastraling heeft een fotonenergie boven 100 keV, terwijl röntgenstralen slechts energie tot 100 keV hebben.
Bronnen
- L'Annunziata, Michael F. (2007). Radioactiviteit: inleiding en geschiedenis. Elsevier BV. Amsterdam, Nederland. ISBN 978-0-444-52715-8.
- Rothkamm, K.; Löbrich, M. (2003). "Bewijs voor een gebrek aan DNA-dubbelstrengs breukherstel in menselijke cellen die worden blootgesteld aan zeer lage doses röntgenstraling". Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. 100 (9): 5057–62. doi: 10.1073 / pnas.0830918100
- Rutherford, E. (1903). "De magnetische en elektrische afwijking van de gemakkelijk geabsorbeerde stralen van radium." Filosofisch tijdschrift, Serie 6, vol. 5, nee. 26, pagina's 177–187.
- Villard, P. (1900). "Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium." Comptes rendusvol. 130, pagina's 1010-1012.