загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати фізика » Гамма випромінювання

Гамма випромінювання

Здавався в російській школі на Кіпрі (оцінка 5-)

Реферат по темі

Гамма-випромінювання.
Гамма-випромінювання - це короткохвильове електромагнітне випромінювання. На шкалі електромагнітних хвиль воно межує з жорстким рентгенівським випромінюванням, займаючи область вищих частот. Гамма-випромінювання володіє надзвичайно малою довгою хвилі (? (10-8 см) і внаслідок цього яскраво вираженими корпускулярними властивостями, тобто поводиться подібно до потоку частинок - гамма квантів, або фотонів, з енергією h? (? - Частота випромінювання, h - Планка постійна).
Гамма-випромінювання виникає при розпаді радіоактивних ядер, елементарних частинок, при анігіляції пар частинки-античастинка, а також при проходженні швидких заряджених частинок через речовину.
Гамма-випромінювання, що супроводжує розпад радіоактивних ядер, випускається при переходах ядра з більш збудженого енергетичного стану в менш збуджений або в основне. Енергія? - кванта дорівнює різниці енергій ?? станів, між якими відбувається перехід.

Збуджений стан

Е2

h?

Основний стан ядра Е1
Випущення ядром ?-кванта не тягне за собою зміни атомного номера або масового числа, на відміну від інших видів радіоактивних перетворень.
Ширина ліній гамма-випромінювань надзвичайно мала (~ 10-2 ев). Оскільки відстань між рівнями у багато разів більше ширини ліній, спектр гамма-випромінювання є лінійчатим, тобто складається з ряду дискретних ліній.
Вивчення спектрів гамма-випромінювання дозволяє встановити енергії збуджених станів ядер. Гамма-кванти з великими енергіями випускаються при розпадах деяких елементарних частинок. Так, при розпаді спочиваючого? 0-мезона виникає гамма-випромінювання з енергією ~ 70Мев. Гамма-випромінювання від розпаду елементарних частинок також утворює лінійчатий спектр. Однак випробовують розпад елементарні частинки часто рухаються зі швидкостями, порівнянними з швидкістю світла. Внаслідок цього виникає доплеровское розширення лінії і спектр гамма-випромінювання виявляється розмитим в широкому інтервалі енергій.
Гамма-випромінювання, що утворюється при проходженні швидких заряджених частинок через речовину, викликається їх гальмуванням до кулонівському полі атомних ядер речовини. Гальмівне гамма-випромінювання, також як і гальмівне рентгеноовское випромінювання, характерезуется суцільним спектром, верхня межа якого збігається з енергією зарядженої частинки, наприклад електрона. В прискорювачах заряджених частинок отримують гальмівне гамма випромінювання з максимальною енергією до декількох десятків Гев.
В межзвёзном просторі гамма-випромінювання може виникати в результаті зіткнень квантів м'якшого довгохвильового, електромагнітного випромінювання, наприклад світла, з електронами, прискореними магнітними полями космічних об'єктів. При цьому швидкий електрон передає свою енергію електромагнітному випромінюванню і видиме світло перетворюється на більш жорстке гамма-випромінювання.
Аналогічне явище може мати місце в земних умовах при столновеніі електронів великої енергії, одержуваних на прискорювачах, з фотонами видимого світла в інтенсивних пучках світла, що створюються лазерами. Електрон передає енергію світловому фотону, який перетворюється на?-Квант. Таким чином, можна на практиці перетворювати окремі фотони світла на кванти гамма-випромінювання високої енергії.
Гамма-випромінювання володіє великою проникаючою здатністю, тобто може проникати крізь великі товщі речовини без помітного ослаблення. Основні процеси, що відбуваються при взаємодії гамма-випромінювання з речовиною, - фотоелектричне поглинання (фотоефект), комптонівське розсіювання (комптон-ефект) і образаваніе пар електрон-позитрон. При фотоефекті відбувається поглинання?-Кванта одним з електронів атома, причому енергія?-Кванта перетвориться (за вирахуванням енергії зв'язку електрона в атомі) в кінетичну енергію електрона, що вилітає за межі атома. Імовірність фотоефекту прямо пропорційна п'ятого ступеня атомного номера елемента і обернено пропорційна 3-го ступеня енергії гамма-випромінювання. Таким чином, фотоефект переважає в області малих енергії?-квантів ((100 кев) на важких елементах (Pb, U).
При комптон-ефекті відбувається розсіяння?-кванта На одному з електронів, слабо пов'язаних в атомі. На відміну від фотоефекту, при Комптон-ефекті? - квант не зникає, а лише змінює енергію (довжину хвилі) і напрям розповсюдження. Вузький пучок гамма-променів в результаті комптон-ефекту стає більш широким, а саме випромінювання - більш м'яким (довгохвильовим
). Інтенсивність комптонівського розсіяння пропорційна числу електронів в 1см3 речовини, і тому вірогідність цього процесу пропорційна атомному номеру речовини. Комптон-ефект стає помітним в речовинах з малим атомним номером і при енергіях гамма випромінювання, превишвют енергію зв'язку електронів в атомах. Так, у разі Pb вірогідність комптонівського розсіяння порівнянна з вірогідністю фотоелектричного поглинання при енергії
~ 0,5 МеВ. У разі Al Комптон-ефект переважає при набагато менших енергіях .
Якщо жнергія?-Кванта перевищує 1,02 Мев, стає можливим процес утворення електрон-позитронових пар в електричному полі ядер.
Ймовірність утворення пар пропорційна квадрату атомного номера і збільшується з ростом h ?. Тому при h? ~ 10 МеВ основним процесом в будь-якій речовині опиняється утворення пар.

100

50

0

0,1 0,5 1 2 5 10
50

Енергія?-променів (МеВ)

Зворотний процес анігіляція електрон-позитронної пари є джерелом гамма-випромінювання.
Для характеристики ослаблення гамма-випромінювання в речовині зазвичай користуються коефіцієнтом поглинання, який показує, на якій товщині Х поглинача інтенсивність I0 падаючого пучка гамма-випромінювання ослабляється в е разів:

I = I0e-? 0x
Тут? 0 - лінійний коефіцієнт поглинання гамма-випромінювання. Іноді вводять масовий коефіцієнт поглинання, рівний відношенню? 0 до щільності поглинача.
Експоненціальне закон ослаблення гамма-випромінювання справедливий для вузького спрямування пучка гамма-променів, коли будь-який процес, як поглинання, так і розсіяння, виводить гамма-випромінювання з складу первинного пучка. Однак при високих енергіях процес проходження гамма-випромінювання через речовину значно ускладнюється. Вторинні електрони і позитрони володіють великою енергією і тому можуть, у свою чергу, створювати гамма-випромінювання завдяки процесам гальмування і анигіляції. Таким чином в речовині виникає ряд чергуються поколінь вторинного гамма-випромінювання, електронів і позитронів, тобто відбувається розвиток каскадної зливи. Число вторинних частинок в такій зливі спочатку зростає з товщиною, досягаючи максимуму.
Проте потім процеси поглинання починають переважати над процесами розмноження частинок і злива затухає. Здатність гамма-випромінювання розвивати зливи залежить від співвідношення між його енергією і так званою критичною енергією, після якої злива в даній речовині практично втрачає здатність розвиватися.
Для зміни енергії гамма-випромінювання в експерементальной фізиці застосовуються гамма-спектрометри різних типів, засновані переважно на вимірюванні енергії вторинних електронів. Основні типи спектрометрів гамма-випромінювання: магнітні, сцинтиляционні, напівпровідникові, кристал дифракційні.
Вивчення спектрів ядерних гамма-випромінювань дає важливу інформацію про структуру ядер. Спостереження ефектів, пов'язаних з впливом зовнішнього середовища на властивості ядерного гамма-випромінювання, використовується для вивчення властивостей твердих тіл.
Гамма-випромінювання знаходить застосування в техніці, наприклад для виявлення дефектів в металевих деталях - гамма-дефектоскопія. У радіаційної хімії гамма-випромінювання застосовується для ініціації хімічних перетворень, наприклад процесів полімеризації. Гамма-випромінювання використовується в харчовій промисловості для стерилізації продуктів харчування. Основними джерелами гамма-випромінювання служать природні і штучні радіоактивні ізотопи, а також електронні прискорювачі.
Дія на організм гамма-випромінювання подібно до дії інших видів іонізуючих випромінювань. Гамма-випромінювання може викликати променеве ураження організму, аж до його загибелі. Характер впливу гамма-випромінювання залежить від енергії?-квантів І просторових особливостей опромінення, наприклад, зовнішнє або внутрішнє. Відносна біологічна ефективність гамма-випромінювання становить 0,7-0,9. У виробничих умовах (хронічна дія в малих дозах) відносна біологічна ефективність гамма-випромінювання прийнята рівною 1. Гамма-випромінювання використовується в медицині для лікування пухлин, для стерилізації приміщень, апаратури і лікарських препаратів. Гамма-випромінювання застосовують також для отримання мутацій з подальшим відбором господарсько-корисних форм. Так виводять високопродуктивні сорти мікроорганізмів (наприклад, для отримання антибіотиків) і рослин.
Сучасні можливості променевої теропії розширилися в першу чергу за рахунок засобів і методів дистанційної гамма-теропії. Успіхи дистанційної гамма-теропії досягнуті в результаті великої роботи в галузі використання потужних штучних радіоактивних джерел гамма-випромінювання
(кобальт-60, цезій-137), а також нових гамма-препаратів.
Велике значення дистанційної гамма-теропії пояснюється також порівняльною доступністю і зручностями використання гамма-апаратів.
Останні, так само як і рентгенівські, конструюють для статичного і рухомого опромінення. За допомогою рухомого опромінення прагнуть створити велику дозу в пухлині при розосередженому опроміненні здорових тканин.
Здійснено конструктивні удосконалення гамма-апаратів, спрямовані на зменшення півтіні, поліпшення гомогенізації полів, використання фільтрів жалюзі і пошуки додаткових можливостей захисту.
Використання ядерних випромінювань в рослинництві відкрило нові, широкі можливості для зміни обміну речовин у сільськогосподарських рослин, підвищення їх врожайності, прискорення розвитку і поліпшення якості.
В результаті перших досліджень радіобіологів було встановлено, що іонізуюча радіація - потужний фактор впливу на зростання, розвиток і обмін речовин живих організмів. Під впливом гамма-випромінювання у рослин, тварин або мікроорганізмів міняється злагоджений обмін речовин, прискорюється або сповільнюється (залежно від дози) перебіг фізіологічних процесів, спостерігаються зрушення в зростанні, розвитку, формуванні врожаю.
Слід особливо відзначити, що при гамма-опроміненні в насіння не потрапляють радіоактивні речовини. Опромінені насіння, як і вирощений з них урожай, нерадіоактивні. Оптимальні дози опромінення тільки прискорюють нормальні процеси, що відбуваються в рослині, і тому абсолютно необгрунтовані якісьабо побоювання і перестороги проти використання в їжу урожаю, отриманого з насіння, що піддавалися передпосівному опроміненню.
Іонізуючівипромінювання стали використовувати для підвищення термінів зберігання сільськогосподарських продуктів і для знищення різних комах-шкідників. Наприклад, якщо зерно перед завантаженням в елеватор пропустити через бункер, де встановлено могутнє джерело радіації, то можливість розмноження комах-шкідників буде виключена і зерно зможе зберігатися тривалий час без будь-яких втрат. Само зерно як живильний продукт не змінюється при таких дозах опромінення. Вживання його для корму чотирьох поколінь експериментальних тваринах не викликало яких би то не було відхилень в зростанні, здібності до розмноження і інших патологічних відхилень від норми.


загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар