Iedereen moet hebben gehoord van drie soorten radioactieve straling: alfa, bèta en gamma. Ze ontstaan allemaal in het proces van radioactief verval van materie, en ze hebben zowel gemeenschappelijke eigenschappen als verschillen. De laatste soort straling brengt het grootste gevaar met zich mee. Wat is het?
Aard van radioactief verval
Om de eigenschappen van gamma-verval in meer detail te begrijpen, is het noodzakelijk om de aard van ioniserende straling te beschouwen. Deze definitie betekent dat de energie van dit type straling erg hoog is - wanneer het een ander atoom raakt, het "doelatoom" genoemd, schakelt het een elektron uit dat in zijn baan beweegt. In dit geval wordt het doelatoom een positief geladen ion (daarom werd de straling ioniserend genoemd). Deze straling verschilt van ultraviolet of infrarood in hoge energie.
Over het algemeen hebben alfa-, bèta- en gamma-verval gemeenschappelijke eigenschappen. Je kunt een atoom zien als een klein maanzaadje. Dan zal de baan van de elektronen er een zeepbel omheen zijn. Bij alfa-, bèta- en gamma-verval vliegt een klein deeltje uit deze korrel. In dit geval verandert de lading van de kern, wat betekent dat er een nieuw chemisch element is gevormd. Een stofje raast met een gigantische snelheid omhoog en botst tegenelektronenschil van het doelatoom. Nadat een elektron is verloren, wordt het doelatoom een positief geladen ion. Het chemische element blijft echter hetzelfde, omdat de kern van het doelatoom hetzelfde blijft. Ionisatie is een proces van chemische aard, bijna hetzelfde proces vindt plaats tijdens de interactie van bepaalde metalen die oplossen in zuren.
Waar anders vindt γ-verval plaats?
Maar ioniserende straling komt niet alleen voor bij radioactief verval. Ze komen ook voor bij atoomexplosies en in kernreactoren. Op de zon en andere sterren, evenals in de waterstofbom, worden lichte kernen gesynthetiseerd, vergezeld van ioniserende straling. Dit proces vindt ook plaats in röntgenapparatuur en deeltjesversnellers. De belangrijkste eigenschap van alfa-, bèta- en gammaverval is de hoogste ionisatie-energie.
En de verschillen tussen deze drie soorten straling worden bepaald door hun aard. Aan het eind van de 19e eeuw werd straling ontdekt. Toen wist niemand wat dit fenomeen was. Daarom werden de drie soorten straling genoemd met de letters van het Latijnse alfabet. Gammastraling werd in 1910 ontdekt door een wetenschapper genaamd Henry Gregg. Gamma-verval heeft dezelfde aard als zonlicht, infrarode stralen, radiogolven. Door hun eigenschappen zijn γ-stralen fotonenstraling, maar de energie van de fotonen die ze bevatten is erg hoog. Met andere woorden, het is straling met een zeer korte golflengte.
Eigenschappengammastraling
Deze straling is extreem gemakkelijk door obstakels heen te dringen. Hoe dichter het materiaal in de weg staat, hoe beter het het vertraagt. Meestal worden hiervoor lood- of betonconstructies gebruikt. In de lucht kunnen γ-stralen gemakkelijk tientallen en zelfs duizenden meters overbruggen.
Gamma-verval is erg gevaarlijk voor mensen. Bij blootstelling eraan kunnen de huid en inwendige organen worden beschadigd. Bètastraling kan worden vergeleken met het afschieten van kleine kogels, en gammastraling kan worden vergeleken met schietnaalden. Tijdens een nucleaire flare vindt naast gammastraling ook de vorming van neutronenfluxen plaats. Gammastraling raakt de aarde samen met kosmische straling. Daarnaast vervoert het protonen en andere deeltjes naar de aarde.
Het effect van gammastraling op levende organismen
Als we alfa-, bèta- en gamma-verval met elkaar vergelijken, zal de laatste het gevaarlijkst zijn voor levende organismen. De voortplantingssnelheid van dit type straling is gelijk aan de lichtsnelheid. Het is vanwege zijn hoge snelheid dat het snel levende cellen binnendringt en hun vernietiging veroorzaakt. Hoe?
Onderweg laat γ-straling een groot aantal geïoniseerde atomen achter, die op hun beurt een nieuw deel van de atomen ioniseren. Cellen die zijn blootgesteld aan krachtige gammastraling veranderen op verschillende niveaus van hun structuur. Getransformeerd, beginnen ze te ontbinden en het lichaam te vergiftigen. En de allerlaatste fase is het verschijnen van defecte cellen die hun functies niet meer normaal kunnen uitvoeren.
Bij mensen hebben verschillende organenverschillende mate van gevoeligheid voor gammastraling. De gevolgen zijn afhankelijk van de ontvangen dosis ioniserende straling. Hierdoor kunnen er in het lichaam verschillende fysische processen plaatsvinden, kan de biochemie worden verstoord. De meest kwetsbare zijn de hematopoëtische organen, het lymfestelsel en het spijsverteringsstelsel, evenals DNA-structuren. Deze blootstelling is gevaarlijk voor de mens en het feit dat de straling zich ophoopt in het lichaam. Het heeft ook een latentieperiode.
Gamma-vervalformule
Om de energie van gammastraling te berekenen, kun je de volgende formule gebruiken:
E=hv=hc/λ
In deze formule is h de constante van Planck, v is de frequentie van een kwantum van elektromagnetische energie, c is de lichtsnelheid, λ is de golflengte.
