Igaüks on kindlasti kuulnud kolme tüüpi radioaktiivsest kiirgusest – alfa-, beeta- ja gammakiirgusest. Kõik need tekivad aine radioaktiivse lagunemise protsessis ja neil on nii ühiseid omadusi kui ka erinevusi. Viimane kiirgusliik kannab suurimat ohtu. Mis see on?
Radioaktiivse lagunemise olemus
Gamma lagunemise omaduste üksikasjalikumaks mõistmiseks on vaja arvestada ioniseeriva kiirguse olemusega. See määratlus tähendab, et seda tüüpi kiirguse energia on väga kõrge – kui see tabab teist aatomit, mida nimetatakse "sihtmärgiks", lööb see välja oma orbiidil liikuva elektroni. Sel juhul muutub sihtaatom positiivselt laetud iooniks (seetõttu nimetati kiirgust ioniseerivaks). See kiirgus erineb ultraviolett- või infrapunakiirgusest kõrge energia poolest.
Üldiselt on alfa-, beeta- ja gamma-lagunemisel ühised omadused. Aatomit võib pidada väikeseks mooniseemneks. Siis on elektronide orbiit selle ümber seebimull. Alfa-, beeta- ja gammalagunemisel lendab sellest terast välja pisike osake. Sel juhul muutub tuuma laeng, mis tähendab, et on tekkinud uus keemiline element. Tolmukübe kihutab hiiglasliku kiirusega ja põrkab sissesihtaatomi elektronkiht. Pärast elektroni kaotamist muutub sihtaatom positiivselt laetud iooniks. Keemiline element jääb aga samaks, kuna sihtaatomi tuum jääb samaks. Ionisatsioon on keemilise olemusega protsess, peaaegu sama protsess toimub teatud hapetes lahustuvate metallide koosmõjul.
Kus mujal γ-lagunemine toimub?
Kuid ioniseeriv kiirgus ei esine ainult radioaktiivse lagunemise korral. Neid esineb ka aatomiplahvatustel ja tuumareaktorites. Päikesel ja teistel tähtedel, aga ka vesinikupommis sünteesitakse kergeid tuumasid, millega kaasneb ioniseeriv kiirgus. See protsess toimub ka röntgeniseadmetes ja osakeste kiirendites. Peamine alfa-, beeta- ja gamma-lagunemise omadus on kõrgeim ionisatsioonienergia.
Ja nende kolme kiirgustüübi erinevused on määratud nende olemusega. Kiirgus avastati 19. sajandi lõpus. Siis ei teadnud keegi, mis see nähtus on. Seetõttu nimetati kolme tüüpi kiirgust ladina tähestiku tähtedega. Gammakiirguse avastas 1910. aastal teadlane nimega Henry Gregg. Gamma lagunemine on samasugune nagu päikesevalgus, infrapunakiired ja raadiolained. Oma omadustelt on γ-kiired küll footonkiirgus, kuid neis sisalduvate footonite energia on väga kõrge. Teisisõnu, see on väga lühikese lainepikkusega kiirgus.
Atribuudidgammakiired
Seda kiirgust on ülim alt lihtne läbi takistuste tungida. Mida tihedam alt materjal oma teel seisab, seda paremini see viivitab. Enamasti kasutatakse selleks plii- või betoonkonstruktsioone. Õhus ületavad γ-kiired kergesti kümneid ja isegi tuhandeid meetreid.
Gamma lagunemine on inimestele väga ohtlik. Sellega kokku puutudes võib nahk ja siseorganid kahjustada saada. Beetakiirgust võib võrrelda väikeste kuulide tulistamisega ja gammakiirgust nõelte tulistamisega. Tuumapõletuse käigus tekib lisaks gammakiirgusele ka neutronvoogude teke. Gammakiired tabavad Maad koos kosmiliste kiirtega. Lisaks neile kannab see Maale prootoneid ja muid osakesi.
Gammakiirguse mõju elusorganismidele
Kui võrrelda alfa-, beeta- ja gammalagunemist, on viimane elusorganismidele kõige ohtlikum. Seda tüüpi kiirguse levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega. Selle suure kiiruse tõttu siseneb see kiiresti elusrakkudesse, põhjustades nende hävimise. Kuidas?
Tee peal jätab γ-kiirgus maha suure hulga ioniseeritud aatomeid, mis omakorda ioniseerivad uue osa aatomeid. Rakud, mis on kokku puutunud võimsa gammakiirgusega, muutuvad oma struktuuri erinevatel tasanditel. Transformeerituna hakkavad nad lagunema ja mürgitama keha. Ja kõige viimane etapp on defektsete rakkude ilmumine, mis ei suuda enam oma funktsioone normaalselt täita.
Inimestel on erinevatel organitelerineva tundlikkusega gammakiirguse suhtes. Tagajärjed sõltuvad saadud ioniseeriva kiirguse doosist. Selle tulemusena võivad kehas tekkida mitmesugused füüsikalised protsessid, biokeemia võib häirida. Kõige haavatavamad on vereloomeorganid, lümfi- ja seedesüsteem, samuti DNA struktuurid. Selline kokkupuude on inimestele ohtlik ja kiirguse kogunemine organismi. Sellel on ka latentsusperiood.
Gamma lagunemise valem
Gammakiirte energia arvutamiseks võite kasutada järgmist valemit:
E=hv=hc/λ
Selles valemis on h Plancki konstant, v on elektromagnetilise energia kvanti sagedus, c on valguse kiirus, λ on lainepikkus.
