Definition der Gammastrahlung

Gammastrahlung oder Gammastrahlung sind energiereiche Photonen, die durch radioaktiven Zerfall von Atomkernen emittiert werden. Gammastrahlung ist eine sehr energiereiche Form ionisierender Strahlung mit der kürzesten Wellenlänge.

Schlüsselfunktionen: Gammastrahlung

• Gammastrahlung (Gammastrahlung) bezeichnet den Teil des elektromagnetischen Spektrums mit der größten Energie und der kürzesten Wellenlänge.
• Astrophysiker definieren Gammastrahlung als jede Strahlung mit einer Energie über 100 keV. Physiker definieren Gammastrahlung als hochenergetische Photonen, die beim Zerfall des Kerns freigesetzt werden.
• Unter Verwendung der breiteren Definition von Gammastrahlung werden Gammastrahlen von Quellen wie Gammazerfall, Blitzschlag, Sonneneruptionen, Materie-Antimaterie-Vernichtung, der Wechselwirkung zwischen kosmischer Strahlung und Materie und vielen astronomischen Quellen freigesetzt.
• Gammastrahlung wurde 1900 von Paul Villard entdeckt.
• Gammastrahlung wird verwendet, um das Universum zu untersuchen, Edelsteine ​​zu behandeln, Behälter zu scannen, Lebensmittel und Geräte zu sterilisieren, Erkrankungen zu diagnostizieren und einige Formen von Krebs zu behandeln.

Geschichte

Der französische Chemiker und Physiker Paul Villard entdeckte 1900 die Gammastrahlung. Villard untersuchte die Strahlung des Elements Radium. Während Villard beobachtete, dass die Strahlung von Radium energiereicher war als die von Rutherford 1899 beschriebenen Alphastrahlen oder die von Becquerel 1896 festgestellte Betastrahlung, identifizierte er Gammastrahlung nicht als neue Form von Strahlung.

In Anlehnung an Villards Wort nannte Ernest Rutherford 1903 die energetische Strahlung "Gammastrahlen". Der Name spiegelt die Eindringtiefe der Strahlung in die Materie wider, wobei Alpha am wenigsten eindringt, Beta am stärksten eindringt und Gammastrahlung am leichtesten durch die Materie dringt.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Gammastrahlung birgt ein erhebliches Gesundheitsrisiko. Die Strahlen sind eine Form ionisierender Strahlung, das heißt, sie haben genug Energie, um Elektronen aus Atomen und Molekülen zu entfernen. Es ist jedoch weniger wahrscheinlich, dass sie die Ionisation schädigen als weniger eindringende Alpha- oder Betastrahlung. Die hohe Energie der Strahlung bedeutet auch, dass Gammastrahlen eine hohe Durchdringungskraft besitzen. Sie dringen durch die Haut und schädigen innere Organe und Knochenmark.

Bis zu einem gewissen Punkt kann der menschliche Körper genetische Schäden durch Gammastrahlung reparieren. Die Reparaturmechanismen scheinen nach einer Exposition mit hoher Dosis effizienter zu sein als nach einer Exposition mit niedriger Dosis. Genetische Schäden durch Gammastrahlung können zu Krebs führen.

Natürliche Gammastrahlungsquellen

Es gibt zahlreiche natürliche Quellen für Gammastrahlung. Diese beinhalten:

Gamma-Zerfall: Dies ist die Freisetzung von Gammastrahlung aus natürlichen Radioisotopen. Normalerweise folgt der Gammazerfall dem Alpha- oder Betazerfall, bei dem der Tochterkern angeregt wird und mit der Emission eines Gammastrahlungsphotons auf ein niedrigeres Energieniveau fällt. Gamma-Zerfall resultiert jedoch auch aus Kernfusion, Kernspaltung und Neutroneneinfang.

Antimaterie-Vernichtung: Das ein Elektron und ein Positron vernichten sich, extrem energiereiche Gammastrahlen werden freigesetzt. Andere subatomare Quellen von Gammastrahlung neben Gammazerfall und Antimaterie umfassen Bremsstrahlung, Synchrotronstrahlung, Zerfall neutraler Pionen und Compton-Streuung.

Blitz: Die beschleunigten Elektronen des Blitzes erzeugen einen sogenannten terrestrischen Gammablitz.

Sonneneruptionen: Eine Sonneneruption kann Strahlung über das elektromagnetische Spektrum einschließlich Gammastrahlung abgeben.

Kosmische Strahlung: Die Wechselwirkung zwischen kosmischer Strahlung und Materie setzt Gammastrahlen aus Bremsstrahlung oder Paarproduktion frei.

Gammastrahlen platzen: Intensive Gammastrahlenexplosionen können auftreten, wenn Neutronensterne kollidieren oder wenn ein Neutronenstern mit einem Schwarzen Loch interagiert.

Andere astronomische Quellen: Die Astrophysik untersucht auch Gammastrahlung von Pulsaren, Magnetaren, Quasaren und Galaxien.

Gammastrahlen versus Röntgenstrahlen

Sowohl Gammastrahlen als auch Röntgenstrahlen sind Formen elektromagnetischer Strahlung. Ihr elektromagnetisches Spektrum überlappt sich. Wie können Sie sie unterscheiden? Die Physiker unterscheiden die beiden Arten von Strahlung anhand ihrer Quelle, wobei Gammastrahlen aus dem Zerfall des Kerns stammen, während Röntgenstrahlen aus der Elektronenwolke um den Kern stammen. Astrophysiker unterscheiden Gammastrahlen und Röntgenstrahlen streng nach Energie. Gammastrahlung hat eine Photonenenergie von über 100 keV, während Röntgenstrahlen nur eine Energie von bis zu 100 keV haben.