伽马射线

原子衰變裂解時放出的射線之一
(重定向自珈瑪射線

伽玛射线(或γ射线)是原子衰变裂解时放出的射线之一。此种电磁波波长在0.01纳米以下,穿透力很强[1],又携带高能量,容易造成生物体细胞内的脱氧核糖核酸(DNA)断裂进而引起基因突变,因此也可以作医疗之用。[2]1900年由法国科学家保罗·维拉尔发现,他将含氯化钡通过阴极射线,从照片记录上看到辐射穿过0.2毫米的箔,拉塞福称这一贯穿力非常强的辐射为γ射线,是继α射线β射线后发现的第三种原子核射线。[3]1913年,γ射线被证实为是电磁波,波长短于0.2 ,本质上和X射线是同一射线,只是γ射线与X射线的来源不同而已。

核裂变时会产生并释放出伽玛射线
图中的电磁波谱显示各种频率的性质

γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应康普顿效应正负电子对效应。γ射线即使使用较厚材料阻挡一般也仍然有部分射线泄漏,所以通常只能用半吸收厚度来定量材料的阻隔效果。半吸收厚度是指入射射线强度减弱到一半时阻隔物体的厚度。半吸收厚度其数值 ,μ表示阻隔物材料的射线吸收系数。材料的射线吸收系数与射线频率、能量以及材料种类有关,一般原子序数高和密度高的元素构成的材料其γ射线吸收系数也较高。普通放射源如Cs-137放射源产生的γ射线在铝、铁、铜、铅中的半吸收厚度分别约为3.2cm、2.6cm、1.4cm和0.6cm。

应用

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伽马射线
 
α粒子相当于氦的原子核可被纸所阻挡,β粒子相当于电子可被铝箔所阻挡,γ射线则具有高穿透性。

天文学研究

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当人类观察太空时,看到的为“可见光”,然而电磁波谱的大部分是由不同辐射组成,当中的辐射的波长有较可见光长,亦有较短,大部分单靠肉眼并不能看到。通过探测伽玛射线能提供肉眼所看不到的太空影像。

在太空中产生的伽玛射线是由恒星核心的核聚变产生的,因为无法穿透地球大气层,因此无法到达地球的低层大气层,只能在太空中被探测到。太空中的伽玛射线是在1967年由一颗名为“维拉斯”的人造卫星首次观测到。从20世纪70年代初由不同人造卫星所探测到的伽玛射线图片,提供了关于几百颗此前并未发现到的恒星及可能的黑洞。于90年代发射的人造卫星(包括康普顿伽玛射线观测台),提供了关于超新星、年轻星团、类星体等不同的天文信息。

灭菌

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伽马射线具有穿透性和对生物细胞的破坏作用,因此被用于对医疗用品、化妆品、香料进行灭菌。通常使用钴-60作为辐射源头。具有灭菌速度快、灭菌彻底,无化学残留无环境污染等优点。[4]

医疗

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传统放射治疗有在使用钴-60作为单一射源进行治疗病人;现在已经较少使用。 伽马射线立体定向放射治疗,又称为伽马刀,属于使用多颗钴-60来同时照射病人,而病人需要戴上特定的定位器,用于对特定肿瘤(大部分为头部肿瘤)患者的治疗。[5]

参考资料

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  1. ^ 刘文光. 多彩的物理世界. 崧博出版事业有限公司. 9 January 2018: 121– [2019-04-11]. ISBN 978-986-492-986-3. (原始内容存档于2019-05-01). 
  2. ^ 千华数位文化; 陈名; [国民营事业招考]. 108年普通化學實力養成. 千华数位文化. 5 April 2019: 427– [2019-04-11]. ISBN 978-986-487-662-4. (原始内容存档于2019-05-01). 
  3. ^ Neil English. Space Telescopes: Capturing the Rays of the Electromagnetic Spectrum. Springer. 8 November 2016: 6– [2019-04-11]. ISBN 978-3-319-27814-8. (原始内容存档于2019-05-01). 
  4. ^ 提高制药品质 辐射灭菌技术优势突出_制药工业,制药设备,灭菌器-中国制药网. www.zyzhan.com. [2019-04-05]. (原始内容存档于2019-05-01). 
  5. ^ 精准伽玛刀对付脑疾有一手_网易新闻. news.163.com. [2019-04-05]. (原始内容存档于2019-05-01). 

延伸阅读

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Phillis Engelbert & Diane L. Dupuis. The Handy Space Answer Book. Visible Ink Press LLC. 1998. 

 
可见光频谱,紫色波长最短,红色波长最长。

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