ทุกคนต้องเคยได้ยินรังสีกัมมันตภาพรังสีสามประเภท ได้แก่ อัลฟา เบต้า และแกมมา ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในกระบวนการสลายกัมมันตภาพรังสีของสสารและมีคุณสมบัติทั่วไปและความแตกต่าง รังสีชนิดสุดท้ายมีอันตรายมากที่สุด มันคืออะไร?
ธรรมชาติของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี
เพื่อให้เข้าใจคุณสมบัติของการสลายตัวของแกมมาโดยละเอียดยิ่งขึ้น จำเป็นต้องพิจารณาธรรมชาติของรังสีไอออไนซ์ คำจำกัดความนี้หมายความว่าพลังงานของการแผ่รังสีประเภทนี้สูงมาก - เมื่อมันกระทบกับอะตอมอื่นที่เรียกว่า "อะตอมเป้าหมาย" มันจะกระแทกอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ในวงโคจรของมันออกมา ในกรณีนี้ อะตอมเป้าหมายจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก (ดังนั้น การแผ่รังสีจึงเรียกว่าไอออไนซ์) รังสีนี้แตกต่างจากรังสีอัลตราไวโอเลตหรืออินฟราเรดในพลังงานสูง
โดยทั่วไป การสลายตัวของอัลฟา เบต้า และแกมมามีคุณสมบัติทั่วไป คุณสามารถนึกถึงอะตอมเป็นเมล็ดงาดำขนาดเล็กได้ จากนั้นวงโคจรของอิเล็กตรอนก็จะเป็นฟองสบู่รอบๆ ในการสลายตัวของอัลฟา บีตา และแกมมา อนุภาคเล็กๆ จะหลุดออกจากเมล็ดพืชนี้ ในกรณีนี้ ประจุของนิวเคลียสจะเปลี่ยนไป ซึ่งหมายความว่ามีองค์ประกอบทางเคมีใหม่เกิดขึ้น ฝุ่นผงพุ่งด้วยความเร็วมหึมาและชนเข้ากับเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมเป้าหมาย เมื่อสูญเสียอิเล็กตรอน อะตอมเป้าหมายจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบทางเคมียังคงเหมือนเดิม เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมเป้าหมายยังคงเหมือนเดิม การทำให้แตกตัวเป็นไอออนเป็นกระบวนการที่มีลักษณะทางเคมี กระบวนการเกือบจะเหมือนกันที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาของโลหะบางชนิดที่ละลายในกรด
γ-สลายตัวเกิดขึ้นที่ไหนอีก
แต่การแผ่รังสีไอออไนซ์ไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีเท่านั้น พวกเขายังเกิดขึ้นในการระเบิดปรมาณูและในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ บนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์อื่นๆ เช่นเดียวกับในระเบิดไฮโดรเจน นิวเคลียสของแสงจะถูกสังเคราะห์ขึ้นพร้อมกับการแผ่รังสีไอออไนซ์ กระบวนการนี้ยังเกิดขึ้นในอุปกรณ์เอ็กซ์เรย์และเครื่องเร่งอนุภาคด้วย คุณสมบัติหลักที่การสลายตัวของอัลฟา เบต้า แกมมาคือพลังงานไอออไนเซชันสูงสุด
และความแตกต่างระหว่างรังสีทั้งสามชนิดนี้ก็ถูกกำหนดโดยธรรมชาติของมัน รังสีถูกค้นพบเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 จากนั้นไม่มีใครรู้ว่าปรากฏการณ์นี้คืออะไร ดังนั้นการแผ่รังสีทั้งสามประเภทจึงถูกตั้งชื่อตามตัวอักษรของอักษรละติน รังสีแกมมาถูกค้นพบในปี 1910 โดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อ Henry Gregg การสลายตัวของแกมมามีลักษณะเดียวกับแสงแดด รังสีอินฟราเรด คลื่นวิทยุ โดยคุณสมบัติของรังสี γ คือรังสีโฟตอน แต่พลังงานของโฟตอนที่มีอยู่ในนั้นสูงมาก มันคือรังสีที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก
คุณสมบัติรังสีแกมมา
รังสีนี้ทะลุผ่านสิ่งกีดขวางได้ง่ายมาก วัสดุที่มีความหนาแน่นมากขึ้นก็จะยิ่งล่าช้ามากขึ้นเท่านั้น ส่วนใหญ่มักใช้โครงสร้างตะกั่วหรือคอนกรีตเพื่อจุดประสงค์นี้ รังสีแกมมาในอากาศสามารถเอาชนะหลายสิบหรือหลายพันเมตรได้อย่างง่ายดาย
การสลายตัวของแกมมาเป็นอันตรายต่อมนุษย์มาก เมื่อสัมผัสกับมัน ผิวหนังและอวัยวะภายในอาจเสียหายได้ รังสีเบต้าเปรียบได้กับการยิงกระสุนขนาดเล็ก และรังสีแกมมาสามารถเปรียบได้กับการยิงเข็ม ในช่วงที่เกิดเปลวไฟนิวเคลียร์ นอกเหนือจากรังสีแกมมา ยังเกิดการก่อตัวของนิวตรอนฟลักซ์อีกด้วย รังสีแกมมากระทบโลกพร้อมกับรังสีคอสมิก นอกจากนั้น ยังนำโปรตอนและอนุภาคอื่นๆ มายังโลกอีกด้วย
ผลของรังสีแกมมาต่อสิ่งมีชีวิต
ถ้าเราเปรียบเทียบการสลายตัวของอัลฟา เบต้า และแกมมา อย่างหลังจะเป็นอันตรายที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิต ความเร็วการแพร่กระจายของรังสีชนิดนี้เท่ากับความเร็วแสง เป็นเพราะความเร็วสูงที่เข้าสู่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตอย่างรวดเร็วทำให้เกิดการทำลายล้าง อย่างไร
ระหว่างทาง รังสีแกมมาทิ้งอะตอมจำนวนมาก ซึ่งจะทำให้แตกตัวเป็นไอออนส่วนใหม่ของอะตอม เซลล์ที่ได้รับรังสีแกมมาจะเปลี่ยนแปลงในระดับต่างๆ ของโครงสร้าง เมื่อแปลงร่างแล้วพวกมันก็เริ่มสลายตัวและเป็นพิษต่อร่างกาย และขั้นตอนสุดท้ายคือการปรากฏตัวของเซลล์ที่บกพร่องซึ่งไม่สามารถทำงานได้ตามปกติอีกต่อไป
ในมนุษย์ อวัยวะต่าง ๆ มีความไวต่อรังสีแกมมาที่แตกต่างกันไป ผลที่ตามมาขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีที่ได้รับ ด้วยเหตุนี้กระบวนการทางกายภาพต่าง ๆ สามารถเกิดขึ้นได้ในร่างกาย ชีวเคมีอาจถูกรบกวน ส่วนที่เปราะบางที่สุดคืออวัยวะสร้างเม็ดเลือด ระบบน้ำเหลืองและระบบย่อยอาหาร ตลอดจนโครงสร้างดีเอ็นเอ การสัมผัสนี้เป็นอันตรายต่อมนุษย์และความจริงที่ว่ารังสีสะสมในร่างกาย นอกจากนี้ยังมีระยะเวลาแฝง
สูตรสลายแกมมา
ในการคำนวณพลังงานของรังสีแกมมา คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้:
E=hv=hc/λ
ในสูตรนี้ h คือค่าคงที่ของพลังค์ v คือความถี่ของควอนตัมของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า c คือความเร็วของแสง λ คือความยาวคลื่น
