伽马射线是什么粒子形成 伽马射线是什么( 二 )


γ射线穿透力强,在工业上可用于探伤或流水线自动控制 。伽马射线对细胞是致命的,在医学上用于治疗肿瘤 。
伽马射线是一种频率高于X射线的电磁波 。伽马射线最早由法国科学家P.V .维拉德发现,是继α和β射线之后发现的第三种核射线 。
什么是伽马射线?
这张全天图像是由美国宇航局的费米伽马射线望远镜经过两年的观察形成的,显示了伽马射线中的天空空 。(美国航天局/能源部/费米-拉特合作)
伽马射线是电磁辐射的一种形式,就像无线电波、红外线、紫外线、X射线和微波一样 。伽马射线可以用来治疗癌症,天文学家研究伽马射线爆发 。
电磁辐射以不同波长和频率的波或粒子传播 。这种宽范围的波长被称为电磁波谱 。根据波长的减小和能量、频率的增加,光谱一般分为七个区域 。俗称无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线 。
伽马射线属于软X射线以上的电磁波谱 。伽马射线的频率大于每秒1018周,即赫兹,波长小于100皮米(pm),即4×10 ^ 9英寸 。皮米是万亿分之一米 。)
伽马射线和硬x射线在电磁波谱中有重叠,这使得它们很难区分 。在一些领域,比如天体物理学,在光谱中画一条任意的线,其中超过某一波长的射线被归为X射线,波长更短的射线被归为伽马射线 。伽马射线和x射线都有足够的能量伤害活体组织,但几乎所有的宇宙伽马射线都被地球大气层阻挡了 。
伽马射线的发现
根据澳大利亚辐射防护和核安全局()的说法,伽马射线是由法国化学家保罗·维拉德(Paul )在1900年研究镭辐射时首次观测到的 。几年后,新西兰出生的化学家和物理学家欧内斯特·卢瑟福( )提出,“伽马射线”遵循了阿尔法射线和贝塔射线的顺序——这是核反应过程中产生的其他粒子的名称——这个名称一直保留了下来 。"
“伽马射线源和效应”
“伽马射线主要由四种不同的核反应产生:聚变、裂变、阿尔法衰变和伽马衰变 。

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文章插图
核聚变是一种为太阳和恒星提供能量的反应 。这是一个多步骤的过程 。在极端的温度和压力下,四个质子或氢核被迫融合成一个氦核,氦核由两个质子和两个中子组成 。生成的氦核的质量比参与反应的四个质子的质量少0.7% 。根据爱因斯坦著名的方程E = MC ^ 2,质量差转化为能量,大约三分之二的能量以伽马射线的形式释放出来 。(其余的以中微子的形式存在,中微子是一种极其微弱的相互作用粒子,质量几乎为零 。在恒星生命的后期,当氢燃料耗尽时,它可以通过核聚变形成越来越多的大质量元素,甚至铁,但这些反应产生的能量在每个阶段都在减少 。
伽马射线的另一个常见来源是核裂变 。劳伦斯·伯克利国家实验室将核裂变定义为一个重原子核分裂成两个大致相等的部分,接着是一个轻元素的原子核 。在这个过程中,包括与其他粒子的碰撞,重核,如铀和钚,被分解成更小的元素,如氙和锶 。这些碰撞产生的粒子可以与其他重核碰撞,从而形成核链式反应 。能量被释放是因为产生的粒子的总质量小于原来重核的质量 。根据E = MC ^ 2,质量差转化为更小的原子核、中微子和伽马射线的动能形式的能量 。
伽马射线的其他来源是阿尔法衰变和伽马衰变 。当重原子核释放氦-4原子核时,就会发生α衰变 。我们把它的原子序数减少2,原子量减少4 。这个过程会使原子核产生多余的能量,这些能量会以伽马射线的形式释放出来 。当原子核中的能量过多时,就会发生伽马衰变,使其在不改变电荷或质量组成的情况下发出伽马射线 。