Záření gama – mechanismus vzniku

Z WikiSkript

Záření gama je vysoce energetické elektromagnetické záření vznikající při radioaktivních a jiných jaderných a subjaderných dějích. Je to druh ionizujícího záření. Do materiálů proniká lépe než záření alfa nebo záření beta, ale je méně ionizující.

Mechanismus vzniku záření[upravit | editovat zdroj]

Gama záření často vzniká spolu s alfa či beta zářením při radioaktivním rozpadu jader. Když jádro vyzáří částici [math]\displaystyle{ \alpha }[/math] nebo [math]\displaystyle{ \beta }[/math] , nové jádro může být v excitovaném stavu. Do nižšího energetického stavu může přejít gama záření vyzářením fotonu podobně jako elektron v obalu atomu vyzářením kvanta ultrafialového záření.

Příklad: [math]\displaystyle{ ^{60} \mbox{Co} \rightarrow {^{60} \mbox{Ni}^*} + e^{-} + v^{\sim}_{e} }[/math]

[math]\displaystyle{ v_e }[/math] = elektronové neutrino

[math]\displaystyle{ ^{60}\mbox{Ni}^* \rightarrow {^{60}\mbox{Ni}} + \gamma }[/math]

Schematické znázornění gama záření:

Zářiče[upravit | editovat zdroj]

Většina radionuklidů jsou zářiče smíšené – buď [math]\displaystyle{ \alpha + \gamma }[/math] nebo [math]\displaystyle{ \beta + \gamma }[/math]. Jen některé zářiče jsou čisté α či čisté [math]\displaystyle{ \beta }[/math] – radioaktivní přeměna někdy nastává přímo na základní stav dceřiného jádra (tak je tomu např. u tritia [math]\displaystyle{ ^{3}\mbox{H} }[/math] nebo uhlíku [math]\displaystyle{ ^{14}\mbox{C} }[/math] ). Čisté zářiče γ však v přírodě neexistují, ale dají se připravit pomocí jaderné reakce v jaderných reaktorech. (Jsou využívány v oblasti nukleární medicíny).

Vnitřní konverze záření[upravit | editovat zdroj]

Vnitřní konverze záření je proces, při kterém je zabráněno emisi fotonů [math]\displaystyle{ \gamma }[/math] záření. Jejich energie je předána elektronům elektronového obalu a foton [math]\displaystyle{ \gamma }[/math] zaniká. Předaná energie je využita na uvolnění elektronu a na kinetickou energii, s níž elektron opouští své místo. Tyto elektrony se nazývají konverzní elektrony. Na jeho původní místo okamžitě přeskakuje elektron z vyšší hladiny, což je doprovázeno emisí kvant rentgenového záření. I toto záření může podlehnout vnitřní konverzi, takto emitované elektrony se nazývají "Augerovy elektrony".

Proces vnitřní konverze

Konverzní koeficient[upravit | editovat zdroj]

= je relativní pravděpodobnost vnitřní konverze vůči rozpadu [math]\displaystyle{ \gamma }[/math], roste s [math]\displaystyle{ E \gamma }[/math] a se [math]\displaystyle{ Z }[/math] jádra.

[math]\displaystyle{ E \gamma = }[/math] Energie gama záření
[math]\displaystyle{ Z = }[/math] protonové číslo prvku = počet protonů v jádře

Izomerický přechod[upravit | editovat zdroj]

Izomerický přechod je přechod metastabilní/excitované formy jádra v energeticky nižší nebo základní stav. Za určitých podmínek je časový úsek excitovaného stavu natolik dlouhý, že jádro jeví svou vlastní radioaktivitu [math]\displaystyle{ \gamma }[/math]. Na podkladě tohoto jevu lze získat čisté zářiče [math]\displaystyle{ \gamma }[/math].

Izomerie jádra = atomy/jádra o stejném protonovém i neutronovém čísle lišící se energetickým stavem jádra.

Odkazy[upravit | editovat zdroj]

Související články[upravit | editovat zdroj]

Externí odkazy[upravit | editovat zdroj]

Použitá literatura[upravit | editovat zdroj]

  • BENEŠ, Jiří, Pravoslav STRÁNSKÝ a František VÍTEK. Základy lékařské biofyziky. 2. vydání. Praha : Karolinum, 2007. 201 s. ISBN 978-80-246-1386-4.