CUPRINS

CAPITOLUL I- INTRODUCERE

CAPITOLUL II- CUPRINS

·      Proprietatile radiatiilor gama

·      Interactiunile cu mediul ale radiatiilor gama

·      Efectul radiatiilor

·       Razele gama din Univers

CAPITOLUL III-CONCLUZII

CAPITOLULIV-REFERINTE

            CAPITOLUL I

            Radiatiile gama au fost descoperite în anul 1900 de cătrePaul Villard (1860-1934), fizician şi chimist francez, în timp ce studia laParis comportamentul uraniului şi radiului. Numele acestui tip de radiaţie afost dat de către Ernest Rutherford. Cu ocazia primelor cercetari privinddezintegrarea radioactiva – emisiile rezultante au fost clasificate in trei tipuri– “raze” alfa, beta si gama. De fapt numai tipul “gama” reprezinta cu adevarato radiatie (adica fotoni de inalta frecventa), celelalte sunt particule nucleare(nuclee de heliu de mare viteză – numite şi raze α, respectiv emisii deelectroni – numite şi raze β).

            Radiația sau razele gama (gama desemnează literagrecească γ) sunt unde electromagnetice de frecvențe foarte mari produse deinteracțiuni între particule subatomice, cum ar fi la dezintegrărileradioactive sau la ciocnirea și anihilarea unei perechi electron - pozitron.

            Radiaţia gama (raza gama) se prezintă sub formă de undeelectromagnetice sau fotoni emişi din nucleul unui atom. Poate traversa completcorpul uman, putând fi oprite doar de un perete de beton sau de o placă deplumb groasă de 15 cm. Radiaţia gama este oprită de: apă, beton şi, în special,de materiale dense, cum ar fi uraniul şi plumbul, care sunt folosite caprotecţie împotriva expunerii la acest tip de radiaţie.

            Radiatia gama este o unda electromagnetica similara culumina obisnuita, ceea ce difera este lungimea de unda (energia). Lumina solaraconsta intr-un amestec de radiatie electromagnetica la diferite lungimi de undade la IR indepartat trecand prin vizibil si ultraviolet. O radiatie gama estemult mai scurta decat radiatia UV (de aceea are o energie mult mai mare).Radiatiile gama sunt produse de asemenea prin dezintegrarea unor materialeradioactive cum ar fi cobalt-60 si cesiu-137. O radiatie emisa de atomul decobalt-60 poate penetra corpul uman si ca urmare a fost folosita pe scarafoarte larga in tratatrea cancerului.

            Proprietatile razelor gama

            Radiatiasau razele gamma („gamma” de la litera grecească γ) sunt unde electromagneticecu frecvente foarte mari (respectiv lungimi de unda mici, sub 0,005 Ä) produsede interactiuni intre particule subatomice, (cum ar fi in dezintegrarileradioactive sau la ciocnirea si anihilarea unei perechi electron – pozitron),fiind purtatoare de energie ridicata si deci foarte penetrante, in consecintafoarte periculoase pentru sanatatea omului.

            Razele γpot strabate cu usurinta grosimi considerabile din tesuturi animale sivegetale, substanţe usoare si chiar cativa centimetri din substante dense – cumar fi de exemplu plumbul.

            In urmainteractiunii dintre aceste radiatii si organismele vii, apar fenomene fizice(ionizari, excitari atomice) care determina consecinte biochimice (alterari alemacromoleculelor si ale sistemelor enzimatice – ruperi de legaturi chimice,aparitia de radicali liber, recombinari nedorite).

            Cele maiimportante efecte se observa la celulele germinale (sexuale). In urmainteractiunii dintre radiatii si celulele germinale se observa o alterare acromozomilor si a codului genetic – ADN/ARN. Gravitatea acestor efecte esteamplificata de transmiterea mutatiilor la descendenţi.

            Protectiacontra razelor gamma se asigura prin pereti de beton, otel sau plumb – ultimulfiind cel mai eficace.

            Detectarearadiaţiilor gamma se poate face pe mai multe căi:

– datorită efectului de ionizare, pot fi detectate cuelectrometre sensibile; pe acest principiu funcţionează detectorulGeiger-Müller;

– prin înnegrirea unei plăci fotografice;

– cu ajutorul camerei cu ceaţă.

            Interacțiunile cu mediul

            Latrecerea printr-un mediu mai mult sau mai puțin absorbant, radiațiile γ suferăo atenuare datorită proceselor de împrăștiere și a celor de absorbție conformlegii:

I = I0e ^-ux unde

I0 = intensitatea radiației γ înainte de a pătrunde înmediul absorbant;

I = intensitatea radiației γ după trecerea prin mediulabsorbant;

μ = coeficient de atenuare, dependent de energiaradiației γ și de natura mediului absorbant;

x = grosimea mediului absorbant.

            Razele gammainteractioneaza cu materia prin care trec prin următoarele mecanisme:

·      "Efectfotoelectric":  Un foton γ poatedezlega un electron orbital din învelișul electronic al unui atom. Electronul,care preia toată energia fotonului γ, va putea învinge forța electrostatică,eliberându-se de pe orbita sa; fotonul incident dispare: această interacțiunese numește "efect fotoelectric" (energia fotonului incident γ trebuiesă fie mai mare decât energia de legătura (Wleg) a electronului expulzat (e-)). Efectul fotoelectric este mult mai probabil la elementele grele(probabilitatea este direct proporțională cu Z5), dacă fotonii incidenți suntde joasă energie, sub 0,5 MeV. Elementul emis cu o anumită viteză (dependentăde energia fotonului incident și de tipul atomului) produce ionizarea, la felca și o particulă beta β (beta), până când surplusul său energetic este cedatcomplet.

·      "EfectCompton", care devine preponderent când fotonii incidenți au o energie maimare decât 1 MeV. În acest proces numai o parte din energia fotonului estetransferată electronului; restul de energie apare ca un foton secundar cuenergie mai mică, împrăștiat într-o direcție oarecare. Interacțiunea continuăpână la dispariția fotonilor împrăștiați prin efect fotoelectric.

·      "Producereade perechi": Dacă fotonul γ are o energie mai mare de 1,02 MeV, el vaputea interacționa cu câmpul nucleului, transformându-se în două particule: unapozitivă și cealaltă negativă (conversia energiei în masă). Particula pozitivăeste numită pozitron, iar cealaltă electron. Această interacțiune estecunoscută drept "producere (generare) de perechi". Excesul energeticeste preluat în mod egal, sub formă de energie cinetică, de către cele douăparticule electron + pozitron, care vor produce ionizări până la încetinirealor completă (la fel ca în cazul radiațiilor β). În procesul de încetinire,pozitronii produc ionizări până la momentul când vor fi captați de un electron.Noua pereche se "anihilează" reciproc, generând 2 fotoni γ de câte0,51 MeV. Fenomenul de anihilare este opus fenomenului de generare de perechi.Fotonii rezultați pot fi împrăștiați prin efect Compton, sau absorbiți prinefect fotoelectric.