गामा विकिरण

गामा विकिरण उच्च-ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय फोटॉन का उत्सर्जन है जब उत्तेजित नाभिक निम्न-ऊर्जा परमाणु अवस्था में जाता है। गामा उत्सर्जन नाभिक की उत्तेजना ऊर्जा घटाता है, पर स्वयं A या Z नहीं बदलता।

परमाणु डी-उत्तेजना

यदि नाभिक किसी अल्फ़ा, बीटा, कब्जा या प्रतिक्रिया के बाद उत्तेजित अवस्था में बने, तो वह गामा फोटॉन उत्सर्जन करके निचली अवस्था में जा सकता है। सामान्य संकेतन ^A_ZX*→^A_ZX+γ।

A और Z अपरिवर्तित रहते हैं क्योंकि फोटॉन में न्यूक्लियंस या विद्युत आवेश नहीं। हालांकि परमाणु स्पिन/समता संक्रमण चयन नियम क्षय संभाव्यता को प्रभावित करते हैं।

फोटॉन ऊर्जा

E_γ=hν=एच.सी/λ और संक्रमण ऊर्जा लगभग प्रारंभिक-अंतिम परमाणु स्तर का अंतर के बराबर है, छोटा हटना सुधार को छोड़कर। परमाणु गामा ऊर्जा अक्सर keV से मेव स्केल में होती हैं।

असतत गामा रेखाएँ परमाणु स्तर संरचना और रेडियोन्यूक्लाइड पहचान के लिए हस्ताक्षर बनती हैं।

बात बातचीत

गामा फोटॉन फोटोइलेक्ट्रिक अवशोषण, कॉम्पटन बिखराव और पर्याप्त उच्च ऊर्जा पर जोड़ी उत्पादन से बातचीत करें कर सकते हैं। इंटरेक्शन संभाव्यता फोटॉन ऊर्जा और अवशोषक परमाणु संरचना पर निर्भर है।

घातीय क्षीणन I=I₀e^{−μx} संकीर्ण-बीम आदर्शीकरण में उपयोगी है। μ सामग्री और फोटॉन ऊर्जा पर निर्भर है; परिरक्षण कोई सार्वभौमिक निश्चित मोटाई नहीं।

प्रवेश और खुराक

गामा आम तौर पर अल्फा/बीटा से अधिक मर्मज्ञ है, लेकिन ख़तरा केवल पैठ से तय नहीं। गतिविधि, ऊर्जा, एक्सपोज़र का समय, दूरी, परिरक्षण और अवशोषित खुराक सभी आवश्यक हैं।

उच्च पैठ बाहरी जोखिम के लिए महत्वपूर्ण है, जबकि आंतरिक उत्सर्जक की डोसिमेट्री बायोकाइनेटिक्स और विकिरण ऊर्जा जमाव पर निर्भर करती है।

गामा और एक्स-रे

गामा और एक्स-रे दोनों फोटॉन हैं; भेद अक्सर उत्पत्ति पर आधारित है। परमाणु संक्रमण से फोटॉन को गामा और इलेक्ट्रॉनिक-शेल/त्वरक प्रक्रियाएं से एक्स-रे कहा जाता है, ऊर्जा श्रेणियाँ ओवरलैप होती हैं कर सकती हैं।

इसलिए 'गामा हमेशा एक्स-रे से अधिक ऊर्जावान' सार्वभौमिक परिभाषा नहीं है।

अर्ध-मूल्य परत और स्पेक्ट्रोस्कोपी

क्षीणन गुणांक μ से अर्ध-मूल्य परत x₁/₂=एल.एन2/μ मिलती है। यह वह मोटाई है जो संकीर्ण-बीम तीव्रता को आधा करती है। कई परतें गुणात्मक क्षीणन देती हैं, ठीक रेडियोधर्मी आधा जीवन जैसी गणितीय रूप लेकिन पूरी तरह अलग भौतिक तंत्र से।

गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी में डिटेक्टर शिखर ऊर्जा न्यूक्लाइड पहचान देती हैं, जबकि चरम क्षेत्र गतिविधि से संबंधित हो सकती है केवल अंशांकित दक्षता, शाखा अनुपात और अधिग्रहण का समय को शामिल करने पर।

अभ्यास

ऊर्जा-तरंगदैर्घ्य

Eγ=1.0 MeV।

हल: λ=एच.सी/E≈1.24 pm।

बहीखाता पद्धति

^99m_43Tc→? +γ।

हल: A=99, Z=43 ही रहता है; निचला परमाणु राज्य टीसी-99।

क्षीणन

μ=0.20 cm⁻¹, x=10 cm।

हल: I/I₀=e⁻²≈0.135।