Gammageislun
Gammageislun er straumur háorkuljóseinda frá kjarna sem færist úr hærra örvunarástandi í lægra. Í hreinni gamma-umbreytingu breytast hvorki fjöldi róteinda né nifteinda, svo A og Z eru óbreytt.
Gammafótón ber muninn milli kjarnaorkustiga
Eγ=hν=hc/λ. Skömmtuð orkustig kjarna gera því möguleg einkennandi línur í gammalitrófi.
Umbreytingin getur einnig breytt hverfiþungaástandi kjarna samkvæmt valreglum án þess að efnasamsetning hans breytist.
Gamma kemur oft á eftir öðru kjarnaniðurfalli
Alfa- eða beta-niðurfall getur skilið dótturkjarnann eftir örvaðan. Hann getur þá sent frá sér einn eða fleiri gammafótóna þegar hann fer niður í lægri stöður.
Því er mikilvægt að greina frumefnisbreytinguna frá eftirfylgjandi aförvun. Hrein gammaútgeislun breytir ekki Z.
Deyfing geisla fylgir veldislögmáli
Fyrir mjóan einorkugeisla í einsleitu efni gildir nálgunin I=I₀e−μx.
Helmingunarþykkt uppfyllir μx₁/₂=ln2. Hvert jafnt lag minnkar því eftirstandandi styrk með sama hlutfalli.
Deyfingarkönnun
Gamma jónar aðallega í gegnum annars stigs hlaðnar eindir
Ljósrafhrif, Compton-dreifing og við næga orku parmyndun fjarlægja eða dreifa fotónum. Líkur ferlanna ráðast sterklega af orku og efni.
Það er því ekki ein skörp „drægni“ gammafótóna; geislinn dofnar tölfræðilega og sumir fótónar geta farið í gegnum mikla þykkt án víxlverkunar.
Leyst dæmi
1. Orka fótóns
ν=3,0×10¹⁹ Hz.
Lausn
E≈1,99×10⁻¹⁴ J.
2. Hrein gammaútgeislun
Hvað verður um A og Z?
Lausn
Bæði eru óbreytt.
3. Helmingunarþykkt
μx=ln2.
Lausn
I/I₀=1/2.
μ lýsir fjarlægingu fótóna úr upphaflegri geislastefnu fyrir tiltekið efni og orku. Dreifðir fótónar geta þó enn komist að mælitæki, þannig að raunveruleg geislavörn þarf stundum uppbyggingarstuðla og nákvæmari flutningsreikninga. Rétt skermun ræðst bæði af þykkt, efnasamsetningu og gammorku.
Kjarnareikningar eru viðkvæmir fyrir skilgreiningum og því hvaða eindir tilheyra upphafs- og lokaástandi. Massatalan A er heiltala sem telur kjarnagnir en töflugildi atómmassa er mældur massi sem inniheldur líka rafeindir. Því má ekki blanda atómmassa og massa berra kjarna án leiðréttingar. Öruggast er að skrifa alla umbreytinguna fyrst, athuga A, Z og rafhleðslu og gera síðan massa- og orkureikning. Jákvætt Q-gildi segir að lokaástand sé orkulega mögulegt en segir ekki eitt og sér hversu hratt ferlið gerist. Skammtagöng, veika víxlverkunin, rafsegulvalreglur og tiltæk örvunarástand ráða líkum. Mælda geislun og helmingunartíma þarf því að túlka með varðveislulögmálum, ekki í stað þeirra.
Að lokum er gagnlegt að gera stærðargráðumat óháð nákvæmum reikningi. MeV-orkur, varðveisla A og Z og rétt merki Q-gildis eiga að styðja sömu eðlisfræðilegu mynd. Ef töluleg niðurstaða bendir til rangs frumefnis, brotins hleðslujafnaðar eða orku sem verður til án samsvarandi massamunar er líklegra að bókhaldið sé rangt en að ný eðlisfræði hafi birst. Slík samkvæmnispróf eru sérstaklega mikilvæg þegar nokkrar eindir eða örvunarástand taka þátt.