Bahasa MelayuMS⌄
Sinaran gama
Sinaran gama terdiri daripada foton bertenaga tinggi yang dipancarkan apabila nukleus turun dari keadaan teruja ke aras tenaga yang lebih rendah. Dalam peralihan gama tulen, bilangan proton dan neutron tidak berubah; yang berubah ialah tenaga dalaman nukleus dan kadangkala keadaan momentum sudutnya.
Peralihan aras tenaga nuklear
Aras tenaga nuklear terkuantum, jadi tenaga foton gama hampir sama dengan beza aras: Eγ = hν = hc/λ. Oleh itu spektrum gama sering menunjukkan garis ciri yang boleh digunakan untuk mengenal pasti aras dan nuklid.
Nukleus menerima sentakan kecil supaya momentum dipelihara. Dalam banyak aplikasi tenaga sentakan jauh lebih kecil daripada tenaga foton, tetapi ia tetap penting dalam spektroskopi berketepatan tinggi.
Tenaga foton dan panjang gelombang
Pada tenaga keV hingga MeV, panjang gelombang gama sangat pendek berbanding cahaya tampak. Gama bukan jenis elektromagnet yang berlainan; hubungan tenaga, frekuensi dan panjang gelombang tetap sama, sementara nama gama merujuk terutamanya kepada asal nuklear.
Julat tenaga gama dan sinar-X boleh bertindih. Perbezaan yang lebih tepat ialah asal: gama daripada peralihan nuklear, manakala sinar-X lazimnya daripada proses elektron atom atau bremsstrahlung.
Penukar tenaga gama kepada panjang gelombang
Pelemahan dan interaksi dengan jirim
Bilangan foton yang tidak berinteraksi berkurang kira-kira mengikut I = I₀e^(−μx). Pekali μ bergantung pada tenaga dan bahan, maka ketebalan perisai yang berkesan tidak boleh dinyatakan dengan satu nombor bagi semua keadaan.
Mekanisme penting termasuk kesan fotoelektrik, serakan Compton dan penghasilan pasangan pada tenaga yang mencukupi. Tiada lapisan yang menghentikan semua gama secara mendadak; menambah ketebalan mengurangkan kebarangkalian penembusan secara beransur.
Hubungan dengan alfa, beta dan penukaran dalaman
Pereputan alfa atau beta sering meninggalkan nukleus anak dalam keadaan teruja. Nukleus itu kemudian boleh memancarkan gama tanpa perubahan lanjut pada A atau Z. Bezakan transformasi yang mengubah komposisi nukleus daripada proses penyahujaan selepasnya.
Kadangkala tenaga pengujaan dipindahkan terus kepada elektron atom dan bukannya foton; ini dipanggil penukaran dalaman. Kekosongan elektron yang terhasil boleh diikuti sinar-X ciri atau elektron Auger.
Untuk menyelesaikan masalah nuklear dengan selamat, tetapkan dahulu sempadan sistem, unit dan sama ada jisim yang digunakan ialah jisim atom atau nukleus. Kemudian semak A, Z, tenaga dan momentum secara berasingan. Urutan ini mengelakkan banyak kesilapan tanda dan unit.
Contoh berjawab
Panjang gelombang gama
Penyelesaian
Bagi Eγ = 1.0 MeV, λ ≈ 1.24 pm.
Lapisan separuh nilai
Penyelesaian
Jika μx = ln 2, I/I₀ = 1/2 dan x ialah ketebalan separuh nilai.
Gama selepas beta
Penyelesaian
Jika beta menghasilkan anak teruja, gama boleh menyusul dan menurunkan tenaga tanpa mengubah A atau Z.