Spectroscopia radiatiilor gamma
sau radiaţia electromagnetică general electromagnetică sunt fenomene fizice în general naturale, care constau dintr-un câmp electric şi unul magnetic în acelaşi spaţiu, şi care se generează unul pe altul pe măsură ce se propagă.
Undele electromagneti electromagnetice ce
În funcţie de frecvenţa sau lungimea de undă cu care radiaţia se repetă în timp, respectiv în spaţiu, undele electromagnetice se pot manifesta în diverse forme. Spectrul radiaţiilor electromagnetice este împărţit după criteriul lungimii de undă în câteva domenii, de la frecvenţele joase spre cele înalte: • • • • • • • •
radiaţiile (undele) radio microunde radiaţii hertziene, radiaţii infraroşii, radiaţii luminoase, radiaţii ultraviolete, radiaţii X (Röntgen), radiaţii "γ" (gamma - literă greacă).
Dupa proprietatile pe care le au radiatiile emise de substantele naturale ,sunt de trei tipuri : alfa,beta, si gama, denumite altfel dupa primele trei litere din alfabetul grec. are putere de patrundere patrundere foarte mica ,fiind formata din particule cu sarcina sarcina pozitiva si masa ;experientele efectuate de Rutherford au aratat ca particulele alfa sunt nuclee de heliu.Radiatiile alfa sunt formate din grupuri de particule cu energii bine determinate . a) Radiatia Radiatia alfa
are putere de patrundere mai mare decat radiatiile alfa. El sunt formate din electroni sau pozitroni . Radiatiile beta sunt emise cu toate energiile posibile cuprinse intr-un interval interval larg ; zicem ca spectrul spectrul energetic al radiatiilo radiatiilorr beta este un spectru spectru continuu. continuu. Radiatiil Radiatiilee beta au un spectru discret nu sunt emise de nucleu ci provin din invelisul de electroni care inconjoara nucleul. b) Radiatia beta
are cea mai mare putere de patrundere si nu este deviata de campuri electrice sau magnetice.Aceasta radiatie este de natura electromagnetica si are lungimea de unda foarte mica.De regula ,radiatia gama insoteste radiatia alfa si beta. c) Radiatia gama
Radioactivitatea naturala se intalneste mai ales la elementele de la sfarsitul tabloului periodic. Exista doar cateva elemente cu masa atomica mijlocie care emit radiatii( 40K ,82Rb ,152Sm, 176 Lu ,187Re ) ;toate acestea emit radiatii beta , exceptie facand samariul care emite radiatii alfa.
Radiatiile electromagnetice interactioneaza cu substanta pierzand energia prin numeroase procese. Dintre toate acestea doar trei sunt mai importante din punctul de vedere al pierderii de energie de catre un fascicol. Aceste procese sunt :efectul fotoelectric, efectul Compton si procesul formarii de perechi.
sau razele gamma (gamma desemnează litera grecească γ) sunt unde electromagnetice de frecvenţe foarte înalte produse de interacţiuni între particule subatomice, cum ar fi la dezintegrările radioactive sau la ciocnirea şi anihilarea unei perechi electron - pozitron. Radiaţia
Interacţiunile cu mediul
La trecerea printr-un mediu mai mult sau mai puţin absorbant, radiaţiile γ suferă o atenuare datorită proceselor de împrăştiere şi a celor de absorbţie conform legii: I = I0e-μx, unde I0 = intensitatea radiaţiei γ înainte de a pătrunde în mediul absorbant; I = intensitatea radiaţiei γ după trecerea prin mediul absorbant; μ = coeficient de atenuare, dependent de energia radiaţiei γ şi de natura mediului absorbant; x = grosimea mediului absorbant. Razele gamma interactioneaza cu materia prin care trec prin următoarele mecanisme: •
•
•
"Efect fotoelectric": Un foton γ poate dezlega un electron orbital din învelişul electronic al unui atom. Electronul, care preia toată energia fotonului γ, va putea învinge forţa electrostatică, eliberându-se de pe orbita sa; fotonul incident dispare: această interacţiune se numeşte "efect fotoelectric" (energia fotonului incident γ trebuie să fie mai mare decât energia de legătura (Wleg) a electronuluiexpulzat (e-) ). Efectul fotoelectric este mult mai probabil la elementele grele (probabilitatea este direct proporţională cu Z5), dacă fotonii incidenţi sunt de joasă energie, sub 0,5 MeV. Elementul emis cu o anumită viteză (dependentă de energia fotonului incident şi de tipul atomului) produce ionizarea, la fel ca şi o particulă beta β (beta), până când surplusul său energetic este cedat complet. "Efect Compton", care devine preponderent când fotonii incidenţi au o energie mai mare decât 1 MeV. În acest proces numai o parte din energia fotonului este transferată electronului; restul de energie apare ca un foton secundar cu energie mai mică, împrăştiat într-o direcţie oarecare. Interacţiunea continuă până la dispariţia fotonilor împrăştiaţi prin efect fotoelectric. "Producerea de perechi": Dacă fotonul γ are o energie mai mare de 1,02 MeV, el va putea interacţiona cu câmpul nucleului, transformându-se în două particule: una pozitivă şi cealaltă negativă (conversia energiei în masă). Particula pozitivă este numită pozitron, iar cealaltă electron. Această interacţiune este cunoscută drept "producere (generare) de perechi". Excesul energetic este preluat în mod egal, sub formă de energie cinetică, de către cele două particule electron + pozitron, care vor produce ionizări până la încetinirea lor completă (la fel ca în cazul radiaţiilor β). În procesul de încetinire, pozitronii produc
ionizări până la momentul când vor fi captaţi de un electron. Noua pereche se "anihilează" reciproc, generând 2 fotoni γ de câte 0,51 MeV. Fenomenul de anihilare este opus fenomenului de generare de perechi. În cadrul acestui fenomen masa se transformă în energie. Fotonii rezultaţi pot fi împrăştiaţi prin efect Compton, sau absorbiţi prin efect fotoelectric. Schema de dezintegrare a cobaltului
Radiatia ionizanta - Particula sau radiatie energetica susceptibila sa transmita materiei iradiate energia sa, sa o ionizeze (conferind o incarcatura pozitiva sau negativa atomilor sau moleculelor care compun aceasta materie) si sa antreneze uneori o recombinare sau o reactie chimica. Acestea pot fi greturile, varsaturile, o stare de anxietate. De asemenea, pot fi intalnite dermite ca petesiile (mici pete hemoragice subcutanate), o cataracta, leziuni ale maduvei osoase. Diareea sangvinolenta, leziunile tubului digestiv, o atingere a sistemului imunitar, leziuni ale sistemului nervos, un edem cerebral pot, de asemenea, sa intervina. Acumularea unor doze de radiatii ionizante antreneaza si alte tipuri de leziuni, intre care cancerele. Riscul de transmisie la descendenti a unei anomalii genetice legata de radiatiile ionizante ar fi de aproximativ 1% per sievert (unitatea SI pentru doza) care a afectat unul dintre parinti. Efecte nedorite -
- protectia persoanelor, bunurilor si mediului fata de radiatiile ionizante. Diferite tipuri de radioprotectie - Normele legislative si regulamentare sunt stabilite la scara nationala si internationala pentru a proteja persoanele fata de radiatii. Aceste norme sunt in legatura indeosebi cu radiatiile ionizante, cu instalatiile (localuri, perimetre interzise), cu Radioprotectie
transportul substantelor radioactive, cu limitarea iradierii populatiei in ansamblul ci si cu supravegherea persoanelor expuse profesional. Pot surveni leziuni atunci cand doza totala de radiatie pentru o expunere depaseste pragul de sievert. Evitarea expunerii constituie cea mai buna protectie. In afara radiatiei naturale, de origine telurica, solara si cosmica de riscurile de iradiere legate de instalatiile si de experimentele nucleare ci vile si militare, exista o iradiere legata de utilizarea medicala a radiatiilor ionizante.
In caz de accident nuclear sau de expunere la gaze continand izotopi radioactivi, cea mai buna de a administra cat mai devreme posibil iod neutru, care satureaza tiroida si impedica iodul radioactiv sa se fixeze in ea. Prevenire -
- Persoanele expuse accidental sau profesional unei iradieri excesive trebuie sa fie indepartate fara intarziere, mai multi ani, de locul de expunere la iradieri. Daca exista contaminare, se intreprind masurile de decontaminare in blocul medical prevazut in acest scop. Apoi este practicat, chiar imediat un examen clinic si biologic, care este repetat dupa o perioada scurta si apoi dupa una mai lunga. Supraveghere
