أشعة جاما أو أشعاع جاما هو عبارة عن فوتونات عالية الطاقة تنبعث من التحلل الإشعاعي للنواة الذرية. إشعاع جاما هو شكل عالي الطاقة من الإشعاع المؤين، وله أقصر طول موجي.
ما هو تعريف أشعة جاما؟
تشير أشعة جاما (أشعة جاما) إلى جزء الطيف الكهرومغناطيسي الذي يحتوي على أكبر قدر من الطاقة وأقصر طول موجي.
يعرّف علماء الفيزياء الفلكية إشعاع جاما بأنه “أي إشعاع تزيد طاقته عن 100 كيلو فولت”. يعرّف الفيزيائيون إشعاع جاما على أنه “فوتونات عالية الطاقة يطلقها الاضمحلال النووي”.
باستخدام التعريف الأوسع لإشعاع غاما، يتم إطلاق أشعة جاما من مصادر تشمل تحلل جاما والبرق والتوهجات الشمسية وفناء المادة والمادة المضادة والتفاعل بين الأشعة الكونية والمادة والعديد من المصادر الفلكية.
اكتشف بول فيلارد أشعة جاما عام 1900. وتُستخدم أشعة جاما لدراسة الكون ومعالجة الأحجار الكريمة ومسح الحاويات وتعقيم الأطعمة والمعدات وتشخيص الحالات الطبية وعلاج بعض أنواع السرطان.
تاريخ أشعة جاما.
اكتشف الكيميائي والفيزيائي الفرنسي بول فيلارد أشعة جاما في عام 1900. كان فيلارد يدرس الإشعاع المنبعث من عنصر الراديوم.
بينما لاحظ فيلارد أن إشعاع الراديوم كان أكثر نشاطًا من أشعة ألفا التي وصفها رذرفورد في عام 1899 أو إشعاع بيتا الذي لاحظه بيكريل في عام 1896، إلا أنه لم يحدد إشعاع جاما كشكل جديد من أشكال الإشعاع.
توسعًا بناءً على كلمة فيلارد، أطلق إرنست رذرفورد على الإشعاع النشط “أشعة جاما” في عام 1903. يعكس الاسم مستوى تغلغل الإشعاع في المادة، مع كون ألفا أقل اختراقًا، وبيتا أكثر اختراقًا، ويمر إشعاع جاما عبر المادة بسهولة أكبر.
إقرأ أيضاً… مقدمة في فيزياء الذرة.
مصادر أشعة جاما الطبيعية.
هناك العديد من المصادر الطبيعية لإشعاع جاما. وتشمل هذه:
- تحلل جاما: هذا هو إطلاق إشعاع جاما من النظائر المشعة الطبيعية. عادة ، يتبع اضمحلال جاما تسوس ألفا أو بيتا حيث تكون نواة الابنة متحمسة وتنخفض إلى مستوى طاقة أقل مع انبعاث فوتون إشعاع جاما. ومع ذلك ، فإن اضمحلال جاما ينتج أيضًا عن الاندماج النووي والانشطار النووي والتقاط النيوترونات.
- إبادة المادة المضادة: يدمر الإلكترون والبوزيترون بعضهما البعض، ويتم إطلاق أشعة جاما عالية الطاقة للغاية. تشمل المصادر دون الذرية الأخرى لإشعاع جاما إلى جانب تحلل جاما والمادة المضادة، إشعاع السنكروترون، واضمحلال بيون المحايد، وتشتت كومبتون.
- البرق: تنتج إلكترونات البرق المتسارعة ما يسمى بوميض أشعة جاما الأرضية.
- التوهجات الشمسية: قد يطلق التوهج الشمسي إشعاعًا عبر الطيف الكهرومغناطيسي ، بما في ذلك إشعاع جاما.
- الأشعة الكونية: يؤدي التفاعل بين الأشعة الكونية والمادة إلى إطلاق أشعة جاما من أشعة الشمس أو إنتاج أزواج.
- انفجارات أشعة جاما: قد تنتج رشقات نارية مكثفة من أشعة جاما عندما تصطدم النجوم النيوترونية أو عندما يتفاعل نجم نيوتروني مع ثقب أسود.
- المصادر الفلكية الأخرى: تدرس الفيزياء الفلكية أيضًا إشعاع جاما من النجوم النابضة والمغناطيسية والكوازارات والمجرات.
أشعة جاما والأشعة السينية.
كل من أشعة جاما والأشعة السينية هي أشكال من الإشعاع الكهرومغناطيسي. يتداخل طيفها الكهرومغناطيسي، فكيف يمكنك التمييز بينهما؟
يفرق الفيزيائيون بين نوعي الإشعاع بناءً على مصدرهما، حيث تنشأ أشعة جاما في النواة من الاضمحلال، بينما تنشأ الأشعة السينية في سحابة الإلكترون حول النواة.
يميز علماء الفيزياء الفلكية بين أشعة جاما والأشعة السينية بدقة عن طريق الطاقة. يحتوي إشعاع جاما على طاقة فوتون أعلى من 100 كيلو إلكترون فولت، بينما تصل طاقة الأشعة السينية إلى 100 كيلو إلكترون فولت فقط.