Gammastraling

Article on other languages:

Alfastraling (bovenste figuur) wordt al tegengehouden door een stukje papier. Voor betastraling is al iets dikkers nodig (bijvoorbeeld plexiglas) en gammastraling gaat zelfs door heel dikke materialen.
Gammastraling ontsnapt uit een atoomkern

Gammastraling (γ-straling) is onzichtbare elektromagnetische straling met een hogere energie dan ultraviolet licht en röntgenstraling. Het ioniserende vermogen daarentegen is lager dan dat van alfastraling. Alfastraling heeft een hogere ioniserende energie, maar dat zorgt er weer voor dat de straling minder doordringend is doordat onderweg alle moleculen geïoniseerd worden.

Inhoud

Productie

Overgangen tussen energieniveaus in atoomkernen

Een atoomkern in een hoge aangeslagen toestand kan op vele verschillende manieren vervallen naar zijn grondniveau langs tussengelegen niveaus. Elke stap kan gammastraling opleveren. Deze straling kan ook zichtbaar licht zijn, als het energieverschil tussen twee stappen tussen de 2,23 eV en 3,53 eV ligt. Tussen deze energieën heb je namelijk te maken met zichtbaar licht. Als er ineens 10 eV tussen twee niveaus aan energie vrijkomt, is dit licht niet waar te nemen. 1 eV komt overeen met ongeveer 1,60×10-19 Joule aan energie.

Excitatie door snelle nucleonen

Nucleonen met een energie van omstreeks 10 MeV kunnen atoomkernen aanslaan (exciteren) naar hogere energieniveaus. Deze vervallen onder uitzending van een lijnspectrum van gammastraling. De tabel is ontleend aan Hillier (1986) naar gegevens van Ramaty, Kozbovsky en Lingenfelter (Astrophysical Journal, Supplement Series 40, 487, 1979)

Isotoop Energie (MeV) van de lijn
12C 4,438
14N 2,313 & 5,105
16O 2,741 & 6,129 & 6,917 & 7,117
20Ne 1,634 & 2,613 & 3,34
24Mg 1,369 & 2,754
28Si 1,779 & 6,678
56Fe 0,847 & 1,238 & 1,811

Vangst van een neutron

Eerst wordt een vrij neutron gevormd, bijvoorbeeld door de reactie

p (> 26 MeV) + 4He → 3He + n + p

Ontmoet dit vrije neutron een waterstofkern, dan volgt

n + 1H → 2H + γ (2,23 MeV)

Radioactief verval

Gammastraling ontstaat vaak door radioactief verval van atoomkernen. In zuiver gammaverval verliest de atoomkern alleen energie in de vorm van een foton. Atoomnummer en massagetal blijven gelijk.

Voorbeeld:

99m43Tc → 9943Tc + γ (halveringstijd T½ = 6 uur)

Vaak blijft een isotoop, ontstaan door een andere kernreactie, achter in een aangeslagen toestand. Deze isotopen worden meestal weergegeven met een symbool 'm' (van metastabiel) achter het massagetal. Bij veel andere soorten van radioactief verval wordt naast andere straling ook een gammafoton uitgezonden.

Voorbeeld:

99Mo → 99mTc + γ + β (T½ = 66 uur)

Vernietiging van deeltjes door hun antideeltjes

Een voorbeeld is de annihilatie van een positron en een elektron volgens de vergelijking

e+ + e- → γ + γ

Verval van elementaire deeltjes

Een neutraal pion is onstabiel en vervalt met een levensduur van 10-16 seconde tot twee gamma-quanten:

π0 → γ + γ

Er zijn ook andere reacties van pionen die gammastraling opleveren.

Versnelling van elektrisch geladen deeltjes

Gammastraling kan vrijkomen als synchrotronstraling.

Toepassing

Gammastraling wordt onder meer toegepast in de medische fysica.

Verder lezen

Hillier, R. Gamma-ray astronomy, Clarendon Press, Oxford, 1984, 1986

Zie ook


Elektromagnetische straling

radiogolf · microgolf · infrarood · zichtbaar licht · ultraviolet · röntgenstraling · gammastraling
kleuren van de regenboog: rood · oranje · geel · groen · cyaan · blauw · indigo · violet
 

This article is from Wikipedia. All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License.