γ射线是电磁波的一种,频率比X射线更高。γ射线首先由法国科学家P.V.维拉德发现,是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。接下来,为你详细说下什么是伽马射线,伽马射线是由什么产生的。接下来为你详细说下什么是γ射线  γ射线与物质的相互作用。

 

一、什么是γ射线

γ射线,又称γ粒子流,是原子核能级跃迁退激时释放出的射线,是波长短于0.01埃的电磁波。γ射线有很强的穿透力,工业中可用来探伤或流水线的自动控制。γ射线对细胞有杀伤力,医疗上用来治疗肿瘤。γ射线首先由法国科学家P.V.维拉德发现,是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。太空中的伽玛射线是在1967年由一颗名为“维拉斯”的人造卫星首次观测到。从20世纪70年代初由不同人造卫星所探测到的伽马射线图片,提供了关于几百颗此前并未发现到的恒星及可能的黑洞。于90年代发射的人造卫星(包括康普顿伽马射线观测台),提供了关于超新星、年轻星团、类星体等不同的天文信息。

γ射线是什么

二、γ射线与物质的相互作用

1.光电效应

γ光子与介质的原子相互作用时,整个光子被原子吸收,其所有能量传递给原子中的一个电子(多发生于内层电子)。该电子获得能量后就离开原子而被发射出来,称为光电子。光电子的能量等于入射γ光子的能量减去电子的结合能。光电子与普通电子一样,能继续与介质产生激发、电离等作用。由于电子壳层出现空位,外层电子补空位并发射特征X射线。

2.康普顿效应

1923年美国物理学家 康普顿(A.H.Compton)发现X光与电子散射时波长会发生移动,称为 康普顿效应。  γ光子与原子外层电子(可视为自由电子)发生弹性碰撞,γ光子只将部分能量传递给原子中外层电子,使该电子脱离核的束缚从原子中射出。光子本身改变运动方向。被发射出的电子称康普顿电子,能继续与介质发生相互相互作用。散射光子与入射光子的方向间夹角称为散射角,一般记为θ。反冲电子反冲方向与入射光子的方向间夹角称为反冲角,一般记为φ。当散射角θ=0°,散射光子的能量为最大值,这时反冲电子的能量为0,光子能量没有损失;当散射角θ=180°时,入射光子和电子对头碰撞,沿相反方向散射回来,而反冲电子沿入射光子方向飞出,这种情况称反散射,此时散射光子的能量最小。

3.电子对效应

能量大于1.02MeV的γ光子从原子核旁经过时,在原子核的库仑场作用下,γ光子转变成一个电子和一个正电子。光子的能量一部分转变成正负电子的静止能量(1.02MeV),其余就作为它们的动能。被发射出的电子还能继续与介质产生激发、电离等作用;正电子在损失能量之后,将于物质中的负电子相结合而变成γ射线,即湮没(annihilation),探测这种湮没辐射是判明正电子产生的可靠实验依据。

γ射线与物质的相互作用