raio gama

raio gama , radiação eletromagnética do comprimento de onda mais curto e mais alto energia .



espectro eletromagnético

espectro eletromagnético A relação dos raios X com outras radiações eletromagnéticas dentro do espectro eletromagnético. Encyclopædia Britannica, Inc.



Os raios gama são produzidos na desintegração de núcleos atômicos radioativos e na decadência de certos partículas subatômicas . As definições comumente aceitas das regiões de raios gama e raios X do espectro eletromagnético incluem alguma sobreposição de comprimento de onda, com radiação de raios gama tendo comprimentos de onda que são geralmente mais curtos do que alguns décimos de um Angstrom (10-10medidor) e raios gama fótons tendo energias maiores do que dezenas de milhares de elétron volts (eV). Não há limite superior teórico para as energias dos fótons de raios gama e nenhum limite inferior para comprimentos de onda de raios gama; as energias observadas atualmente se estendem até alguns trilhões de elétron-volts - esses fótons de energia extremamente alta são produzidos em fontes astronômicas por meio de mecanismos atualmente não identificados.



O termo raio gama foi cunhado pelo físico britânico Ernest Rutherford em 1903 após os primeiros estudos das emissões de núcleos radioativos. Assim como átomos têm níveis de energia discretos associados a diferentes configurações da órbita elétrons , núcleos atômicos têm nível de energia estruturas determinadas pelas configurações do prótons e nêutrons que constituir os núcleos. Embora as diferenças de energia entre energia Atômica os níveis estão tipicamente na faixa de 1 a 10-eV, as diferenças de energia nos núcleos geralmente caem na faixa de 1-keV (mil elétron-volts) a 10-MeV (milhões de elétron-volt). Quando um núcleo faz uma transição de um nível de alta energia para um nível de energia inferior, um fóton é emitido para transportar o excesso de energia; as diferenças no nível de energia nuclear correspondem aos comprimentos de onda dos fótons na região dos raios gama.

Saiba mais sobre o uso da espectroscopia de raios gama para identificar a pedreira que foi a fonte do granito encontrado nas antigas ruínas romanas

Saiba mais sobre o uso da espectroscopia de raios gama para identificar a pedreira que foi a fonte do granito encontrado nas antigas ruínas romanas Veja como a espectroscopia de raios gama é usada para identificar a pedreira que foi a fonte do granito encontrado nas antigas ruínas romanas. Open University (um parceiro editorial da Britannica) Veja todos os vídeos para este artigo



Quando um núcleo atômico instável decai em um núcleo mais estável ( Vejo radioatividade), o núcleo filho às vezes é produzido em um estado excitado. O relaxamento subsequente do núcleo filho para um estado de energia inferior resulta na emissão de um fóton de raios gama. Espectroscopia de raios gama , envolvendo a medição precisa de energias de fótons de raios gama emitidos por diferentes núcleos, pode estabelecer estruturas de nível de energia nuclear e permite a identificação de elementos radioativos traço por meio de suas emissões de raios gama. Os raios gama também são produzidos no importante processo de par aniquilação , em que um elétron e sua antipartícula, um pósitron , desaparecem e dois fótons são criados. Os fótons são emitidos em direções opostas e devem cada um transportar 511 keV de energia - a energia de massa restante ( Vejo massa relativística) do elétron e pósitron. Os raios gama também podem ser gerados na decomposição de algumas partículas subatômicas instáveis, como o píon neutro.



Os fótons de raios gama, como seus equivalentes de raios X, são uma forma de radiação ionizante; quando passam pela matéria, geralmente depositam sua energia liberando elétrons de átomos e moléculas. Nas faixas de energia mais baixas, um fóton de raios gama é muitas vezes completamente absorvido por um átomo e a energia do raio gama transferida para um único elétron ejetado ( Vejo efeito fotoelétrico ). Os raios gama de alta energia são mais propensos a se espalhar dos elétrons atômicos, depositando uma fração de sua energia em cada evento de espalhamento ( Vejo Efeito Compton). Os métodos padrão para a detecção de raios gama são baseados nos efeitos dos elétrons atômicos liberados em gases, cristais e semicondutores ( Vejo medição de radiação e contador de cintilação).

Os raios gama também podem interagir com núcleos atômicos. No processo de produção de pares, um fóton de raios gama com uma energia superior a duas vezes a energia da massa de repouso do elétron (maior que 1,02 MeV), ao passar perto de um núcleo, é convertido diretamente em um par elétron-pósitron ( Vejo fotografia) Com energias ainda mais altas (maiores que 10 MeV), um raio gama pode ser absorvido diretamente por um núcleo, causando a ejeção de partículas nucleares ( Vejo fotodisintegração) ou a divisão do núcleo em um processo conhecido como fotofissão.



raio gama

raios gama Elétrons e pósitrons produzidos simultaneamente a partir de raios gama individuais se curvam em direções opostas no campo magnético de uma câmara de bolha. No exemplo superior, o raio gama perdeu alguma energia para um elétron atômico, que deixa a trilha longa, curvando-se para a esquerda. Os raios gama não deixam rastros na câmara, pois não possuem carga elétrica. Cortesia do Laboratório Lawrence Berkeley, Universidade da Califórnia, Berkeley

As aplicações médicas dos raios gama incluem a valiosa técnica de imagem da tomografia por emissão de pósitrons (PET) e radioterapia para tratar tumores cancerígenos. Em uma varredura PET, um produto farmacêutico radioativo emissor de pósitrons de vida curta, escolhido por causa de sua participação em um processo fisiológico específico (por exemplo, função cerebral), é injetado no corpo. Os pósitrons emitidos se combinam rapidamente com os elétrons próximos e, por meio da aniquilação do par, dão origem a dois raios gama 511 keV viajando em direções opostas. Após a detecção dos raios gama, uma reconstrução gerada por computador das localizações das emissões de raios gama produz uma imagem que destaca a localização do processo biológico que está sendo examinado.



Como radiação ionizante de penetração profunda, os raios gama causam mudanças bioquímicas significativas nas células vivas ( Vejo lesão por radiação). As terapias de radiação usam essa propriedade para destruir seletivamente as células cancerosas em pequenos tumores localizados. Isótopos radioativos são injetados ou implantados perto do tumor; os raios gama, continuamente emitidos pelos núcleos radioativos, bombardeiam a área afetada e interrompem o desenvolvimento das células malignas.



Levantamentos aéreos de emissões de raios gama da superfície da Terra em busca de minerais contendo traços de elementos radioativos, como urânio e tório. A espectroscopia de raios gama aérea e terrestre é empregada para apoiar o mapeamento geológico, a exploração mineral e a identificação de contaminação ambiental. Os raios gama foram detectados pela primeira vez a partir de fontes astronômicas na década de 1960, e astronomia de raios gama é agora um campo de pesquisa bem estabelecido. Tal como acontece com o estudo de raios-X astronômicos, as observações de raios gama devem ser feitas acima da atmosfera fortemente absorvente da Terra - normalmente com satélites em órbita ou balões de alta altitude ( Vejo telescópio: telescópios de raios gama ) Existem muitas fontes de raios gama astronômicas intrigantes e mal compreendidas, incluindo fontes pontuais poderosas, provisoriamente identificadas como pulsares, quasares e remanescentes de supernovas. Entre os fenômenos astronômicos inexplicáveis ​​mais fascinantes estão os chamados rajadas de raios gama —Emissões breves e extremamente intensas de fontes aparentemente distribuídas isotropicamente no céu.

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