Гамма-излучение (гамма-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — < 5х10^-3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. Гамма-квантами являются фотоны с высокой энергией. Обычно считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 10⁵ эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена.

На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке — к рентгеновскому излучению. Очевидно, физически кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер (энергии таких гамма-квантов лежат в диапазоне от ~1 кэВ до десятков МэВ), при ядерных реакциях (например, при аннигиляции электрона и позитрона, распаде нейтрального пиона и т.д.), а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях.

Открыто Полем Виллардом в 1900 году при изучении излучения радия.

Физические свойства

Гамма-лучи, в отличие от альфа-лучей и бета-лучей, не отклоняются электрическими и магнитными полями, характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества. Основные процессы, возникающие при прохождении гамма-излучения через вещество:

1. Фотоэффект — энергия гамма-кванта поглощается ядром атома, и с внешней оболочки атома вылетает электрон.

2. Комптоновское рассеяние (Комптон-эффект) - гамма-квант рассеивается при взаимодействии с электроном, при этом образуется новый гамма-квант, меньшей энергии.

3. Эффект образования пар — гамма-квант в поле ядра превращается в электрон и позитрон.

4. Ядерный фотоэффект — при энергиях выше нескольких десятков МэВ гамма-квант способен выбивать нуклоны из ядра.

Использование

Области применения гамма-излучения:

1. Гамма-дефектоскопия, контроль изделий просвечиванием гамма-лучами.

2. Консервирование пищевых продуктов.

3. Стерилизация медицинских материалов и оборудования.

4. Лучевая терапия.

5. Уровнемеры.

6. Гамма-каротаж в геологии.

7. Гамма-высотомер, измерение расстояния до поверхности при приземлении спускаемых космических аппаратов.

8. Гамма-стерилизация специй, зерна, рыбы, мяса и других продуктов для увеличения срока хранения

---