Daerah definisi fungsi gamma (х) Pada integral (1) terdapat dua jenis singularitas: 1) integrasi sepanjang setengah garis 2) pada suatu titik integralnya menuju tak terhingga. Untuk memisahkan fitur-fitur ini, kami menyatakan fungsi Г(х) sebagai jumlah dari dua integral. Fungsi Gamma disebut integral. Domain dari fungsi gamma domain fungsi beta. Penerapan integral Euler dalam perhitungan integral tertentu dan Mari kita lihat masing-masing secara terpisah. Sejak itu integralnya konvergen di (sebagai perbandingan). Integral tersebut konvergen untuk sembarang x. Faktanya, dengan mengambil sembarang, kita menemukan bahwa untuk sembarang x Pada integral konvergen, oleh karena itu, integral konvergen untuk sembarang x. Jadi, konvergen di dan kita telah membuktikan bahwa daerah definisi fungsi gamma Г(х) adalah setengah garis. Mari kita tunjukkan bahwa integral (1) konvergen seragam di x pada sembarang interval Let. Kemudian, jika kita memilikinya, integral di ruas kanan rumus (2) dan (3) konvergen, dan menurut kriteria Weierstrass, integral di ruas kiri pertidaksamaan (2) dan (3) seragam bertemu. Akibatnya, berdasarkan persamaan, kita memperoleh konvergensi seragam Γ(x) pada setiap interval [c, d], di mana. Konvergensi seragam Г(х) menyiratkan kontinuitas fungsi ini untuk Beberapa sifat fungsi gamma 1. (fungsi gamma untuk x > 0 tidak memiliki nol). 2. Untuk sembarang x > 0, rumus reduksi fungsi gamma berlaku 3. Untuk x = n, rumus berlaku. Untuk x = 1 kita menggunakan rumus (4), kita peroleh Dengan menerapkan rumus sebanyak n kali, maka diperoleh 4 . Kurva y = Г( x) cembung ke bawah. Faktanya, turunan pada setengah garis hanya dapat memiliki satu nol. Dan karena, menurut teorema Rolle, nol x0 dari turunan Γ"(x) ini ada dan terletak pada interval (1.2). Karena, maka pada titik x0 fungsi Γ(x) mempunyai minimum. Dapat ditunjukkan bahwa pada (0, +oo) fungsi Г(х) terdiferensiasi beberapa kali. Dari rumusnya kontinu untuk 6. Rumus komplemennya berbentuk seperti pada Gambar 4. § 4. Fungsi beta dan sifat-sifatnya disebut fungsi beta. tergantung pada parameternya 4.1. Domain definisi fungsi beta B(x) Integran di memiliki dua titik tunggal. Untuk mencari domain definisi, kita nyatakan integral (7) sebagai jumlah dari dua integral, yang pertama (at) mempunyai titik tunggal, dan yang kedua (at - titik tunggal t = 1. Integral tersebut adalah integral tak wajar jenis ke-2. Konvergen dengan syarat untuk, dan integralnya adalah disebut integral.Domain fungsi gamma.Beberapa sifat fungsi gamma.Fungsi Beta dan sifat-sifatnya.Definisi fungsi beta Penggunaan integral Euler dalam perhitungan integral tertentu konvergen di Jadi, fungsi beta B( x) y) didefinisikan untuk semua nilai positif hnu. Dapat dibuktikan integral (7) konvergen beraturan pada setiap daerah x^a>0, Y>b>Oy sehingga fungsi beta kontinu untuk Beberapa sifat fungsi beta 1. Untuk rumus fungsi beta simetris sehubungan dengan xn. Ini mengikuti rumus (9). §5. Penerapan integral Euler dalam perhitungan integral tertentu Mari kita perhatikan beberapa contoh. Contoh 1. Hitung integralnya 4 Mari kita perkenalkan penggantiannya dan dapatkan Oleh karena itu Contoh 2. Hitung integralnya Mari kita asumsikan bahwa limit integrasinya tetap sama, sehingga integral yang diberikan direduksi menjadi fungsi beta: Contoh 3. Berdasarkan pada persamaan, hitung integral Di sini kami menggunakan definisi fungsi beta dan rumus Latihan Hitung limitnya: Temukan turunan F "(y) untuk fungsi berikut: o. Berdasarkan persamaan tersebut, hitung integralnya 7. Menggunakan persamaan persamaan, dengan melakukan diferensiasi terhadap parameternya, diperoleh rumus sebagai berikut: 8. Buktikan bahwa integral tersebut konvergen seragam pada y pada seluruh sumbu real 7 dx 9. Buktikan bahwa integral tersebut konvergen seragam terhadap parameter s pada sembarang segmen 10. Dengan menggunakan persamaan, hitung integral dengan diferensiasi terhadap parameter. Dengan menggunakan integral Euler, hitung integral berikut: Nyatakan dalam integral Euler: Fungsi Gamma adalah integral Domain fungsi gamma Beberapa sifat fungsi gamma Beta fungsi dan sifat-sifatnya Domain definisi fungsi beta Penerapan integral Euler dalam perhitungan integral tentu bilangan bulat positif) Mari kita buktikan bahwa integral tersebut konvergen seragam pada seluruh sumbu real: 1) relasi sembarang sebagai A(e) ) , disebutkan dalam definisi integral tak wajar yang konvergen seragam terhadap parameter y, kita dapat mengambil Untuk B > A kita akan memiliki. Kita buktikan bahwa integral f(α) = / konvergen seragam untuk a Karena integral konvergen untuk O 1 , kemudian dengan kriteria cukup Weierstrass kita menyimpulkan bahwa integral ini konvergen secara seragam. 10. Kita telah Membedakan n kali
Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa radiasi g (lihat § 255) bukanlah jenis radioaktivitas yang independen, tetapi hanya menyertai peluruhan a dan b dan juga terjadi selama reaksi nuklir, selama perlambatan partikel bermuatan, peluruhannya, dll. g-Spektrum diatur. Spektrum g adalah distribusi energi dari jumlah g-kuanta (interpretasi yang sama dari spektrum b diberikan dalam §258). Kebijaksanaan spektrum g merupakan hal yang sangat penting karena merupakan bukti kebijaksanaan keadaan energi inti atom.
Sekarang telah diketahui secara pasti bahwa radiasi g dipancarkan oleh inti anak (dan bukan inti induk). Inti anak pada saat pembentukannya, dalam keadaan tereksitasi, dalam waktu sekitar 10 -13 - 10 -14 detik, jauh lebih sedikit dari masa hidup atom yang tereksitasi (kira-kira 10 -8 detik), masuk ke keadaan dasar dengan emisi g-radiasi. Kembali ke keadaan dasar, inti tereksitasi dapat melewati sejumlah keadaan peralihan, oleh karena itu radiasi g dari isotop radioaktif yang sama dapat mengandung beberapa kelompok g-kuanta, yang energinya berbeda satu sama lain.
Dengan radiasi g A dan kernel Z tidak berubah, sehingga tidak dijelaskan oleh aturan perpindahan apa pun. Radiasi g dari sebagian besar inti memiliki panjang gelombang yang sangat pendek sehingga sifat gelombangnya terwujud dengan sangat lemah. Di sini sifat sel darah mengemuka, sehingga radiasi g dianggap sebagai aliran partikel - g-kuanta. Selama peluruhan radioaktif berbagai inti, g-kuanta memiliki energi dari 10 keV hingga 5 MeV.
Inti dalam keadaan tereksitasi dapat bertransisi ke keadaan dasar tidak hanya dengan memancarkan g-kuantum, tetapi juga dengan mentransfer energi eksitasi secara langsung (tanpa emisi g-kuantum sebelumnya) ke salah satu elektron dari atom yang sama. Dalam hal ini, elektron konversi disebut dipancarkan. Fenomena itu sendiri disebut konversi internal. Konversi internal adalah proses yang bersaing dengan radiasi g.
Konversi elektron sesuai dengan nilai energi diskrit, bergantung pada fungsi kerja elektron dari kulit tempat elektron lepas, dan pada energi E , dilepaskan oleh inti selama transisi dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar. Jika seluruh energi E dilepaskan dalam bentuk kuantum y, maka frekuensi radiasi v ditentukan dari hubungan yang diketahui E = hv . Jika elektron konversi internal dipancarkan, maka energinya sama dengan E-A K, E-A L, ..., dimana A k, A L, ... adalah fungsi kerja elektron yang meninggalkan K - dan cangkang L. Sifat monoenergi elektron konversi memungkinkan untuk membedakannya dari elektron b, yang spektrumnya kontinu (lihat § 258). Tempat kosong pada kulit bagian dalam atom yang muncul akibat emisi elektron akan diisi oleh elektron dari kulit di atasnya. Oleh karena itu, konversi internal selalu disertai dengan karakteristik radiasi sinar-X.
G-kuanta, yang memiliki massa diam nol, tidak dapat melambat di dalam medium, oleh karena itu, ketika radiasi g melewati suatu materi, mereka diserap atau dihamburkan olehnya. g-kuanta tidak membawa muatan listrik sehingga tidak dipengaruhi oleh gaya Coulomb. Ketika seberkas kuanta y melewati suatu zat, energinya tidak berubah, tetapi akibat tumbukan, intensitasnya melemah, perubahannya dijelaskan oleh hukum eksponensial I = I 0 e - m x (I 0 dan I adalah intensitas g-radiasi pada masukan dan keluaran lapisan zat penyerap dengan ketebalan x, m - koefisien serapan). Karena radiasi g adalah radiasi yang paling tembus cahaya, m adalah nilai yang sangat kecil untuk banyak zat; mtergantung pada sifat-sifat zat dan energi g-kuanta.
G-kuanta, saat melewati suatu zat, dapat berinteraksi baik dengan kulit elektron atom zat tersebut maupun dengan intinya. Dalam elektrodinamika kuantum terbukti bahwa proses utama yang menyertai lewatnya radiasi g melalui materi adalah efek fotolistrik, efek Compton (hamburan Compton) dan pembentukan pasangan elektron-positron.
Efek fotolistrik, atau penyerapan fotolistrik radiasi gamma, adalah proses di mana atom menyerap kuantum gamma dan memancarkan elektron. Karena sebuah elektron tersingkir dari salah satu kulit bagian dalam atom, ruang yang dikosongkan diisi dengan elektron dari kulit di atasnya, dan efek fotolistrik disertai dengan radiasi sinar-X yang khas. Efek fotolistrik adalah mekanisme penyerapan yang dominan di wilayah sinar gamma berenergi rendah (E g< 100 кэВ). Фотоэффект может идти только на связанных электронах, так как свободный электрон не может поглотить g-квант, при этом одновременно не удовлетворяются законы сохранения энергии и импульса.
Ketika energi g-kuanta meningkat (E g » 0,5 MeV), kemungkinan efek fotolistrik sangat kecil dan mekanisme utama interaksi g-kuanta dengan materi adalah hamburan Compton (lihat § 206).
Pada E g >1,02 MeV = 2m e c 2 (m e adalah massa diam elektron), proses pembentukan pasangan elektron-positron dalam medan listrik inti menjadi mungkin. Kemungkinan proses ini sebanding dengan Z 2 dan meningkat dengan meningkatnya E g. Oleh karena itu, pada E g » 10 MeV, proses utama interaksi radiasi g dalam zat apa pun adalah pembentukan pasangan elektron-positron.
Jika energi g-kuantum melebihi energi ikat nukleon di dalam inti (7-8 MeV), maka sebagai akibat dari penyerapan g-kuantum, efek fotonuklear dapat diamati - ejeksi salah satu dari nukleon, paling sering berupa neutron, dari inti.
Kemampuan penetrasi radiasi g yang tinggi digunakan dalam deteksi cacat gamma - metode deteksi cacat berdasarkan penyerapan radiasi g yang berbeda ketika merambat pada jarak yang sama di media yang berbeda. Lokasi dan ukuran cacat (lubang, retakan, dll.) ditentukan oleh perbedaan intensitas radiasi yang melewati area berbeda pada produk yang diperiksa.
Pengaruh radiasi g (serta jenis radiasi pengion lainnya) pada suatu zat ditandai dengan dosis radiasi pengion. Mereka berbeda:
Dosis radiasi yang diserap adalah besaran fisis yang sama dengan perbandingan energi radiasi terhadap massa zat yang disinari.
Satuan dosis radiasi yang diserap berwarna abu-abu (Gy)*: 1 Gy = 1 J/kg - dosis radiasi di mana energi radiasi pengion sebesar 1 J ditransfer ke zat yang diiradiasi seberat 1 kg.
Dosis paparan radiasi adalah besaran fisika yang sama dengan perbandingan jumlah muatan listrik semua ion bertanda sama yang diciptakan oleh elektron yang dilepaskan di udara yang disinari (asalkan kemampuan ionisasi elektron digunakan sepenuhnya) dengan massanya. udara.
Satuan dosis paparan radiasi adalah coulomb per kilogram (C/kg); Satuan dasarnya adalah roentgen (P): 1 P = 2,58 × 10 -4 C/kg.
Dosis biologis adalah besaran yang menentukan pengaruh radiasi pada tubuh.
Satuan dosis biologis adalah setara biologis dengan sinar-X (rem): 1 rem adalah dosis segala jenis radiasi pengion yang menghasilkan efek biologis yang sama dengan dosis sinar-X atau g-radiasi 1 R ( 1 rem = 10 -2 J/kg).
Radiasi gamma dan sifat-sifatnya
Radiasi gamma adalah radiasi elektromagnetik gelombang pendek dengan panjang gelombang yang sangat pendek l< 10 -10 м и вследствие этого – ярко выраженными корпускулярными свойствами, т.е. является потоком частиц – g-квантов, или фотонов, с энергией hn(n – frekuensi radiasi, h – konstanta Planck). Pada skala gelombang elektromagnetik, radiasi gamma berbatasan dengan sinar-x keras, menempati wilayah frekuensi yang lebih tinggi.
Secara eksperimental telah ditetapkan bahwa radiasi g bukanlah jenis radioaktivitas yang independen. Ini menyertai peluruhan a dan b dan juga terjadi selama reaksi nuklir, selama perlambatan partikel bermuatan, peluruhannya, dll.
Bersamaan dengan peluruhan inti radioaktif, radiasi gamma dipancarkan ketika inti bertransisi dari keadaan energi yang lebih tereksitasi ke keadaan energi yang kurang tereksitasi atau ke keadaan dasar. Energi g-kuantum sama dengan perbedaan energi De dari keadaan-keadaan di mana transisi terjadi.
keadaan bersemangat
Keadaan dasar inti E1
Emisi g-kuantum oleh inti tidak menyebabkan perubahan nomor atom atau nomor massa. Lebar garis radiasi gamma sangat kecil (~10 -2 eV). Karena jarak antar level jauh lebih besar daripada lebar garis, spektrum radiasi gamma berjajar, yaitu. terdiri dari sejumlah garis diskrit. Dengan mempelajari spektrum radiasi gamma, energi keadaan tereksitasi inti dapat ditentukan. Kuanta gamma berenergi tinggi dipancarkan selama peluruhan beberapa partikel elementer. Jadi, selama peluruhan p 0 - meson istirahat, radiasi gamma dengan energi ~70 MeV muncul. Radiasi gamma dari peluruhan partikel elementer juga memiliki spektrum garis. Namun, partikel elementer yang membusuk sering kali bergerak dengan kecepatan yang kira-kira sama dengan kecepatan cahaya, akibatnya terjadi pelebaran garis spektral Doppler dan spektrum sinar gamma tampak kabur pada rentang energi yang luas. Radiasi gamma, yang muncul ketika partikel bermuatan cepat melewati suatu materi, disebabkan oleh perlambatannya dalam medan Coulomb inti atom materi tersebut. Radiasi gamma Bremsstrahlung, seperti sinar-X bremsstrahlung, dicirikan oleh spektrum kontinu, batas atasnya bertepatan dengan energi partikel bermuatan, misalnya elektron. Dalam akselerator partikel bermuatan, radiasi gamma bremsstrahlung dengan energi maksimum mencapai beberapa puluh GeV dihasilkan.
Di ruang antarbintang, radiasi gamma muncul sebagai akibat tumbukan kuanta radiasi elektromagnetik gelombang panjang yang lebih lembut, seperti cahaya, dengan elektron yang dipercepat oleh medan magnet benda luar angkasa. Dalam hal ini, elektron cepat mentransfer energinya menjadi radiasi elektromagnetik dan cahaya tampak berubah menjadi radiasi gamma yang lebih keras.
Fenomena serupa terjadi di Bumi ketika elektron berenergi tinggi yang dihasilkan oleh akselerator bertabrakan dengan foton cahaya tampak dalam berkas cahaya intens yang dihasilkan oleh laser. Elektron mentransfer energi ke foton cahaya, yang berubah menjadi g-kuantum. Dalam praktiknya, dimungkinkan untuk mengubah foton cahaya individu menjadi kuanta sinar gamma berenergi tinggi.
Radiasi gamma tidak dibelokkan oleh medan listrik dan magnet, mempunyai kemampuan pengion yang relatif lemah dan daya tembus yang sangat tinggi (misalnya melewati lapisan timah setebal 5 cm). Proses utama yang terjadi selama interaksi radiasi gamma dengan materi adalah penyerapan fotolistrik (efek fotolistrik), hamburan Compton (efek Compton) dan pembentukan pasangan elektron-positron. Efek fotolistrik adalah proses di mana atom menyerap sinar gamma dan memancarkan elektron. Karena sebuah elektron terlepas dari salah satu kulit bagian dalam atom. Ruang kosong tersebut diisi dengan elektron dari kulit di atasnya. Dan efek fotolistrik disertai dengan radiasi sinar-X yang khas. Peluang terjadinya efek fotolistrik berbanding lurus dengan pangkat kelima nomor atom suatu unsur dan berbanding terbalik dengan pangkat 3 energi radiasi gamma. Dengan demikian, efek fotolistrik mendominasi di wilayah sinar gamma berenergi rendah (~ 100 keV) pada unsur berat (Pb, U).
Dengan efek Compton, kuantum gamma dihamburkan oleh salah satu elektron yang terikat lemah dalam atom. Berbeda dengan efek fotolistrik, pada efek Compton g-kuantum tidak hilang, melainkan hanya mengubah energi (panjang gelombang) dan arah rambat. Akibat efek Compton, pancaran sinar gamma yang sempit menjadi lebih lebar, dan radiasinya sendiri menjadi lebih lembut (panjang gelombang panjang). Intensitas hamburan Compton sebanding dengan jumlah elektron dalam 1 cm 3 suatu zat, dan oleh karena itu peluang terjadinya proses ini sebanding dengan nomor atom zat tersebut. Efek Compton menjadi nyata pada zat dengan nomor atom rendah dan energi radiasi gamma melebihi energi ikat elektron dalam atom. Jadi, dalam kasus Pb, kemungkinan hamburan Compton sebanding dengan kemungkinan penyerapan fotolistrik pada energi ~ 0,5 MeV. Dalam kasus Al, efek Compton mendominasi pada energi yang jauh lebih rendah.
Pada energi kuantum gamma > 10 MeV, proses utama interaksi radiasi gamma pada zat apa pun adalah pembentukan pasangan elektron-positron dalam medan listrik inti. Peluang pembentukan pasangan sebanding dengan kuadrat nomor atom dan meningkat seiring dengan hn. Oleh karena itu, pada hn ~10 MeV, proses utama dalam zat apa pun adalah pembentukan pasangan.
0,1 0,5 1 2 5 10 50
Energi sinar γ (MeV)
Proses kebalikan dari pemusnahan pasangan elektron-positron merupakan sumber radiasi gamma.
Untuk mengkarakterisasi redaman radiasi gamma dalam suatu zat, biasanya digunakan koefisien serapan, yang menunjukkan pada ketebalan X penyerap intensitas I 0 berkas datang radiasi gamma dilemahkan dalam e sekali:
Di sini μ 0 adalah koefisien penyerapan linier radiasi gamma. Kadang-kadang koefisien serapan massa dimasukkan, sama dengan rasio μ 0 terhadap kepadatan penyerap.
Hukum redaman radiasi gamma ini hanya berlaku untuk berkas sinar gamma yang diarahkan secara sempit, di mana setiap proses, baik penyerapan maupun hamburan, menghilangkan radiasi gamma dari komposisi berkas primer. Pada energi tinggi, proses radiasi gamma yang melewati materi menjadi lebih rumit. Elektron dan positron sekunder memiliki energi tinggi sehingga pada gilirannya dapat menghasilkan radiasi gamma akibat proses pengereman dan pemusnahan. Dengan demikian, serangkaian generasi radiasi gamma sekunder, elektron, dan positron yang bergantian muncul dalam zat, yaitu, hujan kaskade berkembang. Jumlah partikel sekunder dalam pancuran tersebut awalnya meningkat seiring dengan bertambahnya ketebalan zat, mencapai maksimum. Namun, kemudian proses penyerapan mulai menguasai proses reproduksi partikel dan pancurannya memudar. Kemampuan radiasi gamma untuk menghasilkan hujan bergantung pada hubungan antara energinya dan apa yang disebut energi kritis, setelah itu pancuran yang mengalir dalam suatu zat praktis kehilangan kemampuan untuk berkembang.
Dalam fisika eksperimental, berbagai jenis spektrometer gamma digunakan untuk mengubah energi radiasi gamma, yang terutama didasarkan pada pengukuran energi elektron sekunder. Jenis spektrometer sinar gamma: magnetik, kilau, semikonduktor dan difraksi kristal.
Mempelajari spektrum radiasi gamma nuklir memberikan informasi penting tentang struktur inti atom. Pengamatan pengaruh yang terkait dengan pengaruh lingkungan luar terhadap sifat-sifat radiasi gamma nuklir digunakan untuk mempelajari sifat-sifat benda padat.
Radiasi gamma banyak digunakan dalam teknologi, misalnya deteksi cacat gamma digunakan untuk mendeteksi cacat pada logam. Metode ini didasarkan pada perbedaan penyerapan radiasi gamma ketika merambat pada jarak yang sama di media yang berbeda. Lokasi dan ukuran cacat ditentukan oleh perbedaan intensitas radiasi. Melewati berbagai area produk yang diterangi.
Dalam kimia radiasi, radiasi gamma digunakan untuk memulai transformasi kimia, seperti proses polimerisasi. Dalam industri makanan, radiasi gamma digunakan untuk mensterilkan produk makanan. Sumber utama radiasi gamma adalah isotop radioaktif alami dan buatan, serta akselerator elektron.
Efek radiasi gamma pada tubuh mirip dengan jenis radiasi pengion lainnya. Radiasi gamma dapat menyebabkan kerusakan radiasi pada tubuh, hingga kematiannya. Sifat pengaruh radiasi gamma bergantung pada energi sinar gamma dan karakteristik spasial penyinaran, misalnya berbeda untuk kasus penyinaran eksternal dan internal; Efektivitas biologis relatif dari radiasi gamma adalah 0,7–0,9. Dalam kondisi industri (paparan kronis dalam dosis rendah), efektivitas biologis relatif radiasi gamma diasumsikan sama dengan 1.
Radiasi gamma digunakan dalam pengobatan untuk mengobati tumor, untuk mensterilkan tempat, peralatan dan obat-obatan. Radiasi gamma juga digunakan untuk memperoleh mutasi, diikuti dengan pemilihan bentuk yang berguna secara ekonomi. Ini adalah bagaimana varietas mikroorganisme yang sangat produktif (misalnya, untuk mendapatkan antibiotik) dan tanaman dibiakkan.
Kemungkinan terapi radiasi telah berkembang secara signifikan karena sarana dan metode terapi gamma jarak jauh. Keberhasilan terapi gamma jarak jauh dicapai sebagai hasil kerja ekstensif dalam penggunaan sumber radioaktif buatan yang kuat dari radiasi gamma (cobalt-60, cesium-137), serta obat gamma baru.
Pentingnya terapi gamma jarak jauh juga dijelaskan oleh aksesibilitas komparatif dan kemudahan penggunaan perangkat gamma. Mesin gamma, seperti mesin sinar-X, dirancang untuk penyinaran statis dan bergerak. Dengan bantuan iradiasi seluler, mereka berusaha untuk menciptakan dosis besar pada tumor sambil menyebarkan iradiasi ke jaringan sehat. Perbaikan desain pada perangkat gamma telah dikembangkan yang bertujuan untuk mengurangi penumbra, meningkatkan homogenitas lapangan, menggunakan filter seperti tirai, dan mencari opsi perlindungan tambahan.
Dalam budidaya tanaman, penggunaan radiasi nuklir memberikan peluang luas untuk mengubah metabolisme tanaman pertanian, meningkatkan hasil, mempercepat pembangunan dan meningkatkan kualitas.
Studi pertama para ahli radiobiologi telah menetapkan bahwa radiasi pengion merupakan faktor kuat yang mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan dan metabolisme organisme hidup. Di bawah pengaruh iradiasi gamma, kelancaran metabolisme tanaman, hewan atau mikroorganisme berubah, jalannya proses fisiologis dipercepat atau diperlambat (tergantung pada dosis), dan perubahan pertumbuhan, perkembangan, dan pembentukan tanaman diamati.
Perlu ditekankan bahwa selama iradiasi gamma tidak ada zat radioaktif yang masuk ke dalam benih. Benih yang diiradiasi, seperti tanaman yang ditanam darinya, bersifat non-radioaktif. Dosis iradiasi yang optimal hanya mempercepat proses normal yang terjadi pada tanaman, dan oleh karena itu ketakutan atau peringatan apa pun terhadap penggunaan tanaman yang diperoleh dari benih yang telah diiradiasi sebelum disemai sama sekali tidak berdasar.
Radiasi pengion digunakan untuk meningkatkan umur simpan produk pertanian dan memusnahkan berbagai serangga hama. Misalnya, jika gabah dilewatkan melalui bunker dengan sumber radiasi yang kuat sebelum dimasukkan ke dalam elevator, maka kemungkinan perkembangbiakan hama akan dihilangkan dan gabah dapat disimpan dalam waktu lama tanpa ada kerugian. Penggunaannya sebagai makanan tidak menyebabkan penyimpangan pertumbuhan, kemampuan reproduksi atau penyimpangan patologis lainnya dari norma pada empat generasi hewan percobaan.
Radiasi gamma adalah osilasi elektromagnetik frekuensi sangat tinggi yang merambat melalui ruang angkasa dengan kecepatan cahaya. Radiasi ini dipancarkan oleh inti dalam bentuk bagian-bagian individual yang disebut sinar gamma atau foton.
Energi kuanta gamma berkisar antara 0,05 hingga 5 MeV. Radiasi gamma dengan energi kurang dari 1 MeV secara konvensional disebut radiasi lunak, dan dengan energi lebih dari 1 MeV - radiasi keras.
Radiasi gamma bukanlah jenis radiasi yang berdiri sendiri. Biasanya, radiasi gamma menyertai peluruhan beta, lebih jarang peluruhan alfa. Dengan mengeluarkan partikel alfa atau beta, inti terbebas dari kelebihan energi, namun mungkin masih tetap dalam keadaan tereksitasi. Peralihan dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar disertai dengan pancaran sinar gamma, sedangkan komposisi inti tidak berubah.
Di udara, sinar gamma merambat dalam jarak yang jauh, diukur dalam puluhan dan ratusan meter.
Daya tembus sinar gamma 50-100 kali lebih besar dibandingkan daya tembus partikel beta dan ribuan kali lebih besar dibandingkan daya tembus partikel alfa.
Mengionisasi medium ketika sinar gamma melewatinya: hanya dengan elektron sekunder yang timbul sebagai akibat interaksi sinar gamma dengan atom-atom suatu zat. Kemampuan ionisasi gamma kuanta ditentukan oleh energinya. Secara umum, satu kuantum gamma menghasilkan pasangan ion sebanyak yang dihasilkan partikel beta atau alfa dengan energi yang sama. Namun, karena penyerapan sinar gamma yang lebih rendah, ion-ion yang dihasilkannya didistribusikan pada jarak yang lebih jauh. Oleh karena itu, kemampuan pengion spesifik gamma quanta ratusan kali lebih kecil dari kemampuan pengion spesifik partikel beta, ribuan kali lebih kecil dari kemampuan pengion spesifik partikel alfa, dan berjumlah beberapa pasang ion di udara per 1 cm jalur. .
Kesimpulan. Radiasi gamma mempunyai daya tembus yang paling besar dibandingkan dengan daya tembus radiasi radioaktif jenis lainnya. Pada saat yang sama, radiasi gamma memiliki kemampuan pengion spesifik yang sangat rendah, yaitu beberapa pasang ion di udara per 1 cm jalur kuanta gamma.
Radiasi neutron dan sifat dasarnya
Radiasi neutron adalah radiasi sel yang timbul selama proses fisi atau fusi inti.
Neutron memiliki efek merusak yang kuat, karena tidak memiliki muatan listrik, dengan mudah menembus inti atom yang membentuk jaringan hidup dan ditangkap olehnya.
Lebih dari 99% jumlah total neutron dalam ledakan nuklir dilepaskan dalam waktu 10 -14 detik. Neutron ini disebut cepat. Sisanya (sekitar 1%) dari neutron kemudian dipancarkan oleh beberapa fragmen fisi selama peluruhan beta. Neutron ini disebut tertunda.
Kecepatan rambat neutron mencapai 20.000 km/jam. Waktu yang diperlukan seluruh neutron untuk berpindah dari titik ledakan ke titik yang menimbulkan ancaman adalah sekitar satu detik setelah momen ledakan.
Berdasarkan energinya, neutron diklasifikasikan sebagai berikut:
neutron lambat 0-0,1 keV;
neutron energi menengah 0,1-20 keV;
neutron cepat 20 keV-10 MeV;
neutron berenergi tinggi di atas 10 MeV.
Neutron termal - neutron yang berada dalam kesetimbangan termal dengan lingkungan (dengan energi tidak melebihi 1 eV) termasuk dalam daerah neutron lambat.
Lintasan neutron melalui materi disertai dengan melemahnya intensitasnya. Pelemahan ini disebabkan oleh interaksi neutron dengan inti atom suatu zat.
radiasi sinar-X
Sinar-X dihasilkan ketika elektron cepat membombardir sasaran padat. Tabung sinar-X adalah balon yang dievakuasi dengan beberapa elektroda (Gbr. 1.2). Katoda K, yang dipanaskan oleh arus, berfungsi sebagai sumber elektron bebas yang dipancarkan akibat emisi termionik. Elektroda silinder C dirancang untuk memfokuskan berkas elektron.
Targetnya adalah anoda A, disebut juga antikatoda. Terbuat dari logam berat (W, Cu. Pt, dll). Akselerasi elektron dilakukan oleh tegangan tinggi yang tercipta antara katoda dan antikatoda. Hampir seluruh energi elektron dilepaskan di antikatoda dalam bentuk panas (hanya 1-3% energi yang diubah menjadi radiasi).
Begitu berada di dalam zat anti katoda, elektron mengalami penghambatan yang kuat dan menjadi sumber gelombang elektromagnetik.
Pada kecepatan elektron yang cukup tinggi, selain radiasi bremsstrahlung (yaitu radiasi yang disebabkan oleh perlambatan elektron), radiasi karakteristik juga tereksitasi (disebabkan oleh eksitasi kulit elektron internal atom antikatoda).
Intensitas radiasi sinar-X dapat diukur baik melalui derajat efek fotografis maupun ionisasi yang dihasilkannya dalam media gas, khususnya di udara. *Semakin kuat radiasinya, semakin besar ionisasi yang dihasilkannya. Menurut mekanisme interaksinya dengan materi, radiasi sinar-X mirip dengan radiasi y. Panjang gelombang radiasi sinar-X adalah 10 -10 -10 -6 cm, radiasi gamma -10-9 cm ke bawah.
Saat ini, sinar-X digunakan sebagai alat kontrol. Dengan menggunakan sinar-X, mereka mengontrol kualitas pengelasan, homogenitas produk terkait, dll. Dalam pengobatan, sinar-X banyak digunakan untuk diagnosis, dan dalam beberapa kasus sebagai alat untuk mempengaruhi sel kanker.
Kuliah No. 11 (bisa 2 kali kuliah)
