Bir atomun çekirdeği, sırayla kuark olarak bilinen temel parçacıklardan oluşan proton ve nötronlardan oluşur. Her elementin karakteristik bir proton sayısı vardır, ancak her biri farklı sayıda nötron içeren çeşitli formlar veya izotoplar alabilir. İşlem daha düşük bir enerji durumuyla sonuçlanırsa, elementler diğerlerine bozunabilir. Gama radyasyonu, saf enerjinin bozunma emisyonudur.
Radyoaktif bozunma
Kuantum fiziği yasaları bunu tahmin ediyor kararsız bir atom bozunma yoluyla enerji kaybeder, ancak belirli bir atomun bu süreçten ne zaman geçeceğini tam olarak tahmin edemez. Kuantum fiziğinin tahmin edebileceği en fazla şey, bir parçacık koleksiyonunun bozunması için gereken ortalama süre miktarıdır. Keşfedilen ilk üç nükleer bozunma türü radyoaktif bozunma olarak adlandırıldı ve alfa, beta ve gama bozunmasından oluşuyor. Alfa ve beta bozunması bir elementi diğerine dönüştürür ve genellikle bozunma ürünlerinden fazla enerjiyi serbest bırakan gama bozunması ile birlikte olur.
parçacık emisyonu
Gama bozunması, nükleer parçacık emisyonunun tipik bir yan ürünüdür. Alfa bozunmasında, kararsız bir atom, iki proton ve iki nötrondan oluşan bir helyum çekirdeği yayar. Örneğin, bir uranyum izotopunun 92 protonu ve 146 nötronu vardır. Alfa bozunmasına uğrayarak toryum elementi haline gelebilir ve 90 proton ve 144 nötrondan oluşur. Beta bozunması, bir nötron bir proton haline geldiğinde meydana gelir ve bu süreçte bir elektron ve antinötrino yayar. Örneğin, beta bozunması, altı protonlu ve sekiz nötronlu bir karbon izotopunu yedi proton ve yedi nötron içeren nitrojene dönüştürür.
Gama Radyasyonu
Parçacık emisyonu genellikle ortaya çıkan atomu uyarılmış bir durumda bırakır. Ancak doğa, parçacıkların en az enerji durumunu veya temel durumu üstlenmesini tercih eder. Bu amaçla, uyarılmış bir çekirdek, fazla enerjiyi elektromanyetik radyasyon olarak taşıyan bir gama ışını yayabilir. Gama ışınları, ışığınkinden çok daha yüksek frekanslara sahiptir, bu da daha yüksek bir enerji içeriğine sahip oldukları anlamına gelir. Tüm elektromanyetik radyasyon türleri gibi, gama ışınları da ışık hızında hareket eder. Bir gama ışını emisyonu örneği, kobalt nikel olmak üzere beta bozunmasına maruz kaldığında ortaya çıkar. Uyarılmış nikel, temel enerji durumuna düşmek için iki gama ışını yayar.
Özel efektler
Uyarılmış bir çekirdeğin bir gama ışını yayması genellikle çok az zaman alır. Bununla birlikte, bazı uyarılmış çekirdekler "metastabil"dir, yani gama ışını emisyonunu geciktirebilirler. Gecikme saniyenin yalnızca bir kısmı kadar sürebilir, ancak dakikalar, saatler, yıllar ve hatta daha uzun süre uzayabilir. Gecikme, çekirdeğin dönüşü gama bozunmasını engellediğinde meydana gelir. Başka bir özel etki, yörüngedeki bir elektron, yayılan bir gama ışını emdiğinde ve yörüngeden çıkarıldığında meydana gelir. Bu fotoelektrik etki olarak bilinir.