Геологический толковый словарь

ГАММА-ЛУЧИ (g -лучи) — электромагнитное излучение с короткой длиной волны (около lÅ и короче), испускаемое ядрами природных и искусственных радиоактивных элементов. Г.-л. не сопровождаются изменением заряда излучающего ядра, атомного номера и массового числа, как это наблюдается при a и b -распадах. Термин Г.-л. применяют также для обозначения электромагнитного излучения любой природы, если его энергия больше 100 кэв, напр., при торможении заряженных частиц, при аннигиляции частиц и античастиц, при распаде частиц с высокой энергией и др. Важной характеристикой Г.-л. является энергия отдельного кванта Eg = hv, где h — постоянная Планка, a v — частота излучения. При радиоактивном распаде ядер наблюдается g -излучение с энергией g -квантов от 10 кэв до 5 Мэв, а при ядерных реакциях — до 20 Мэв. g -излучение атомных ядер имеет линейчатый спектр подобно характеристическому рентгеновскому или оптическому излучению атома. Переход между уровнями возбужденного ядра не обязательно сопровождается излучением g -кванта. Энергия перехода может быть передана ядром одному из электронов атома, который вследствие этого покидает атом. Такой процесс называется внутренней конверсией Г.-л.

При прохождении Г.-л. через вещество наблюдается ряд процессов, основными из них являются: фотоэффект, эффект комптона и образование пар (позитрон и электрон). При фотоэффекте энергия g -кванта полностью передается одному из электронов атома. Вероятность возникновения этого процесса велика в обл. малых энергий Г.-л. (примерно до 200 кэв) и пропорциональна Z⁵, где Z — атомный номер поглощающего вещества. Эффект комптона наблюдается во всем интервале энергий и его вероятность пропорциональна Z. Образование пар возникает при энергии g -кванта более 2m₀С², где m₀С² — энергия покоящегося электрона, равная 511 кэв; вероятность процесса пропорциональна Z². Поглощение Г.-л. обязано всем трем процессам; рассеяние Г.-л. — комптон-эффекту. При расчетах интенсивности Г.-л. рассматриваются конкретные геометрические условия измерений, так как они играют также важную роль при прохождении Г.-л. через вещество. В простейшем случае — при параллельном или узком пучке Г.-л. — интенсивность рассчитывается по формуле: J = J₀e^{-m c} , где J₀ и J — интенсивности Г.-л. до и после поглощения, m — коэф. поглощения Г.-л., c — толщина поглощающего слоя. Проникающая способность Г.-л. естественных радиоактивных элементов в воздухе достигает сотен м, в г. п. — несколько десятков см. Большие дозы Г.-л. опасны для людей и живых организмов. При работе с ними используются биологическая защита, бетонные и метал. стены, а источники Г.-л. хранятся в свинцовых контейнерах. М. М. Соколов.