伽瑪射線概念

伽瑪射線即γ射線，也稱作γ粒子流，是原子核能級(jí)躍遷退激時(shí)釋放出的射線，是波長(zhǎng)短于0.01埃的電磁波。γ射線對(duì)細(xì)胞有殺傷力，醫(yī)療上用來(lái)治療腫瘤。γ射線還具有很強(qiáng)的穿透力，工業(yè)中可用來(lái)探傷或流水線的自動(dòng)控制。伽瑪射線首先由法國(guó)科學(xué)家P.V.維拉德發(fā)現(xiàn)，是繼α、β射線后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線。

 伽瑪射線的發(fā)現(xiàn)

這一發(fā)現(xiàn)Z初在五角大樓引起了一陣惶恐：是蘇聯(lián)在太空中測(cè)試一種新的核武器嗎？稍后這些輻射被判定為均勻地來(lái)自空中的各個(gè)方向，意味著它們事實(shí)上來(lái)自銀河系之外。但如果來(lái)自銀河系外，它們肯定釋放著真正的天文學(xué)數(shù)量的能量，足以點(diǎn)亮整個(gè)可見(jiàn)的宇宙。

在20世紀(jì)70年代首次被人類觀測(cè)到的。美國(guó)軍方發(fā)射薇拉（Vela）人造衛(wèi)星用于探測(cè)“核閃光”（nukeflash）（未經(jīng)授權(quán)的原子dan爆破的證據(jù)）,但是薇拉沒(méi)有識(shí)別出核閃光，而是發(fā)現(xiàn)了來(lái)自太空的強(qiáng)烈射線爆發(fā)。

 伽馬射線的產(chǎn)生

伽馬射線Z早是在上個(gè)世紀(jì)70年代才被觀測(cè)到的，那么伽馬射線在太空之中的究竟是怎么樣產(chǎn)生的呢？

 恒星核聚變

天文學(xué)家所觀測(cè)到的太空產(chǎn)生的伽馬射線，其實(shí)是恒星核心的核聚變引發(fā)的，不過(guò)我們現(xiàn)在在地球表面是無(wú)法探測(cè)到這種伽馬射線的，主要是因?yàn)橘ゑR射線無(wú)法穿透地球的大氣層，所以要探測(cè)這種射線，就只能到太空之中。而1967年的太空人造衛(wèi)星首次觀測(cè)到了伽馬射線，其后到90年代，通過(guò)人造衛(wèi)星觀測(cè)到了很多超新星以及年輕星團(tuán)之類的地方，都存在著這種伽馬射線。

 伽馬射線暴

在我們現(xiàn)在所看到的深空宇宙之中，其實(shí)還存在著一種伽馬射線暴。這是一種怎樣的奧秘呢？這主要是因?yàn)楫?dāng)一個(gè)不穩(wěn)定的鈾原子核發(fā)生核裂變時(shí)，它就會(huì)釋放出大量的伽馬射線。發(fā)電的核反應(yīng)堆和核彈頭都會(huì)在核裂變中被制造出來(lái)。Z早發(fā)現(xiàn)伽馬射線的探測(cè)衛(wèi)星，就發(fā)現(xiàn)了很多比預(yù)期要強(qiáng)烈的核爆炸，而科學(xué)家也確認(rèn)這些核爆炸并不是來(lái)自于地球，而主要是來(lái)自于宇宙深空，將其命名為伽馬射線暴。

現(xiàn)在我們所知道的宇宙之中存在的伽馬射線暴，主要是分為兩種類型，一種是質(zhì)量非常大的恒星爆炸所產(chǎn)生的，還有一種就是中子星跟別的東西碰撞所產(chǎn)生的，至于中子星所碰撞的有可能是同樣的中子星或者是一些黑洞之類的宇宙存在。

 地球雷暴

雖然科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了伽馬射線，但是對(duì)于伽馬射線的認(rèn)識(shí)還非常有限，進(jìn)入90年代之后，科學(xué)家不斷的用太空望遠(yuǎn)鏡檢測(cè)到地球的伽馬射線，Z終發(fā)現(xiàn)這些伽馬射線其實(shí)主要是來(lái)自于雷暴云。大家都知道，我們?cè)谙掠甑臅r(shí)候，都會(huì)出現(xiàn)一些閃電，這些閃電其實(shí)就是天空中厚厚的云層之中靜電的不斷聚集導(dǎo)致，這些靜電制造出電子和正電子，當(dāng)這些電子消失的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的伽馬射線。而一般產(chǎn)生伽馬射線的地方都是位于高空之中，這也是為什么現(xiàn)在我們坐飛機(jī)的時(shí)候，當(dāng)出現(xiàn)雷雨天氣飛機(jī)都會(huì)停飛的原因，因?yàn)轱w機(jī)需要遠(yuǎn)離這些雷暴區(qū)，防止遭受到伽馬射線的輻射。

 人工制造

2011年9月，英國(guó)斯特拉斯克萊德大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科研小組日前制造出一束地球上Z明亮的伽馬射線——比太陽(yáng)亮1萬(wàn)億倍。物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)超短激光脈沖可以和電離氣體發(fā)生反應(yīng)，并產(chǎn)生一束極其強(qiáng)大的激光，它甚至可以穿透20厘米厚度的鉛板，要用1.5米厚的混凝土墻才能徹底屏蔽它。

這種chao強(qiáng)激光射線有諸多用途，其中包括醫(yī)學(xué)成像，放射性療法，以及正電子放射斷層造影術(shù)（PET）掃描。同時(shí)這種射線源還可以被用來(lái)監(jiān)視密封存放的核廢料是否安全。另外，由于這種激光脈沖極短，持續(xù)時(shí)間僅1千萬(wàn)億分之一秒，快到足以捕獲原子核對(duì)激發(fā)的反應(yīng)，這就使它非常適合用于實(shí)驗(yàn)室中的原子核研究。

 伽馬射線的應(yīng)用

 醫(yī)學(xué)上伽馬射線刀用于腫瘤治療

估計(jì)很多人聽(tīng)說(shuō)過(guò)伽馬刀，這是在醫(yī)學(xué)之中對(duì)腦部手術(shù)的一種。在足夠強(qiáng)大伽馬射線之下可以破壞生物細(xì)胞，而這種破壞力醫(yī)生正好可以用來(lái)破壞大腦中的癌細(xì)胞或者是別的一些病變的細(xì)胞，在醫(yī)學(xué)之中，這種伽馬刀就是把伽馬射線集中放射到病人大腦需要摧毀的病變細(xì)胞之中。不過(guò)這種醫(yī)學(xué)之上的伽馬射線一般能量都會(huì)比較小，控制的都會(huì)比較適中，這樣既不會(huì)損害那些健康的腦組織，但是比較集中的地方又可以殺死癌細(xì)胞。

如果使用傳統(tǒng)的開(kāi)顱手術(shù)刀，那么這樣的手術(shù)是風(fēng)險(xiǎn)非常大，而采用了這種伽馬刀，大大的降低了手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，不用直接開(kāi)顱，而且可以準(zhǔn)確的定位，對(duì)人的大腦損傷也比較小，所以現(xiàn)在在醫(yī)學(xué)之中，這種伽馬刀還是比較受歡迎的。

 伽馬射線探傷

γ射線有很強(qiáng)的穿透性，伽馬射線探傷就是利用γ射線得穿透性和直線性來(lái)探傷的方法。γ射線雖然不會(huì)像可見(jiàn)光那樣憑肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器來(lái)接收。當(dāng)γ射線穿過(guò)（照射）物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的密度越大，射線強(qiáng)度減弱得越多，即射線能穿透過(guò)該物質(zhì)的強(qiáng)度就越小。此時(shí)，若用照相底片接收，則底片的感光量就?。蝗粲脙x器來(lái)接收，獲得的信號(hào)就弱。

因此，用伽馬射線來(lái)照射待探傷的零部件時(shí)，若其內(nèi)部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過(guò)有缺陷的路徑比沒(méi)有缺陷的路徑所透過(guò)的物質(zhì)密度要小得多，其強(qiáng)度就減弱得少些，即透過(guò)的強(qiáng)度就大些，若用底片接收，則感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直于射線方向的平面投影；若用其它接收器也同樣可以用儀表來(lái)反映缺陷垂直于射線方向的平面投影和射線的透過(guò)量。

一般情況下，γ射線探傷是不易發(fā)現(xiàn)裂紋的，或者說(shuō)，γ射線探傷對(duì)裂紋是不敏感的。因此，γ射線探傷對(duì)氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷Z敏感。即γ射線探傷適宜用于體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。

2018-06-07 8295