Kiirgusfotonid

Kiirgusfotonid on gamma-kiirguse kvandid ehk elektromagnetilised fotonid, mille energia on kõrge. Nende energiad tavaliselt ületab umbes 100 keV ja nad asuvad sageli MeV skaala kandil. Kiirgusfotonid on massita bosonid ja neil on spinn 1. Nad tekivad looduses radioaktiivsete lagunemiste käigus, tuumade üleminekute hetkel, kosmilises kiirguses ning kõrgenergia osakeste interaktsioonide tulemusena.

Põhilised koostööd aines: kiirgusfotonid võivad aines interakteeruda läbi fotoelektrilise efekti, Comptoni hajumise ja paaride tekitamise. Need kiiresti läbivad materjale ning nende peatamiseks on vaja tihedamaid ja paksumaid barjääre (näiteks plii või tihe betoon). Interaktsioonide vaheliseks kuluga ning fotoni energia sõltub nende piirsituatsioonist.

Allikad: kiirgusfotonide peamised allikad on looduslik radioaktiivsus (nt uraani- või thoriumühendid ja kaalium-40), kosmiline kiirgus ning inimtekkelised allikad, nagu meditsiinilised radioaktiivsed ravimid ja tööstuslik radiotoimingud. Anhuuratsiooniprotsessist tekivad 511 keV fotonid ning neid nimetatakse sageli annihilatsioonifotoneiks.

Tuvastamine ja mõõtmine: kiirgusfotonite detekteerimiseks kasutatakse scintillatsiooni- detektoreid (nt NaI(Tl)), pooljuhtdetektoreid (HPGe) ja teisi süsteeme. Kasutusalad hõlmavad radioloogiat, radioteraapiat, SPECT- ning gammakaamerate ja mõnikord PET-pildistust, kus annihilatsioonifotoneid kasutatakse kujutiste loomiseks.

Ohutus: kõrgenergiast kiirgusfotonid võivad põhjustada rakkude ja koe kahjustusi. Ohutu käsitlemine baseerub aja, kiirenduse ja doosi piirangutel ning vastavatel kaitse- ja järelvalvesüsteemidel. Doose mõõtmises kasutavad professionaalid grayi ja sieverte.