gammasäteet

Gammasäteet ovat elektromagnettisen säteilyn korkeaenergisiä fotoneja, joiden energia on noin 100 keV tai enemmän. Ne syntyvät pääasiassa ydinmuutoksissa (gamma-purkaukset) sekä korkeaenergisten hiukkastörmäysten ja kosmisen säteilyn prosesseissa. Gammasäteet etenevät tyhjiössä valon nopeudella ja ovat ionisoivia: ne voivat irrottaa elektronin aineesta ja aiheuttaa biologisia vaurioita.

Lähteet ja esiintyminen: luonnossa gammasäteitä syntyy radioaktiivisten isotoopien hajoamisen yhteydessä, kuten 60Co ja 137Cs. Myös suurten energian törmäykset, ydinreaktioiden jälkituotteet sekä galaktiset ja kosmiset lähteet tuottavat gammasäteitä.

Detektointi ja mittaaminen: gammasäteet havaitaan useilla detektoreilla, kuten scintillaatio- detektoreilla (esimerkiksi NaI(Tl)) sekä puolijohdedetektoreilla (HPGe). Gamma-spektroskopia mittaa energian ja antaa viitteitä lähteestä. Vuorovaikutukset aineen kanssa voidaan jakaa fotoelektriseen, Compton-sähköiseen ja parituotantoon riippuen energiasta.

Absorptio ja suojaus: gammasäteet heikkenevät aineen tiheyden ja paksuuden kasvaessa; suojausta tarjovat lyijy, betonirakenteet ja muut tiheät materiaalit. Säteilyturvallisuudessa käytetään annosmittoja Gray ja Sievert sekä mittauksia altistusten seuraamiseksi.

Sovellukset: lääketieteessä PET-kuvantaminen ja sädehoitoprotokollat; teollisuudessa radiografia ja materiaalitutkimus; astrofysiikassa gamma-sädelähteiden ja -ilmiöiden tutkimus. Gammasäteet ovat siten keskeinen tutkimus- ja sovellusalansa sekä perustutkimuksessa että sovellusalalla.