Hvilken Nuclear Decay Emission består kun af energi?

Kernen i et atom består af protoner og neutroner, der igen er sammensat af grundlæggende partikler kendt som kvarker. Hvert element har et karakteristisk antal protoner, men kan tage forskellige former, eller isotoper, hver med et andet antal neutroner. Elementer kan henfalde til andre, hvis processen resulterer i en lavere energitilstand. Gamma-stråling er en decay-udledning af ren energi.

Radioaktivt forfald

Kvantefysikloven forudsiger, at et ustabilt atom vil miste energi gennem henfald, men kan ikke prognose præcist, når et bestemt atom vil gennemgå dette behandle. Det mest, som kvantefysikken kan forudsige, er den gennemsnitlige mængde tid, en samling af partikler vil tage til henfald. De første tre typer af nukleare nedbrydning opdaget blev kaldt radioaktivt henfald og består af alfa-, beta- og gammaaffaldet. Alfa og beta henfald transmuterer et element ind i et andet og ledsages ofte af gamma henfald, som frigiver overskydende energi fra nedbrydningsprodukterne.

Partikelemission

Gamma henfald er et typisk biprodukt af nukleart partikelemission . I alfaaffald udsender et ustabilt atom en heliumkerne bestående af to protoner og to neutroner. For eksempel har en isotop af uran 92 protoner og 146 neutroner. Det kan gennemgå alfa-henfald, bliver elementets thorium og bestå af 90 protoner og 144 neutroner. Beta henfald sker, når en neutron bliver en proton, der udsender en elektron og antineutrino i processen. For eksempel forvandler beta henfald en carbonisotop med seks protoner og otte neutroner i nitrogen indeholdende syv protoner og syv neutroner.

Gamma Radiation

Partikelemission forlader ofte det resulterende atom i en ophidset tilstand. Naturen foretrækker dog, at partikler antager tilstanden af ​​mindst energi eller jordtilstand. Til dette formål kan en ophidset kerne udstråle en gammastråle, der fjerner overskydende energi som elektromagnetisk stråling. Gamma stråler har meget højere frekvenser end lysets, hvilket betyder, at de har et højere energiindhold. Ligesom alle former for elektromagnetisk stråling bevæger gammastråler sig ved lysets hastighed. Et eksempel på gammastråleemission forekommer, når kobolt gennemgår betabedsling for at blive nikkel. Den ophidsede nikkel afgiver to gammastråler for at falde ned til sin jordtilstand.

Særlige effekter

Det tager normalt meget lidt tid for en ophidset kerne at udsende en gammastråle. Imidlertid er visse ophidsede kerner "metastabile", hvilket betyder, at de kan forsinke gammastråleemission. Forsinkelsen kan vare kun en del af et sekund, men kan strække sig ud over minutter, timer, år eller endda længere. Forsinkelsen opstår, når kerneforbindelsen forbyder gammaaffald. En anden speciel virkning opstår, når en omløbende elektron absorberer en udstrålet gammastråle og udstødes fra kredsløb. Dette er kendt som den fotoelektriske effekt.