Gamma-stråling-dannelse: Kernesvind, fissjon og fusions-processer

Oprindelse af gammastråling

Gammastråler (γ) er højenergi fotoner (≥100 keV) udsendt fra kernen under de-ekscitation.

Primære mekanismer

  1. Radioaktivt henfald (isomerisk overgang):
    • Moderkjerne henfalder (α, β⁻, β⁺, EC) → datterkjerne i eksciteret tilstand.
    • Datter frigiver overskydende energi via γ-emission (f.eks. ⁹⁹ᵐTc → ⁹⁹Tc + 140 keV γ).
  2. Kernfissjon:
    • Tung kerne (²³⁵U, ²³⁹Pu) spalter → fissjonsfragmenter (højt eksciteret) → prompte γ-stråler (MeV-område) + β/γ henfaldskæder.
  3. Kernfusion:
    • Lette kerner smelter (D-T → ⁴He + n + 17,6 MeV). Energi delt som kinetisk + γ (bremstråling, kerne-de-eksitation).
  4. Partikel-acceleratorer / reaktioner:
    • (p,γ), (n,γ) fangst-reaktioner; bremstråling fra højenergi-elektroner.
  5. Kosmisk / astrofysikalisk:
    • Supernovaer, pulsarer, AGN, GRBs – ikke-termiske og kerne-processer.

Vigtige karakteristika

  • Ingen masse, ingen ladning → høj penetration (bly cm, beton m).
  • Ionerende → DNS-skade, strålingssygdom, kræft-risiko.
  • Brugt i: radioterapi (⁶⁰Co, linacs), sterilisering, industriel radiografi, PET (511 keV annihilation γ), kern-forensik.

At forstå γ-oprindelse er fundamentalt for strålebeskyttelse, kerne-teknik og astrofysik.

Strålebehandling