Tia gamma là gì? Tính chất và Vận tốc tia gamma. Quá trình tạo ra tia gamma

Tia gamma là gì?

Tia gamma là một dạng bức xạ điện từ, giống như sóng vô tuyến, bức xạ hồng ngoại, bức xạ tử ngoại, tia X và vi sóng. Tia gamma có thể được dùng để điều trị ung thư, còn các vụ nổ tia gamma thì được nghiên cứu bởi các nhà thiên văn học.

Bức xạ điện từ lan truyền dưới dạng sóng hoặc hạt ở những bước sóng và tần số khác nhau. Vùng rộng bước sóng này được gọi là phổ điện từ. Phổ điện từ thường được phân chia thành bảy vùng theo trật tự giảm dần bước sóng và tăng dần năng lượng và tần số. Các vùng đó là sóng vô tuyến, vi sóng, hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tử ngoại, tia X, và tia gamma.

Tia gamma rơi vào vùng phổ điện từ phía trên tia X mềm. Tia gamma có tần số lớn hơn khoảng 1018 Hz, và bước sóng nhỏ hơn 100 pico-mét (pm). (Một pico-mét là một phần nghìn tỉ của một mét.) Chúng chiếm giữ chung vùng phổ điện từ với tia X cứng. Khác biệt duy nhất giữa chúng là nguồn phát: tia X được tạo ra bởi các electron đang gia tốc, còn tia gamma được tạo ra bởi các hạt nhân nguyên tử.

Lịch sử tia gamma

Tia gamma lần đầu tiên được quan sát vào năm 1900 bởi nhà hóa học người Pháp Paul Villard khi ông đang nghiên cứu bức xạ phát ra từ radium, theo tư liệu NASA. Vài năm sau đó, nhà hóa học và vật lí học gốc New Zealand, Ernest Rutherford, đề xuất tên gọi “tia gamma”, theo thứ tự tia alpha và tia beta – tên gọi chỉ những hạt khác đã được quan sát thấy từ bức xạ hạt nhân – và tên gọi tia gamma có từ đó.

Quá trình tạo ra tia gamma

Tia gamma được tạo ra từ các phản ứng hạt nhân. Trong đó có 2 loại chủ yếu:

- Tạo ra từ quá trình phân rã các đồng vị có tính phóng xạ

- Được tạo ra từ sự tương tác giữa các hạt cơ bản

- Và đặc biệt, tia gamma được tạo ra từ các phản ứng nhiệt hạch, phân hạch, phân ra alpha và đặc biệt là phân rã gamma.  

Tính chất tia gamma

Nhắc đến tính chất của tia gamma, tính chất đầu tiên không thể bỏ qua đó là tia gamma có tính chất đâm xuyên. Loại tia này có khả năng xuyên qua cả bê tông hay rào chắn. Bởi đây là loại tia có năng lượng cao nhất, thậm chí là hơn cả tia X.

Tia gamma có tần số lớn, vào khoảng 10²⁰ Hz nhưng lại là tia có bước sóng thấp nhất. Bước sóng của tia gamma chỉ rơi vào khoảng dưới 10⁻¹² m. Với tần số và bước sóng này, tia gamma rơi vào vùng phổ điện tử phía trên tia X mềm.

Ngoài ra, do không mang điện nên tia gamma không bị lệch hướng trong từ trường mà vẫn có thể giữ nguyên hướng ban đầu.

Tia gamma vật lý 12 là một phần kiến thức rất quan trọng. Thế nhưng, nhiều bạn thường nhầm với tia X. Bởi hai loại tia này có bản chất dễ nhầm lẫn và chúng chỉ khác nhau ở nguồn phát. Cụ thể, nguồn phát tia X được tạo ra từ các electron gia tốc, còn tia gamma lại được tạo ra từ các hạt nhân nguyên tử.

Liệu pháp tia gamma

Tia gamma thỉnh thoảng được dùng để điều trị các mô ung thư trong cơ thể bằng cách phá hủy ADN của các tế bào mô đó. Tuy nhiên, liệu pháp đòi hỏi sự thận trọng tuyệt đối bởi vì tia gamma cũng có thể phá hủy ADN của các tế bào mô khỏe mạnh xung quanh. Một cách tăng tối đa liều lượng cho các tế bào ung thư đồng thời giảm thiểu sự phơi xạ cho các mô khỏe mạnh là chiếu trực tiếp nhiều chùm tia gamma từ một máy gia tốc thẳng lên trên vùng mục tiêu từ nhiều hướng khác nhau. Đây là nguyên tắc hoạt động của Dao mổ Cyber và Dao mổ Gamma.