本文基于回答网友类似问题,原题为:伽马射线的原理是什么,人类什么时候可以掌握?
伽马射线即γ射线,是电磁波谱里面波长最短频率更高的那一段频谱,人类早就知道了,也能够制造出来了 。不过这个问题问得有点奇怪,表述不清,如:何谓掌握?
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是能够对付呢,还是能够使用呢?这就要看怎么说了 。下面就从伽马射线的一些常识来阐述一下这个问题,朋友们如果能够认真看完此文,就会和我一样,觉得这个问题有点奇怪了,而且也就会对伽马射线有一个了解了 。
先了解一下电磁波谱我们人类现在看到和感受到,甚至吃喝拉撒涉及到的一切,都要依赖电磁波 。为什么这么说呢?因为电磁波充斥着我们世界每一个角落,只要绝对零度以上,任何物体都会有电磁辐射,所谓电磁辐射就是依靠电磁波传递的 。
电磁波是依靠光子传递的,因此也可以称为光波 。但这个光波分为可见光和不可见光,在日常生活中,光波一般只是指电磁波谱中的可见光部分,可见光只是夹在电磁波谱中间那么一小段 。电磁波最长的波段有数公里,甚至更长;最短的只有1埃米以下,这最短的就是伽马射线 。
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电磁波有波长和频率,波长与频率成反比,即:波长越长,频率越低,能量就越小;反之,能量就越大 。电磁波波长和频率的关系为:c=λf 。这里c为光速,λ为波长,f为频率 。电磁波波长最长的是无线电波(包括长波、中波、短波、微波),以后从长到短依次为:红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 。
无线电波的波长在千米级到毫米级,长波无线电波长可达数千米,最短的微波波长只有0.1毫米;可见光波长约在760nm到380nm之间,nm即纳米,1毫米=1000μm(微米),1μm=1000nm,1nm=10^-9m(米) 。
可见光后面的紫外线、X射线、γ射线(伽马射线)波长就一个比一个短了,γ射线是电磁波中波长最短的高能射线,波长只有0.1nm以下 。
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这个世界上所有的物质都在震动,因此都有频率 。频率就是物体每秒钟的震动次数,而电磁波的频率就是电磁波每秒钟震动次数,表示单位为Hz(赫兹) 。无线电波频率在1000Hz或更低,到10^9Hz之间;可见光频率范围在3.9*10^14到7.7*10^14Hz之间;伽马射线频率范围更低为10^12Hz,更高可达10^30Hz以上 。
新冠病毒大小约100nm,伽马射线波段最长的只有0.1nm,我们想一想就知道了,人类应对新冠病毒都弄得焦头烂额,就更别说比新冠病毒小1000倍以上的伽马射线了,而且其频率是每秒钟震动万亿次以上,这个能量有多大,一旦被伽马射线扫中,岂有 *** 透之理?
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因此γ射线是宇宙中最强大的“光”,但这种光看不见,却会杀人 。
伽马射线对生物的损害原理伽马射线由于其波段非常短,能量极高,因此可以穿透任何生物的机体 。生物机体都是由细胞组成的,而每个细胞里最核心的是遗传物质DNA 。比如人体由40~60万亿个细胞组成,这些细胞有大有小,更大的细胞是卵细胞,成熟的卵细胞有200μm(微米);最小的细胞是血小板,直径只有约2μm 。
人体受到γ射线照射,γ射线就会进入人体细胞,与细胞发生电离作用,电离后的离子会侵袭细胞里复杂的有机分子,破坏细胞组织 。细胞里最重要的核心遗传物质为DNA,是一种双螺旋结构的大分子,其盘踞在细胞核心,主导着细胞的生死和遗传 。
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这个DNA双螺旋体打开长度约两米,如果把1个人细胞中的所有DNA全部打开并连接起来,据称可从地球往返太阳300多次 。但DNA螺旋的直径只有2nm,伽马射线会打断并破坏其结构 。因此,当生物受到γ射线照射,都会被打断DNA分子键,让生物机体再也无法生存 。
当辐射量很大时,生物会瞬间死亡,即便辐射量不大,但机体DNA分子键受损严重,也会缓慢死亡 。那种死亡是看着自己机体一寸寸死去的样子,异常恐怖 。在臭名昭著的切尔诺贝利核电站爆炸事故中,就有许多居民和救火队员遭受这种地狱般的折磨而死去 。
伽马射线产生原理放射性原子核在发生α衰变、β衰变后会产生一个新核,这个新核处于高能量级,必须向低能级跃迁,跃迁过程就会辐射出γ光子,这就是γ射线 。γ射线在核聚变和核裂变中都会发生,因此在宇宙中充满了γ射线辐射 。
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