Kas ir gamma stari?

Pēc materiālu atklāšanas, kas spējelementāro daļiņu spontānā emisija (radio emisija, kas izpaužas kā sabrukšanas rezultātā) sākās to īpašību izpēte. Aktīvu dalību meklējumos un esošo zināšanu fizikā sistematizēšanā ieguva slavenā Curie pāris, kā arī E. Rutherfords. Tas bija tas, kurš vispirms izdevās atvērt gamma starus. Eksperiments viņš bija vienkāršs un tajā pašā laikā izcili.

Rādijs tika uztverts kā starojuma avots. Šaurā sienotā svina tvertnē tika izveidots šaurs caurums. Tās kanāla apakšā tika novietots radijs. Pie neliela attāluma no trauka perpendikulāri urbuma ass tika novietots gaismas jutīgais elements - plāksne. Intervālā starp to un radioaktīvā materiāla konteineru īpaša iekārta var radīt augstas intensitātes magnētisko lauku, kuras spriegojuma līnijas tika novietotas paralēli gaismas jutīgai plāksnei. Visi elementi, izņemot lauka ģeneratoru, bija bez gaisa, lai izslēgtu gaisa atomu ietekmi uz eksperimenta rezultātiem. Ja Rutherford šo mirkli ignorēja, kāds cits varēja atklāt gama starus.

Ja magnētiskajai ietekmei nav platiparādījās tumšs traips, kas liecina par taisnīgu starojuma izplatīšanos (visus citus virzienus vienkārši pārtrauca ar svina kapacitātes sienām). Bet tiklīdz parādījās magnētiskais lauks, uz sistēmas gaismas jutīga elementa uzreiz parādījās trīs plankumi. Tas nozīmēja, ka daži no radiācijas izstarotās daļiņas laukā novirza. Rutherforda ierosināja, ka staru kūlis sastāv no vismaz trim sastāvdaļām. Novirzes raksturs norāda, ka divu staru daļiņām ir elektrisks lādiņš, un trešais stars ir elektriski neitrāls. Turklāt sākotnējā starojuma negatīvā komponents svārstījās daudz izteiktāk nekā pozitīvs. Elektriski neitrāla komponents ir gamma starojums. Komponentu ar negatīvu uzlādi sauc par beta stariem, un pēdējais, pozitīvs lādiņš ir alfa-ray.

Turklāt viņi rīkojās savādākmagnētiskais lauks, stariem bija dažādas īpašības. Gama starojumi spēj iekļūt materiālā diezgan tālu. Tādējādi 1 cm biezā svina plāksne samazina to intensitāti tikai divreiz. Alfa staru var apturēt pat ar plānu papīra lapu. Bet beta starojums aizņem vidējo pozīciju: apturēt plūsmu var metāls ir pāris milimetru biezs.

Vēlāk izrādījās, ka:

Beta-ray ir negatīvi lādētu daļiņu (elektronu) plūsma, kas pārvietojas lielā ātrumā;
alfa-ray ir hēlija kodols, ļoti stabils veidošanās;
gamma staru ir viena no šķirnēmelektromagnētiskie viļņi. Emisiju spektrs ir pilnīgi lineārs, jo izstarojošo kodolu raksturo diskrēti enerģijas stāvokļi. Pārstāvēt izdalīto kvantu enerģijas sadalījuma formā. Jēdzienu "gamma starojums" arvien vairāk izmanto ne tikai radioaktīvā sabrukšanas procesa aprakstam, bet arī jebkuram cieta elektromagnētiskā starojuma avotam, kurā katrs kvants atbilst vismaz enerģijai, kas nav mazāka par 10 keV. Šāda veida starojuma avots ir ierosinātā atoma struktūras elektroni. Enerģijas pārsūtīšana pārsūta elektronus uz augstāku enerģijas līmeni. No turienes viņi atgriežas iepriekšējā stāvoklī, piešķirot starojumu rentgenstaru vai gaismas formā (elektromagnētiskie viļņi). Elektromagnētiskā starojuma spektrs gamma staru gadījumā ir ārkārtīgi mazs un nav lielāks par 5 * 0,001 nm, tāpēc izteikti izpaužas daļiņu, nevis viļņu īpašības.