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गामा विकिरण क्या है

गामा विकिरण क्या है विकिरण को परिभाषित करता है कि कैसे एक वस्तु विकिरण के संपर्क में है। गामा किरणों के बारे में बात करते समय, विकिरण आमतौर पर आयनित विकिरण को संदर्भित करता है जो इसे उत्सर्जित करता है, जिसे गामा विकिरण भी कहा जाता है। एक्स-रे गामा किरणों के समान हैं लेकिन एक प्रमुख पहलू में भिन्न हैं। एक्स-रे नाभिक के बाहर इलेक्ट्रॉनों द्वारा उत्सर्जित फोटॉन होते हैं, जबकि गामा किरणों वाले फोटोन नाभिक द्वारा उत्सर्जित होते हैं।

गामा किरणों का इतिहास

फ्रांसीसी रसायनज्ञ पॉल विलार्ड को तत्व रेडियम से निकलने वाली किरणों में 1900 में गामा विकिरण की खोज करने का श्रेय दिया जाता है। विलार्ड को पता था कि यह रेडियम में पहले से खोजे गए अल्फा (α) और बीटा (r) किरणों से अधिक शक्तिशाली था, लेकिन उसने उन्हें कोई नाम नहीं दिया। 1903 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने अल्फा और बीटा किरणों से मौलिक रूप से विकिरण को मान्यता दी और उन्हें गामा (gam) किरणों का नाम दिया। रदरफोर्ड ने यह भी कहा कि गामा किरणों को अल्फा और बीटा किरणों जैसे चुंबकीय क्षेत्र द्वारा आसानी से विक्षेपित नहीं किया गया था।

गामा किरणों के गुण

गामा किरणें उच्च ऊर्जा वाले फोटॉन हैं जो प्रकाश की गति से यात्रा करते हैं, और वे अल्फा या बीटा किरणों की तुलना में अधिक गहराई से सामग्री में प्रवेश करते हैं। अल्फा किरणों को त्वचा या कागज के टुकड़े द्वारा परिरक्षित किया जा सकता है, और एल्यूमीनियम की एक पतली शीट बीटा किरणों को रोक देगी।

हालाँकि, गामा किरणों को रोकने के लिए सीसे जैसी उच्च घनत्व वाली सामग्रियों की आवश्यकता होती है। क्या कोई पदार्थ गामा किरणों को अवशोषित करता है, जिससे वे गुजरते हैं और सामग्री की मोटाई और घनत्व पर निर्भर करते हैं और यह गामा किरणों के स्रोत से कितनी दूर है।

गामा किरणें तीन मुख्य तरीकों से पदार्थ के साथ बातचीत करती हैं: फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव, कॉम्पटन स्कैटरिंग और पेयर प्रोडक्शन। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव गामा किरण ऊर्जाओं के निचले सिरे (50 केवी से नीचे) पर हावी है। इस स्थिति में, गामा फोटॉन ऊर्जा के हस्तांतरण के माध्यम से एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन की अस्वीकृति का कारण बनता है।

कॉम्पटन बिखरने में, गामा फोटॉन एक अन्य परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने की प्रक्रिया में इतनी ऊर्जा खो देता है, कि यह एक अलग दिशा में जा रही कम ऊर्जा गामा फोटॉन में बदल जाती है (इसलिए शब्द ‘बिखरने’)। इस प्रकार का प्रकीर्णन 100 केवी की ऊर्जा सीमा से 10 मेव तक होता है। 1.02 एमवी से अधिक ऊर्जा पर, गामा किरणें नाभिक के विद्युत क्षेत्र के साथ बातचीत करके ऊर्जा को पदार्थ में बदलती हैं।

गामा किरणों के स्रोत

गामा विकिरण गामा किरणों से आता है जो मुख्य रूप से चार अलग-अलग प्रतिक्रियाओं-संलयन, विखंडन, अल्फा क्षय और गामा क्षय से उत्पन्न होती हैं। पृथ्वी का सूर्य और अन्य तारे परमाणु संलयन द्वारा संचालित होते हैं। इस प्रतिक्रिया में, चार प्रोटॉन को अत्यधिक दबाव और तापमान में एक साथ मजबूर किया जाता है और एक हीलियम नाभिक में फ्यूज होता है जिसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं। इससे निकलने वाली ऊर्जा का लगभग दो-तिहाई गामा किरणों के रूप में होता है।

परमाणु विखंडन में, गामा किरणों के परिणामस्वरूप यूरेनियम या प्लूटोनियम जैसे भारी परमाणुओं के नाभिक का विभाजन होता है। अन्य तत्व जैसे कि ज़ेनॉन और स्ट्रोंटियम जब नाभिक विभाजित होते हैं, और जब ये कण अन्य परमाणुओं के भारी नाभिक से टकराते हैं, तो यह एक परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया का कारण बनता है। इन प्रतिक्रियाओं के दौरान उत्पन्न ऊर्जा को गामा किरणों के रूप में उत्सर्जित किया जाता है।

एक भारी परमाणु का नाभिक अल्फा क्षय के दौरान उत्साहित हो जाता है जब नाभिक एक अल्फा कण देता है, जिसे हीलियम नाभिक भी कहा जाता है, भारी परमाणु को अपने द्रव्यमान संख्या को चार और उसके परमाणु संख्या को दो से घटाकर कम कर देता है। भारी परमाणु के परिणामस्वरूप बेटी नाभिक, अभी भी एक उत्तेजित अवस्था में, एक गामा फोटॉन उत्सर्जित करके एक निम्न ऊर्जा स्तर तक पहुंच जाता है। इस प्रतिक्रिया को गामा क्षय कहा जाता है।

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