Ondas electromagnéticas con longitudes de onda inferiores a 0,2 Angstroms. Descubierto por primera vez por el científico francés P.V. Vilade, es el tercer tipo de rayo nuclear descubierto después de los rayos alfa y beta. Los rayos gamma se producen por transiciones entre niveles de energía nuclear y pueden producirse tanto por desintegración nuclear como por reacciones nucleares. Los rayos gamma tienen un poder de penetración más fuerte que los rayos X. Cuando los rayos gamma atraviesan la materia e interactúan con los átomos, se producirán tres efectos: efecto fotoeléctrico, efecto Compton y pares electrón-positrón. Cuando los fotones gamma liberados por el núcleo chocan con los electrones fuera del núcleo, toda la energía pasa a los electrones y los electrones se ionizan en fotoelectrones. Este es el efecto fotoeléctrico. Debido a las vacantes en la capa electrónica externa, se producirá una transición de los electrones internos, emitiéndose un espectro de identificación de rayos X. El efecto fotoeléctrico de los fotones gamma de alta energía (>2 MeV) es muy débil. Cuando la energía del fotón γ es alta, además del efecto fotoeléctrico mencionado anteriormente, también puede colisionar elásticamente con electrones fuera del núcleo. La energía y la dirección del movimiento del fotón γ cambiarán, produciendo así el efecto Compton. Cuando la energía de un fotón gamma es mayor que el doble de la masa en reposo de un electrón, este se convierte en un par de electrones positivos y negativos debido a la acción del núcleo atómico. Este efecto aumenta a medida que aumenta la energía del fotón gamma. Los fotones gamma no están cargados, por lo que su energía no se puede medir mediante deflexión magnética. Normalmente se calcula indirectamente utilizando los efectos secundarios antes mencionados causados por fotones gamma, por ejemplo midiendo la energía de fotoelectrones o pares electrón-positrón. Además, la energía de los fotones gamma se puede medir directamente con un espectrómetro gamma (utilizando la difracción de rayos gamma por cristales). Un contador de centelleo que consta de un cristal fluorescente, un tubo fotomultiplicador e instrumentos electrónicos es un instrumento de uso común para detectar la intensidad de los rayos gamma. La estructura del nivel de energía del núcleo atómico se puede comprender estudiando el espectro de energía de los rayos gamma. Los rayos γ tienen un gran poder de penetración y pueden utilizarse en la industria para la detección de defectos o el control automático de líneas de montaje. Los rayos gamma son letales para las células y se utilizan médicamente para tratar tumores. La detección de rayos gamma ayuda a la investigación astronómica. Cuando los humanos observan el espacio, lo que ven es "luz visible". Sin embargo, gran parte del espectro electromagnético está formado por diferentes radiaciones con longitudes de onda más largas o más cortas que las de la luz visible, muchas de las cuales no pueden verse por sí solas a simple vista. La detección de rayos gamma puede proporcionar imágenes del espacio invisibles a simple vista.
Los rayos gamma producidos en el espacio se producen por fusión nuclear en los núcleos de las estrellas. Como no pueden penetrar la atmósfera terrestre y alcanzar la atmósfera inferior de la Tierra, sólo pueden detectarse en el espacio. Los rayos gamma en el espacio fueron observados por primera vez en 1967 por un satélite artificial llamado Villars. Las imágenes de rayos gamma detectadas por diferentes satélites a principios de la década de 1970 proporcionaron información sobre cientos de estrellas no descubiertas anteriormente y posibles agujeros negros. Los satélites lanzados en la década de 1990 (incluido el Observatorio Compton de rayos gamma) han proporcionado diversa información astronómica sobre supernovas, cúmulos de estrellas jóvenes y quásares. Los rayos gamma son ondas electromagnéticas fuertes con longitudes de onda más cortas que los rayos X, generalmente inferiores a 0,005438+0 nm. En las reacciones nucleares, cuando un núcleo decae α y β, a menudo decae a un estado excitado. El núcleo en el estado excitado todavía es inestable y saltará a un estado estable liberando una serie de energía. Se logra a través de la radiación, que son los rayos gamma. Los rayos gamma tienen un fuerte poder de penetración. Cuando el cuerpo humano está expuesto a los rayos gamma, estos pueden ingresar al cuerpo e ionizar las células del cuerpo. Los iones producidos por ionización pueden corroer moléculas orgánicas complejas como proteínas, ácidos nucleicos y enzimas, que son los componentes principales de los tejidos celulares vivos. Una vez destruidos, los procesos químicos normales del cuerpo humano se alterarán, lo que provocará una muerte celular grave.