Может ли гамма-излучение сделать элементы радиоактивными?

Я смотрел программу на Историческом канале о том, как может закончиться земля. В последней части, которую я смотрел, рассматривалась возможность того, что гамма-всплеск в результате соседнего слияния двух черных дыр может положить конец жизни на нашей планете. Конечно, прямое попадание такой очереди было бы плохим днем ​​для жизни здесь. Но к одному из утверждений, сделанных в этой части, я отнесся очень скептически. В нем утверждалось, что гамма-всплеск заставит все консервы стать радиоактивными. Когда я это услышал, я сказал: «Что!?»

Насколько мне известно, единственный способ заставить нерадиоактивный элемент стать таковым — это получить в его ядре один или несколько нейтронов или протонов, а поскольку гамма-излучение — это высокоэнергетические фотоны, обладающие нейтральным зарядом, я не знаю. Не понимаю, как это могло произойти, если бы эти фотоны не были способны сбивать субатомные частицы с ядер атомов еды в банках.

Вот в чем вопрос: может ли гамма-излучение превращать элементы в радиоактивную форму, и если да, то как?

Нет времени писать реальный ответ. Поисковым термином является «фотоактивация», и это очень актуально для установок с высокой интенсивностью гамма-излучения (источники тормозного излучения и, в меньшей степени, в изгибах луча для CEBAF или сильноточных лазеров с рециркуляцией свободных электронов).
@dmckee, спасибо за информацию. Я немного почитал и наткнулся на процесс, называемый фоторасщеплением, при котором фотон высокой энергии поражает ядро ​​с энергией > 2 МэВ для легких ядер, таких как дейтерий, или 10 МэВ для более тяжелых элементов. Примерно в 774 году нашей эры произошло также событие, предположительно связанное с гамма-всплеском, в результате которого образовалось большое количество C-14. Таким образом, кажется, что гамма-всплеск может сделать пищу радиоактивной. Тогда возникает вопрос, будет ли такое увеличение радиоактивности смертельным? Учитывая, что это изотопы более легкого элемента (N, C, O, H), я думаю, что нет.

Ответы (1)

Очень маловероятно, что гамма-лучи могут сделать ядро ​​радиоактивным напрямую. Это возможно. Например, гамма-излучение может перевести ядро ​​в более высокое энергетическое состояние, и вместо того, чтобы вернуться непосредственно в основное состояние, это ядро ​​может распасться в метастабильное состояние, которое будет радиоактивным. Однако мне неизвестны такие метастабильные состояния обычных элементов в пище.

Гамма-лучи высокой энергии будут создавать пары электронов высокой энергии или выбрасывать фотоэлектроны высокой энергии, и эти электроны высокой энергии вызовут всевозможные вторичные ядерные реакции. Таким образом, все, что облучается гамма-всплесками, может стать радиоактивным из-за вторичных реакций. Однако я не могу придумать ни одной причины, по которой это могло бы конкретно повлиять на консервы. Возможно, аргумент заключается в том, что фотоэлектроны будут создаваться гамма-лучами, падающими на стальные стенки банок.

Что ж, гамма-излучение может создавать возбужденные состояния в ядре, которые впоследствии могут повторно излучать гамма-излучение. Поскольку и Fe, и Sn используются в мессбауэровской спектроскопии и используются при консервировании, в этом может быть некоторая достоверность (хотя многие другие вещи также будут возбуждаться, и если пища «горячая», планета, вероятно, стерильна). И у одного есть фотоделение, которое может привести к радиоактивным дочерним ядрам.
@JonCuster: время жизни возбужденного состояния связано с коэффициентом поглощения. Если возбужденное состояние образуется легко, оно, скорее всего, быстро распадется, т.е. за доли секунды. Единственный способ получить относительно долгоживущее состояние — это возбуждение, а затем распад до некоторого метастабильного состояния. Я просмотрел информацию о возбужденном состоянии для Fe, C, O и N и не смог найти никаких очевидных состояний, подобных этому. Хотя я и не думал о фотоделении.
без сомнения, на скудости возможных состояний в общих элементах. В глубине души я начинаю обдумывать условия, необходимые для эффектов многофотонной «ионизации» для создания высоковозбужденных ядерных состояний, если поток гамма-излучения достаточно высок. Я недостаточно знаком с литературой по ядерной физике, чтобы знать, является ли это вообще концепцией. В любом случае условия для этого будут еще более напряженными, а Земля еще более стерильной...
То, что они делают в местах с очень высокой интенсивностью гамма-излучения, - это проектируют область, чтобы использовать только те элементы, которые не вызывают сильных реакций активации. Я не эксперт, но я считаю, что это в основном связано с выбором материалов с низким Z элементы.
Может ли гамма-излучение сделать элементы радиоактивными?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v