با علی کیخسروی همراه باشید با برهمکنش آزاد .
خوش آمدید
می‌خوایم ارتباط فیزیک و پزشکی رو بررسی کنیم و با پدیده های مختلف فیزیک همآشنا بشیم ت.
هم‌جوشی هسته‌ای، واکنشی است که نیروی خورشید و ستارگان را تامین می‌کند. این واکنش، فرآیندی چندمرحله‌ای را تشکیل می‌دهد که در آن، چهار پروتون یا هسته هیدروژن تحت فشار و دمای شدید، به یک هسته هلیوم تبدیل می‌شوند که از دو پروتون و دو نوترون تشکیل شده است. وزن هسته هلیوم حاصل، 0/7 درصد کمتر از چهار پروتون شرکت‌کننده در واکنش خواهد بود. این اختلاف جرم، با توجه به معادله
، به انرژی تبدیل می‌شود.
دو‌سوم این انرژی به صورت اشعه گاما گسیل خواهد شد. مابقی نیز به صورت نوترینو ظاهر می‌شود که در حقیقت، ذراتی با برهمکنش ضعیف و جرم تقریبا صفر هستند. در دوره‌های بعدی عمر یک ستاره و زمانی که سوخت هیدروژنی آن به اتمام می‌رسد، می‌تواند عناصر سنگین‌تری را از طریق هم‌جوشی تولید کند که از آن‌جمله می‌توان به آهن اشاره کرد. اما این واکنش‌ها، در هر مرحله، انرژی کمتری آزاد می‌کنند.
منبع دیگری از تولید اشعه گاما، شکافت هسته‌ای است. طبق تعریف، شکافت هسته‌ای، به تقسیم شدن هسته‌ای سنگین به دو هسته سبک‌تر با وزن تقریبا برابر می‌گویند. در این فرآیند که شامل برخورد با سایر ذرات می‌شود، هسته‌ای سنگین همچون اورانیوم و پلوتونیوم، به عناصر کوچک‌تر همچون زنون و استرانسیوم شکسته خواهد شد.
ذرات حاصل از این برخوردها در ادامه می‌توانند بر سایر هسته‌های سنگین تاثیر بگذارند و موجب ایجاد «واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای» (Nuclear Chain Reaction) شوند. در اثر این واکنش‌ها انرژی آزاد می‌شود چراکه ذرات حاصل، جرمی کمتر از جرم هسته اصلی دارند و این اختلاف جرم، به انرژی از نوع انرژی جنبشی هسته‌های کوچک‌تر، نوترینو‌ها و اشعه گاما تبدیل شده است.
واپاشی آلفا و گاما نیز از جمله منابع تولید پرتو گاما به شمار می‌آیند. واپاشی آلفا زمانی رخ می‌دهد که هسته‌ای سنگین، هلیوم ۴ تولید کند و عدد اتمی و جرم اتمی را به ترتیب به ۲ و ۴ کاهش دهد. این فرآیند، انرژی اضافی را برای هسته باقی می‌گذارد که آن را به صورت اشعه گاما گسیل می‌کند. واپاشی گاما زمانی اتفاق می‌افتد که انرژی زیادی در هسته اتم وجود داشته باشد و سبب شود تا بدون تغییر در بار و جرم، اشعه گاما گسیل کند.
در طیف الکترومغناطیس، اشعه گاما کمترین طول موج و به تبع آن بیشترین انرژی را دارد. این پرتوها توسط گرم‌ترین و پرانرژی‌ترین اجرام کیهان همچون ستاره‌های نوترونی و «تَپ‌اخترها» (Pulsars) تولید می‌شوند. از منابع دیگر تولید پرتو گاما می‌توان به «انفجارهای ابرنواختر» (Supernova Explosions) و مناطق اطراف سیاه‌چاله‌ها اشاره کرد. در روی زمین اشعه گاما از طریق انفجارهای هسته‌ای، رعد و برق و «واپاشی هسته‌ای» (Radioactive Decay) تولید می‌شود.
