감마선

감마선 (Gamma ray, 기호: γ)은 파장이 매우 짧고 진동수가 높은 전자기파의 일종으로, 전자기 스펙트럼에서 가장 높은 에너지를 갖는 방사선이다. 엑스선보다 파장이 짧으며, 이온화 능력이 매우 강하다. 감마선은 일반적으로 원자핵의 붕괴, 핵반응, 또는 입자와 반입자의 소멸과 같은 핵 과정에서 발생한다.

특징

• 에너지: 수 keV에서 수 GeV에 이르는 매우 넓은 에너지 범위를 가진다.
• 파장: 엑스선보다 짧으며, 대략 0.01 나노미터 이하의 파장을 갖는다.
• 투과력: 물질 투과력이 매우 강하여, 두꺼운 납이나 콘크리트 등의 차폐재로 막아야 한다.
• 이온화 능력: 물질을 이온화시키는 능력이 매우 강하여, 생체 조직에 손상을 줄 수 있다.
• 속도: 진공 상태에서 빛의 속도로 이동한다.

발생 원인

• 방사성 붕괴: 불안정한 원자핵이 붕괴하면서 과잉 에너지를 감마선 형태로 방출한다.
• 핵반응: 원자핵이 다른 입자와 충돌하여 반응할 때 감마선이 발생할 수 있다.
• 입자-반입자 소멸: 전자와 양전자와 같이 입자와 반입자가 만나 소멸하면서 감마선이 방출된다.
• 우주: 우주 공간에서도 감마선 폭발(Gamma-ray burst, GRB)과 같은 현상을 통해 감마선이 발생한다.

이용 분야

• 의학: 암 치료(방사선 치료), 의료 영상(PET 스캔) 등에 사용된다.
• 산업: 비파괴 검사, 살균, 방사선 조사 등에 사용된다.
• 천문학: 우주에서 발생하는 감마선을 관측하여 천체의 물리적 특성을 연구한다.
• 기타: 식품의 방사선 조사, 물질의 구조 분석 등 다양한 분야에서 활용된다.

위험성

감마선은 이온화 방사선이므로, 과도하게 노출될 경우 DNA 손상, 세포 변이, 암 발생 등의 건강 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 감마선을 취급할 때는 적절한 안전 수칙을 준수해야 한다.

검출

감마선은 가이거 계수기, 섬광 검출기, 반도체 검출기 등을 이용하여 검출할 수 있다. 이러한 검출기는 감마선이 물질과 상호작용하면서 발생하는 이온화 현상이나 섬광 현상을 감지하여 감마선의 존재를 확인하고 에너지를 측정한다.