Pytanie:
Czy promieniowanie gamma może powodować transmutację?
houston
2016-05-02 06:57:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Czy podczas napromieniania żywności przeznaczonej do sterylizacji żywność jest pochłaniana przez promieniowanie gamma? Jeśli tak, to czy może teoretycznie powodować produkcję radioizotopów? Czy może jonizuje atomy w żywności?

Chociaż rozszczepienie wywołane przez światło jest możliwe, ogólnie rzecz biorąc, wymagałoby to pierwiastków w twoim jedzeniu, których nie powinno tam być, chyba że mieszkasz w pobliżu Czarnobyla ...
@JonCuster Sterylizacja żywności gamma, tj. Napromienianie promieniowaniem gamma ze źródeł _zewnętrznych_ (np. Co-60) jest dozwolona w kilku krajach. Stosowane dawki są bardzo wysokie (kilka Gy lub nawet kilka kGy).
Promieniowanie gamma (w przeciwieństwie do promieniowania alfa lub neutronów) nie ma wpływu na większość jąder, więc nie może spowodować transmutacji. Efekt jest głównie chemiczny lub biologiczny, gdy złożone substancje chemiczne w systemach biologicznych są zakłócane, uniemożliwiając rozmnażanie.
@Loong - fotorozszczepienie, które jest szybkim rozszczepieniem zapoczątkowanym przez promieniowanie gamma, z pewnością istnieje i jest dobrze zbadane w społeczności fizyków jądrowych. Jednak jądra, które wykazują znaczne przekroje poprzeczne dla tej reakcji, nie jest zaskoczeniem, zwykle są to rzeczy takie jak uran, który prawdopodobnie nie znajduje się w produktach spożywczych. Być może mój komentarz nie był jasny. Myślę, że reakcja rozszczepienia byłaby uważana za wydarzenie transmutacji.
@JonCuster A co z fotodezintegracją deuteru przez promienie gamma, http://adsabs.harvard.edu/abs/1934Natur.134..237C? lub beryl http://journals.aps.org/pr/pdf/10.1103/PhysRev.61.19
@DavePhD - dezintegracja potrzeb deuteru (na podstawie cytowanej pracy) gamma 1,8MeV, której Co-60 nie zapewnia. A potem trzeba mieć nadzieję, że wolny neutron zostanie pochłonięty gdzieś indziej, aby zrobić coś paskudnego. Jeśli chodzi o beryl, mam nadzieję, że nie jesz go za dużo. Tak, pierwiastki o niższym Z można rozszczepić na światło, pytanie dotyczyło produkcji radioizotopów, która jest znacznie bardziej prawdopodobna w przypadku rozszczepień o wysokim Z.
@JonCuster Magnez jest zdecydowanie obecny w żywności. https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:14740554
@DavePhD - przy energiach gamma GeV, tak. Zasadniczo, jeśli uderzysz jądro dostatecznie mocno, wydarzą się „złe rzeczy”. Pytanie brzmi, ile wydarzy się w standardowym sterylizatorze Co-60, a odpowiedź na Mg to nic. Jestem pewien, że można znaleźć przekrój fotorozszczepienia dla wielu, jeśli nie wszystkich elementów. Miej oko na wymaganą energię gamma.
@JonCuster Co-60 to tylko jedno źródło stosowane do napromieniania żywności. Stosowane są również akceleratory liniowe. Zobacz: „można wybrać kilka energii przy: 5, 7,5, 10 MeV” http://ccr.ucdavis.edu/irr/how_food_irr.shtml Więc to z pewnością wystarczy do fotodesintegracji deuteru. Magnez zająłby nieco ponad 10MeV, ale nie GeV.
@JonCuster Ponadto, to odniesienie wyjaśnia, że ​​C0-60 wytwarza fotony 2,159 MeV i 2,505 MeV przy niskim natężeniu.
@DavePhD - współczynnik rozgałęzień w tym kanale wynosi około 0,013%. Nie jest to skomplikowane z przekrojem poprzecznym fotorozszczepienia i nie ma dużego wpływu.
Trzy odpowiedzi:
Arcuritech
2016-05-03 05:03:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Odpowiedź na bardziej ogólną formę twojego pytania

Odpowiedź na pytanie

Czy promieniowanie gamma może spowodować radioaktywność substancji nieradioaktywnych?

jest tak, ale tylko wtedy, gdy promień gamma ma wystarczającą energię . „Wystarczająco dużo” jest różne dla wszystkich atomów, ale w przypadku większości lżejszych jest to ponad 2 MeV, a co w zasadzie dzieje się, gdy promień gamma ma tak duży pęd, że kiedy uderza w proton lub neutron w jądrze atomu, może to wybić proton lub neutron bezpośrednio z niego.

Odpowiedź na Twoje konkretne pytanie

Odpowiedź na pytanie

Czy przy napromieniowaniu żywności przeznaczonej do sterylizacji żywność jest pochłaniana przez promieniowanie gamma? Jeśli tak, czy teoretycznie może powodować produkcję radioizotopów? Czy może jonizuje atomy w żywności?

jest nie w większości przypadków . Tak czy inaczej jonizuje atomy w żywności (w końcu to tak to sterylizuje), ale promienie gamma używane w większości napromieniowania żywności są wytwarzane przez 60 Co i dlatego mają maksymalna energia ~ 1,3 MeV. Jeśli przypomnisz sobie odpowiedź na bardziej ogólne pytanie powyżej, te promienie gamma nie mają wystarczająco dużej energii, aby spowodować fotodezintegrację w którymkolwiek z atomów światła w żywności.

Jednak w niektórych przypadkach promieniowanie jest wytwarzane w akcelerator o wysokiej energii. Jeśli te energie są wystarczająco wysokie, promienie gamma mogą faktycznie zacząć działać. O ile wiem, te wysokoenergetyczne akceleratory nie są tak naprawdę używane do sterylizacji żywności, więc w większości przypadków powyższa pogrubiona odpowiedź jest prawdziwa.

C0balt-60 wytwarza fotony 2,159 MeV i 2,505 MeV przy niskim natężeniu. http://www.nucleide.org/DDEP_WG/Nuclides/Co-60_tables.pdf Tutaj jest również przykład zakładu napromieniania żywności, który działa do 10 MeV: https://nucleus.iaea.org/fitf/FacilityDisplay .aspx? ID = 228
@DavePhD Dzięki za opinię! Jestem tego świadomy, ale te wysokoenergetyczne gammy nie stanowią prawie żadnej z całkowitej dawki i nie spowodują zbyt wiele. Wiedziałem, że w niektórych miejscach są akceleratory - stąd słowa „tyle” - ale przyznaję, że pewnie mogłem to lepiej sformułować.
DavePhD
2016-05-02 19:56:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tak.

Zobacz Rozszczepienie foto w ciężkich elementach (1947) Fj. Rev. 71, strony 3-10:

rozszczepienie powinno być możliwe dla wszystkich ciężkich jąder, które leżą znacznie poza minimalną krzywą frakcji upakowania, pod warunkiem zapewnienia wystarczającego wzbudzenia do wytworzenia niezbędnego odkształcenia płyn jądrowy, który poprzedza podział jądra. Takie wzbudzenie może być zapewnione przez wychwytywanie cząstek lub absorpcję $ \ gamma $ -ray do jądra .

„Krzywa frakcji upakowania” to starszy termin dla krzywej energii wiązania jądra, więc odniesienie mówi, że rozszczepienie indukowane promieniowaniem gamma jest możliwe w przypadku jąder, które są znacznie większe niż nikiel.

Na dolnym końcu krzywej wiązania występuje inny proces zwany fotodezintegracją.

Na przykład magnez-25 po wchłonięciu fotonu o wystarczającej energii emituje proton i staje się sodem-24.

Nawet najbardziej stabilne jądro takie jak żelazo i nikiel mogą ulec dezintegracji pod wpływem energetycznego promieniowania gamma.

Zobacz Photoneutron Thresholds Fiz. Rev. (1951) vol. 84, strony 387-394, gdzie znajdują się informacje ilościowe dotyczące ilości energii, jaką musi mieć foton, aby fotodysocjować dane jądro.

Mimo to wątpię, że energia promieni używanych do sterylizacji jest wystarczająco wysoka.
@Mithoron Zakres energii 5–10 MeV do sterylizacji żywności za pomocą źródła wiązki omówiono tutaj: http://ccr.ucdavis.edu/irr/how_food_irr.shtml To znacznie więcej niż energia potrzebna do fotodezintegracji deuteru (2,225 MeV).
IT Tsoi
2016-05-02 19:08:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wytwarzanie radioizotopów poza tymi, które już znajdują się w pożywieniu, nie może odbywać się poprzez napromieniowanie ich promieniowaniem gamma. Przekształcenie nieradioaktywnego izotopu w radioaktywny wymaga zmiany liczby neutronów, a promienie gamma nie są neutronami i nie mogą wywołać zmiany liczby neutronów.

Możesz mieć dwie substancje o tej samej liczbie neutronów, jedną radioaktywną i jedną nieradioaktywną. Nawet gdyby wszystko, co powiedziałeś, było w 100% poprawne, nie odpowiedziałoby na to pytanie, ponieważ nie rozwiązuje problemu tworzenia radioizotopu z atomu innego pierwiastka.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...