2) нейтральную частицу (фотон) (+)
3) положительно заряженный атом водорода
4) лишенный электронов атом гелия
Гамма-частица представляет собой фотон — квант электромагнитного излучения, возникающий при переходе атомного ядра из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией. Фотон не имеет электрического заряда и массы покоя, однако обладает энергией, импульсом и способен вызывать ионизацию вещества. Поэтому гамма-излучение относится к электромагнитному ионизирующему излучению, а не к потоку заряженных атомов или электронов.
В радиологии и ядерной медицине гамма-фотоны регистрируются детекторами гамма-камер и используются для получения сцинтиграфических изображений; их источником служат, например, радионуклиды технеция-99m или кобальта-60. При прохождении через ткани фотоны взаимодействуют с веществом преимущественно посредством фотоэффекта и комптоновского рассеяния, что приводит к ослаблению пучка и формированию диагностического контраста. В отличие от рентгеновского излучения, гамма-кванты имеют ядерное происхождение, хотя оба вида излучения физически являются фотонами.
| Вид излучения или частицы | Состав | Электрический заряд | Типичное происхождение | Ключевое диагностическое или физическое свойство |
|---|---|---|---|---|
| Гамма-излучение | Фотон, квант электромагнитного поля | Отсутствует | Переход возбужденного атомного ядра на более низкий энергетический уровень | Проникающее ионизирующее излучение; регистрируется в гамма-камере |
| Рентгеновское излучение | Фотон | Отсутствует | Торможение электронов или переходы электронов между оболочками атома | Также электромагнитное ионизирующее излучение; происхождение, а не заряд отличает его от гамма-излучения |
| Альфа-частица | Ядро гелия-4: 2 протона и 2 нейтрона | +2 | Альфа-распад тяжелых ядер | Высокая ионизирующая способность и малая проникающая способность |
| Бета-минус-частица | Электрон | −1 | Бета-распад нейтрона в ядре | Заряженная частица со средней проникающей способностью |
| Бета-плюс-частица | Позитрон, античастица электрона | +1 | Бета-плюс-распад или электронный захват с последующей аннигиляцией | Аннигиляция с электроном сопровождается образованием двух фотонов по 511 кэВ, что используется в ПЭТ |
| Нейтрон | Нуклон, входящий в состав атомного ядра | Отсутствует | Ядерные реакции и деление ядер | Не является фотоном; взаимодействует главным образом с ядрами атомов |
| Протон | Положительно заряженный нуклон | +1 | Составная часть атомного ядра; может использоваться как пучок в протонной терапии | Заряженная частица с характерным пиком Брэгга и локальным выделением дозы |
Нейтральность фотона не означает отсутствие взаимодействия с тканями: передавая энергию электронам и ядрам, он инициирует ионизационные процессы. Гамма-кванты не отклоняются электрическими и магнитными полями, поскольку не имеют заряда. Их биологическое действие определяется энергией, интенсивностью, временем экспозиции и поглощенной дозой. В радиационной защите учитывают также экранирование, расстояние до источника и продолжительность работы с ним.