ಗ್ಯಾಮಾ ಕಿರಣ

ಬೈಜಿಕ ಕೇಂದ್ರದಿಂದ ಒಂದು ಗ್ಯಾಮಾ ಕಿರಣದ ಉತ್ಸರ್ಜನದ ಚಿತ್ರಣ

ಗ್ಯಾಮಾ ಕಿರಣವು ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಗಳು ಉದ್ದೀಪ್ತಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಕೆಳಗಿನ ಉದ್ದೀಪ್ತ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಅಥವಾ ಭೂಸ್ಥಿತಿಗೆ ಬರುವಾಗ ಉತ್ಸರ್ಜಿಸುವ (ಎಮಿಟ್) ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ವಿಸರಣ. ಆಲ್ಫ ಮತ್ತು ಬೀಟ ವಿಸರಣ, ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯ ಕ್ರಿಯೆ, ವಿದಳನ ಮುಂತಾದ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಗಳು ಉದ್ದೀಪ್ತ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದು. ಆಗ ಅವು ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳನ್ನು ಉತ್ಸರ್ಜಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳನ್ನು ಉತ್ಸರ್ಜಿಸಿಯೂ ತಮ್ಮ ಉದ್ದೀಪನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಈ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಮಾರ್ಪಾಡು ಎಂದು ಹೆಸರು.

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉದ್ದೀಪನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆದ 10^-12 ಸೆಕೆಂಡಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಗಳು ಗ್ಯಾಮಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರದೂಡುತ್ತವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಅಪವಾದವಾಗಿ 10^-8 ಸೆಕೆಂಡಿನಿಂದ ಕೆಲವು ತಿಂಗಳುಗಳವರೆಗಿನ ಉದ್ದೀಪನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಗಳೂ ಉಂಟು. ಅಂಥವುಗಳಿಗೆ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯ ಐಸೊಮರುಗಳು ಎಂದು ಹೆಸರು.

ಉದ್ದೀಪ್ತ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಗಳು ಹೊರದೂಡುವ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ವಿಸರಣವನ್ನಲ್ಲದೆ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷ ಇಲ್ಲವೆ ವೇಗಾಪಕರ್ಷಕ್ಕೊಳಗಾದ (deceleration) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನು ಮತ್ತು ಇತರ ವಿದ್ಯುದಾವಿಷ್ಟ ಕಣಗಳು ಹೊರದೂಡುವ ಬ್ರೆಮ್‍ಸ್ಟ್ರಾಲುಂಗನ್ನೂ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳೆಂದು ಕರೆಯುವುದೂ ರೂಢಿ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಶಕ್ತಿ ಸುಮಾರು 10 MeV ವರೆಗೂ ಇರಬಲ್ಲದು. ಆದರೆ ಬ್ರೆಮ್‌ಸ್ಟ್ರಾಲುಂಗ್ 100 MeV ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದೂ ಸಾಧ್ಯ.

ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳು ಫೋಟಾನುಗಳ ಸಮೂಹ. ಒಂದೊಂದು ಗ್ಯಾಮ ಫೋಟಾನಿಗೂ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಅದರ ಅಲೆಯುದ್ದ λ, ಆವರ್ತಾಂಕ ν ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ E_λ ಗಳನ್ನು ಕುರಿತು ಮಾತಾಡುತ್ತೇವೆ. ಇವುಗಳಿಗಿರುವ ಸಂಬಂಧ ಹೀಗಿದೆ:

$E_{\gamma }={\frac {hc}{\lambda }}=h\nu$...........................(1)

ಇಲ್ಲಿ c ಎಂಬುದು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವನ್ನೂ, h ಎಂಬುದು ಪ್ಲಾಂಕನ ನಿಯತಾಂಕವನ್ನೂ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ.

ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಹೀರಿಕೆ

ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಹೀರಿಕೆಗೆ ಮೂರು ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮುಖ್ಯವಾದವು - ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮ, ಕಾಂಪ್ಟನ್ ಪರಿಣಾಮ ಮತ್ತು ಅವಳಿ ಸೃಷ್ಟಿ.

• ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬಂಧಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗ್ಯಾಮಾ ಫೋಟಾನನ್ನು ಹೀರಿಕೊಂಡು ಬಿಡುಗಡೆ ಹೊಂದಿ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ. E_γ, E_e ಮತ್ತು E_B ಗಳು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಫೋಟಾನಿನ ಶಕ್ತಿ, ಬಿಡುಗಡೆ ಹೊಂದಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಬಂಧನಶಕ್ತಿ ಆಗಿದ್ದರೆ ಅವುಗಳಿಗಿರುವ ಸಂಬಂಧವನ್ನು

E_e = E_γ - E_B ...........................…(2)

ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು.

• ಕಾಂಪ್ಟನ್ ಪರಿಣಾಮದಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ನಿಶ್ಚಲವಾಗಿರುವ ಅನಿರ್ಬಂಧಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದು ತನ್ನ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ವಲ್ಪ ಭಾಗವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. E_γ, E_γ' ಮತ್ತು φ ಗಳು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಪತನ ಫೋಟಾನಿನ ಶಕ್ತಿ, ಚದರಿದ ಫೋಟನಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಪತನ ಫೋಟಾನು ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದ ಮತ್ತು ಚದರಿದ ಫೊಟಾನು ಚಲಿಸುವ ನೇರಗಳ ನಡುವಿನ ಕೋನವಾಗಿದ್ದರೆ ಆಗ

$E_{\gamma ^{\prime }}={\frac {E_{\gamma }}{1+(E_{\gamma }/m_{\text{0}}c^{2})(1-\cos \phi )}}$ ......................…(3)

ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ m₀ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ನಿಶ್ಚಲ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (rest mass), E_e- ಜಿಗಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದ್ದರೆ ಆಗ

$E_{e-}=E_{\gamma }.{\frac {\alpha (1-\cos \phi )}{1+\alpha (1-\cos \phi )}}$ …........................(4)

ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ $\alpha ={\frac {E_{\gamma }}{m_{0}c^{2}}}$

• ಅವಳಿ ಸೃಷ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಫೋಟಾನು ಅದೃಶ್ಯವಾಗಿ ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನು ಮತ್ತು ಒಂದು ಪಾಸಿಟ್ರಾನು ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ. E_e- ಮತ್ತು E_e+ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಮತ್ತು ಪಾಸಿಟ್ರಾನಿನ ಚಲನಶಕ್ತಿಗಳಾದರೆ

$E_{\gamma }=E_{e-}+E_{e+}+2m_{0}c^{2}$ ..........................…(5)

ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು.

ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಬಂಧಿತವಾಗಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ಕೂಡ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳನ್ನು ಚದರಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ರ‍್ಯಾಲೆ ಚದರಿಕೆ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇದರಿಂದ ಗ್ಯಾಮ ಕಿರಣದ ಶಕ್ತಿ ಕುಂಠಿತವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಕಾಂಪ್ಟನ್ ಪರಿಣಾಮದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಬಂಧನವನ್ನು ಉಪೇಕ್ಷಿಸುತ್ತೇವೆಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಗಳೂ ಗ್ಯಾಮ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಚದರಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯ ಥಾಮ್ಸನ್ ಚದರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಕೂಡ ಗ್ಯಾಮ ಕಿರಣಗಳ ಶಕ್ತಿ ಕುಂದುವುದಿಲ್ಲ. ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಚದರಿಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಪಟ್ಟಂತೆ ಮಾತಾಡುವಾಗ ಡೆಲ್ಬ್ರುಕ್ ಚದರಿಕೆ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯ ಅನುರಣನ ಚದರಿಕೆಗಳನ್ನು ಕುರಿತು ಕೂಡ ವಿವೇಚಿಸುತ್ತೇವೆ. ಆದರೆ ಹೀರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಈ ಚದರಿಕೆಗಳ ಪ್ರಭಾವವೇನೂ ಇಲ್ಲವೆಂದೇ ಹೇಳಬಹುದು.

ಚೆನ್ನಾಗಿ ಸಮಾಂತರಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ (ಕಾಲಿಮೇಟೆಡ್ - collimated) ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ದೂಲ (beam) ಪದಾರ್ಥದ ಮೂಲಕ ಹಾಯುವಾಗ ಘಾತೀಯ ಹೀರಿಕೆಗೊಳಗಾಗುತ್ತದೆ. I₀ ಆರಂಭ ತೀವ್ರತೆಯುಳ್ಳ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ದೂಲವೊಂದು x ದಪ್ಪವುಳ್ಳ ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಹಾಯ್ದಮೇಲೆ ಅದರ ತೀವ್ರತೆ I ಆಗುತ್ತದೆಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ಆಗ

I = I₀ exp(-μx) .......................... (6)

ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ μ ಒಂದು ನಿಯತಾಂಕ. ಇದಕ್ಕೆ ರೇಖಿಯ ಕ್ಷೀಣನಾಂಕ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇದರ ಮೌಲ್ಯ ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಮಕಿರಣದ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. μ ವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಉಪಯೋಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಬಹುದು. ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ವಸ್ತುವಿನ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ದಪ್ಪಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಪಟ್ಟಂತೆ I ಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದು Iog I ಯನ್ನು x ಎದುರು ಆಲೇಖಿಸಿ ತತ್ಸಂಬಂಧವಾಗಿ ಉಂಟಾಗುವ ರೇಖೆಯ ಓಟವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸಿ μ ವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. ಇಂಥ ನಕ್ಷೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಬಹುದು.

ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಅಳತೆ

ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಶಕ್ತಿಯೆಂದರೆ ಗ್ಯಾಮ ಫೋಟಾನಿನ ಶಕ್ತಿ ಎಂದರ್ಥ. ಇದನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಕೆಲವು ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಮುಂದೆ ವಿವರಿಸಿದೆ:

ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ರೋಹಿತ ಮಾಪಕ

ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲಂಧ್ರಗಳ ನೆರವಿನಿಂದ 2 MeV ವರೆಗಿನ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಅಲೆಯುದ್ದವನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು. ಡೂಮಾಂಡ್ ಮತ್ತು ಅವನ ಸಂಗಡಿಗರು ಈ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಬೇಕಾಗುವ ರೋಹಿತಮಾಪಕವೊಂದನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಡೊಂಕಿಸಿದ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವುದರಿಂದ ಈ ಉಪಕರಣಕ್ಕೆ ಡೊಂಕಿಸಿದ ಸ್ಫಟಿಕ ಮಾಪಕವೆಂದು ಹೆಸರುಬಂದಿದೆ. ಇದನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಬಹುದು.

R ಎಂಬಲ್ಲಿ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣದ ಆಕರವಿದ್ದರೆ ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ ಬ್ರ್ಯಾಗ್ ಪ್ರತಿಫಲನ ಹೊಂದಿದ ಕಿರಣಗಳು ಸಮಾಂತರಕಾರಕದ (ಕಾಲಿಮೇಟರ್) A ಮೂಲಕ ಹಾಯ್ದು ದರ್ಶಕ D ಯನ್ನು ತಲಪುತ್ತವೆ. ಇವು ತೋರ್ಕೆ ಸಂಗಮಬಿಂದು I ಯಿಂದ ಬಂದಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ. O ಕೇಂದ್ರವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕದ ವಕ್ರತಾ ತ್ರಿಜ್ಯದ ಅರ್ಧದಷ್ಟು ತ್ರಿಜ್ಯವಿರುವಂತೆ ರಚಿಸಿರುವ ವೃತ್ತದ ಮೇಲೆ R,V ಮತ್ತು B ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಈ ವೃತ್ತಕ್ಕೆ ಸಂಗಮವೃತ್ತ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಗ್ಯಾಮಕಿರಣದ ಆಕರವನ್ನು ಇದರ ಮೇಲೆ ಸರಿಸುತ್ತ ಹೋದಂತೆ ಬ್ರ್ಯಾಗ್ ನಿಯಮಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುವ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಆಕರ ಬಂದಾಗ ದರ್ಶಕದ ಓದಿಕೆ (ರೀಡಿಂಗ್) ಗರಿಷ್ಠವಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಫಲಿಸುವ ತಲ ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ನಡುವಿನ ಕೋನ θ ವನ್ನು ಇದರಿಂದ ಅಳೆಯಬಹುದು. ಅನಂತರ ಸಮೀಕರಣ

$2d\sin \theta =n\lambda$ .......................(7)

ಇದರಿಂದ ಅಲೆಯುದ್ದ λ ವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ d ಸ್ಫಟಿಕದ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ನಿಯತಾಂಕ (lattice constant) ಮತ್ತು n ಪ್ರತಿಫಲನದ ವರ್ಗ. λ ತಿಳಿದರೆ ಸಮೀಕರಣ (1) ರಿಂದ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಗಣಿಸಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಯೋಗದ ಯಶಸ್ಸಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ತ್ರಾಣದ ಆಕರ ಬೇಕು. ಅಂಥ ಆಕರ ದೊರೆತರೆ ನಿಖರವಾದ ಅಳತೆ ಮಾಡುವುದು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ.

ಅವಳಿ ರೋಹಿತಮಾಪಕ

ಅವಳಿಗಳ (pairs) ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಗೂ, ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನಿನ ಶಕ್ತಿಗೂ ಇರುವ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸಮೀಕರಣ (5) ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಅವಳಿಗಳು ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನ್ ಚಲಿಸುವ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲೇ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಅವನ್ನು ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಾಗಿಸಿ ಸಮಪಾತವಾಗಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಿದರೆ ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಗಣನೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಈ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಬಳಸುವ ಉಪಕರಣಕ್ಕೆ ಅವಳಿ ರೋಹಿತಮಾಪಕ (pair spectrometer) ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇದನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಬಹುದು. ವಿಸಾರಕ ರೇಕಿನಲ್ಲಿ ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನಿನಿಂದ ಹುಟ್ಟಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪಾಸಿಟ್ರಾನುಗಳು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಬಾಗಿ ದರ್ಶಕಗಳನ್ನು (1,2,3,4,) ಸೇರುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಉಪಕರಣದಿಂದ ಸಮಪಾತವಾಗಿ ದರ್ಶಕಗಳನ್ನು ಸೇರುವ ಅವಳಿಗಳನ್ನು ಗೊತ್ತುಮಾಡಬಹುದು. r₁ ಮತ್ತು r₂ ಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪಾಸಿಟ್ರಾನುಗಳು ಚಲಿಸುವ ವೃತ್ತ ಭಾಗಗಳ ವಕ್ರತಾ ತ್ರಿಜ್ಯಗಳಾದರೆ

P_e- = Her₁ ಮತ್ತು P_e+ = Her₂ ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ H ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದ ತೀವ್ರತೆ, e ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪಾಸಿಟ್ರಾನುಗಳ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶದ ಮೌಲ್ಯ. P_e-, P_e+ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪಾಸಿಟ್ರಾನುಗಳ ಸಂವೇಗಗಳು. ಅವಳಿಗಳ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಅವುಗಳ ನಿಶ್ಚಲ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಶಕ್ತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದರೆ ಫೋಟಾನಿನ ಶಕ್ತಿ

$E_{\gamma }\approx P_{e}-c+P_{e}+c=Hec(r_{1}+r_{2})=2Hecr$ ..........................…(8)

ಎಂಬುದಾಗಿ ಬರೆಯಬಹುದು. $r_{1}r_{2}=2r$ ನ್ನು ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ಶೋಧಿಸಿ $E_{\gamma }$ ವನ್ನು ಗಣಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಅವಳಿ ರೋಹಿತಮಾಪಕದ ನೆರವಿನಿಂದ 650 MeV ಗಳಿಗೂ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯುಳ್ಳ ಫೋಟಾನುಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಕಾಂಪ್ಟನ್ ರೋಹಿತಮಾಪಕ

ಒಂದು ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನ್ ನಿಶ್ಚಲವಾಗಿರುವ ಅನಿರ್ಬಂಧಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪಡೆಯುವ ಚಲನಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಮೀಕರಣ (4) ರಿಂದ

$E_{e-}={\frac {E_{\gamma }}{1+1/2\alpha }}$ .......................….(9)

ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. ಚದರಿದ ಫೋಟಾನ್ ಹಿನ್ನೆಗೆಯುತ್ತದೆ. ಪತನ ಫೋಟಾನಿನ ನೇರದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನನ್ನು ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಾಗಿಸಿ ಅದರ ಚಲನಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು. ಹೀಗೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸುವ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಬಹುದು. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾಂಪ್ಟನ್ ರೋಹಿತ ಮಾಪಕ ಎಂದು ಹೆಸರು.

ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ S ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳ ಹಿಡಿಕೆಯಿಂದ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಅವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಸಮಾಂತರಕರಿಸಿ ಪಾಲಿಸ್ಟಿರಿನ್ ಹಾಳೆಯ ಮೇಲೆ ಹಾಯಿಸಿದರೆ ಕಾಂಪ್ಟನ್ ಪರಿಣಾಮ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಪತನ ಕಿರಣಗಳ ನೇರದಲ್ಲಿ ಹೊರಬರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ನಿಡುಗಂಡಿ A ಬಳಿ ಸಂಗಮಿಸುವಂತೆ ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿಸಬಹುದು. A ಮತ್ತು B ಗಳನ್ನು ಕುದುರಿಸುವ (ಟ್ರಿಗರ್) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಎಣಿಕೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಸ್ವೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಪಥದ ಜ್ಯಾಮಿತಿ ಮತ್ತು ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದ ತೀವ್ರತೆ ಇವುಗಳಿಂದ E_e- ಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸಬಹುದು. ಅನಂತರ ಸಮೀಕರಣ (9) ರಿಂದ E_γ ವನ್ನು ತಿಳಿಯಬಹುದು.

ಕಾಂಪ್ಟನ್ ರೋಹಿತಮಾಪಕವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಪ್ರಸ್ಫುರಣ (ಸಿಂಟಿಲೇಷನ್) ರೋಹಿತಮಾಪಕ

ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನುಗಳು ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳ್ಳುವಾಗ ಅವುಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪೂರ್ತಿ ಇಲ್ಲವೆ ಭಾಗಶಃ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿಗೆ ಕೊಡುತ್ತವೆ. ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು (ಅವಳಿಸೃಷ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಪಾಸಿಟ್ರಾನೂ ಸೇರಿದಂತೆ) ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಯಾನೀಕರಣ ಮತ್ತು ಉದ್ದೀಪನ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ತತ್ಫಲವಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳು ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಸ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕವೂ ಆಗಿದ್ದರೆ ಅಂಥ ವಸ್ತುವನ್ನು ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನನ್ನು ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚಲು ಮತ್ತು ಅದರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳತೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸಬಹುದು. NaI (Tl) ಮತ್ತು CsI (Tl) ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಅಂಥವು. ಅವುಗಳಿಗೆ ಪ್ರಸ್ಫುರಣಕಗಳು (ಸಿಂಟಿಲೇಟರ್ಸ್) ಎಂದು ಹೆಸರು. ಯಾವುದೇ ಪ್ರಸ್ಫರಣಕವನ್ನು ಬಳಸಿದರೂ ಅದರಿಂದ ಬರುವ ಬೆಳಕನ್ನು ದ್ಯುತಿಗುಣಕದ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವಂತೆ ಮಾಡಬೇಕು. ದ್ಯುತಿಗುಣಕ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಗೆ ಅನುಪಾತವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಿಡಿತವನ್ನು ಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ರೇಖೀಯವಾಗಿ ವೃದ್ಧಿಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಉಪಕರಣಕ್ಕೆ ರವಾನಿಸಬಹುದು. ಪ್ರಸ್ಫುರಣಕದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿ ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನ್ ಕಳೆದುಕೊಂಡ ಶಕ್ತಿಗೆ ಅನುಪಾತವಾಗಿದ್ದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಉಪಕರಣ ಅಳೆಯುವ ಮಿಡಿತಗಳ ಎತ್ತರಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ ಗ್ಯಾಮಫೋಟಾನಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅಳತೆಯನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು.

ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದ ವಿಧಾನಗಳೇ ಅಲ್ಲದೆ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮ ಮತ್ತು ಒಳ ಮಾರ್ಪಾಡಿನಿಂದ ಹೊರಬರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆದು ತತ್ಸಂಬಂಧವಾದ ಫೋಟಾನಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಅನೂಕೂಲವಾಗುವ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ವಿಧಾನಗಳೂ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿದೆ.

ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ದರ್ಶಕಗಳು

ಅಯಾನೀಕರಣ ಮಂದಿರ, ಅನುಪಾತ ಗೈಗರ್ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ಫುರಣ ಗುಣಕಗಳು, ಮೇಘಮಂದಿರ, ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರ ಮುಂತಾದ ಉಪಕರಣಗಳಿಂದ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಗ್ಯಾಮಕಿರಣದ ತೀವ್ರತೆಯ ಅಳತೆಗೆ ಅಯಾನೀಕರಣ ಮಂದಿರ ಸಹಾಯಕವಾದರೆ ಗೈಗರ್ ಗುಣಕ ಅವುಗಳ ಎಣಿಕೆಗೆ ಸಹಾಯಕವಾಗುತ್ತವೆ. ಅನುಪಾತ ಗುಣಕ, ಪ್ರಸ್ಫುರಣ ಗುಣಕಗಳ ನೆರವಿನಿಂದ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳ ಎಣಿಕೆಯ ಜೊತೆಗೆ ಅವುಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನೂ ಅಳತೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಅವಳಿಸೃಷ್ಟಿ ಮತ್ತು ದೃಷ್ಟಿ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಅಭ್ಯಾಸ ಮಾಡಲು ಮೇಘಮಂದಿರ ಮತ್ತು ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ನೋಡಿ

• ಗ್ಯಾಮಕ್ಷಯ

ಹೊರಗಿನ ಕೊಂಡಿಗಳು

• Basic reference on several types of radiation Archived 2018-04-25 ವೇಬ್ಯಾಕ್ ಮೆಷಿನ್ ನಲ್ಲಿ.
• Radiation Q & A
• GCSE information
• Radiation information Archived 2010-06-11 ವೇಬ್ಯಾಕ್ ಮೆಷಿನ್ ನಲ್ಲಿ.