I raggi gamma hanno diverse proprietà che consentono loro di attraversare o penetrare i solidi:
1. Alta energia:i raggi gamma hanno un'energia molto elevata rispetto ad altri tipi di radiazioni elettromagnetiche. Questa energia consente loro di superare le forze di legame tra atomi e molecole nei solidi. Interagendo con la materia, i raggi gamma possono trasferire la loro energia agli elettroni, facendoli espellere dai loro atomi. Questo processo, noto come ionizzazione, indebolisce la struttura del materiale e riduce la sua capacità di assorbire o bloccare i raggi gamma.
2. Lunghezza d'onda corta:la lunghezza d'onda dei raggi gamma è estremamente corta, in genere varia da picometri (10^-12 metri) a nanometri (10^-9 metri). Questa lunghezza d'onda corta significa che i raggi gamma hanno un alto grado di penetrabilità. Possono passare attraverso piccoli spazi tra atomi e molecole nei solidi senza essere assorbiti o dispersi in modo significativo.
3. Interazioni limitate:i raggi gamma interagiscono principalmente con la materia attraverso due processi principali:effetto fotoelettrico e produzione di coppie. L'effetto fotoelettrico si verifica quando un raggio gamma interagisce con un atomo, trasferendo tutta la sua energia ad un elettrone, provocandone l'espulsione. La produzione di coppie avviene quando un raggio gamma interagisce con un forte campo elettrico vicino a un nucleo atomico, convertendosi in una coppia elettrone-positrone. Tuttavia, la probabilità che queste interazioni si verifichino è relativamente bassa, consentendo ai raggi gamma di penetrare in una certa misura nei solidi.
4. Legge dell'inverso del quadrato:l'intensità della radiazione gamma diminuisce con il quadrato della distanza dalla sorgente. Ciò significa che più lontano viaggiano i raggi gamma, più deboli diventano. Quando i raggi gamma penetrano in un solido, perdono gradualmente energia attraverso le interazioni con la materia, con conseguente diminuzione della loro intensità. Tuttavia, a causa della loro elevata energia e della breve lunghezza d’onda, i raggi gamma possono ancora penetrare in spessori significativi di materiale prima che la loro intensità diventi troppo bassa per essere rilevata.
È importante notare che mentre i raggi gamma possono penetrare i solidi, la loro capacità di farlo dipende dalla densità, dallo spessore e dalla composizione del materiale. I materiali più densi, come il piombo o il cemento, forniscono una migliore schermatura contro i raggi gamma rispetto a materiali meno densi come il legno o la plastica. Inoltre, anche l’intensità e l’energia della sorgente di radiazioni gamma svolgono un ruolo nel determinare il suo potere di penetrazione.
