Диапазон от 1019 Гц и выше характерен для наиболее мощного электромагнитного излучения. Такие волны способны проникать через свинец толщиной до 5 см, что делает их незаменимыми в медицине для стерилизации оборудования и точечного воздействия на злокачественные опухоли.
В астрофизике регистрация этого типа излучения помогает изучать процессы в активных ядрах галактик и сверхновых. Например, обсерватория Fermi фиксирует всплески с энергией свыше 100 ГэВ, что позволяет уточнить модели космических катастроф.
Промышленные ускорители частиц генерируют потоки с длиной волны менее 0,01 нм для контроля целостности металлических конструкций. Рекомендуемая мощность для дефектоскопии трубопроводов – от 2 до 10 МэВ, в зависимости от толщины стенок.
Энергия и использование коротковолнового излучения
Диапазон длин волн менее 0,01 нм соответствует излучению с энергией выше 100 кэВ. Такие лучи проникают через свинец толщиной до 5 см, что требует экранирования специальными сплавами.
В медицине пучки с энергией 1-30 МэВ применяют для разрушения опухолей. Установки типа гамма-нож фокусируют излучение с точностью до 0,5 мм, сохраняя здоровые ткани.
Промышленные дефектоскопы используют цезий-137 или кобальт-60 для проверки сварных швов. Мощность источников не превышает 500 ГБк для безопасности операторов.
Космические телескопы регистрируют всплески с энергией до 100 ГэВ. Данные Fermi LAT помогают изучать черные дыры и нейтронные звезды.
Влияние энергии высокочастотного излучения на глубину проникновения
Чем выше энергия электромагнитных волн в этом диапазоне, тем сильнее их способность проходить через вещество. Например, пучок с энергией 10 МэВ преодолевает свинцовый барьер толщиной 5 см, тогда как при 1 МэВ тот же материал остановит 99% потока.
Зависимость от материала
Для алюминия линейный коэффициент ослабления составляет 0,5 см⁻¹ при 0,5 МэВ, но падает до 0,2 см⁻¹ при 2 МэВ. В бетоне разница ещё заметнее: от 0,3 см⁻¹ до 0,08 см⁻¹ для тех же значений.
Практические расчёты
Для защиты от излучения 5 МэВ требуется свинцовая плита толщиной 8 см, что втрое меньше, чем для экранирования рентгеновских лучей с энергией 100 кэВ. В медицинских ускорителях используют энергию 6-20 МэВ для точечного воздействия на глубокие опухоли.
Использование высокоэнергетического излучения в медицине и производстве
В онкологии пучки с энергией 1–25 МэВ разрушают злокачественные опухоли. Установки на основе кобальта-60 (1,17 и 1,33 МэВ) применяют для стереотаксической радиохирургии.
Для стерилизации медицинских инструментов задействуют установки мощностью 10–50 кГр. Доза 25 кГр уничтожает бактерии на одноразовых шприцах без нарушения структуры пластика.
В нефтегазовой отрасли дефектоскопия трубопроводов выполняется источниками на иридии-192 (0,31–0,47 МэВ). Толщина просвечиваемого металла достигает 70 мм.
Пищевая промышленность обрабатывает специи дозой 5–10 кГр. Метод снижает количество микроорганизмов в 1000 раз без изменения вкусовых качеств.
В авиастроении проверяют целостность турбинных лопаток с помощью тулия-170 (0,052–0,084 МэВ). Чувствительность метода – обнаружение трещин от 0,1 мм.
