ગૅમા કિરણો (gamma rays) : રેડિયોઍક્ટિવ કિરણોત્સારના ત્રણ ઘટકો – આલ્ફા (α); બીટા (β) અને ગૅમા (γ) કિરણોમાંનો એક ઘટક. તેની શોધ વિલાર્ડે 1900માં કરી હતી. તેના એક વર્ષ અગાઉ એટલે કે 1899માં આલ્ફા તેમજ બીટાની શોધ થઈ હતી.
રેડિયોઍક્ટિવ વિકિરણના માર્ગને કાટખૂણે પ્રબળ ચુંબકીય ક્ષેત્ર લગાડતાં, ગૅમા કિરણો વંકાતાં નથી કે તેમનું આવર્તન (deflection) થતું નથી, જે દર્શાવે છે કે તે કોઈ વિદ્યુતભારિત કણનાં બનેલાં નથી. ઍક્સ-કિરણો જેવાં; પરંતુ ઍક્સ-કિરણો કરતાં અનેકગણી વિશેષ ઊર્જા ધરાવતાં અર્દશ્ય ફોટૉન કણનાં તે બનેલાં છે. રેડિયોઍક્ટિવ રૂપાંતરણ (transformation) દરમિયાન નીપજતું નવું ન્યૂક્લિયસ (daughter nucleus) ઘણી વખત ઉત્તેજિત અવસ્થા(excited state)માં હોય છે. આવી ઉત્તેજિત સ્થિતિમાંથી, તે વધારાની ઊર્જા(excess energy)નું ગૅમા, ફોટૉન દ્વારા ઉત્સર્જન કરી, ધરા અવસ્થા(ground state)માં આવે છે. આમ રેડિયોઍક્ટિવ પરમાણુનું ન્યૂક્લિયસ, ગૅમા કિરણોનું ઉદભવસ્થાન છે.
ક્વૉન્ટમવાદ અનુસાર ગૅમા વિકિરણના ફોટૉનની ઊર્જા
E = hf છે.
અહીં, h = પ્લાન્કનો અચળાંક = 6.6 × 10–34 જૂલ-સેકન્ડ અને f = ગૅમા ફોટૉનની આવૃત્તિ (હર્ટ્ઝમાં) છે અને f = C/λ છે, જ્યાં
C = શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશનો વેગ = 3.108 મીટર/સેકન્ડ અને λ = ગૅમા ફોટૉનની મીટરમાં તરંગલંબાઈ છે.
∴ E = h • f = h • C/λ
ગૅમા ફોટૉનની તરંગલંબાઈ (λ) ખૂબ નાની હોવાથી, ઉપરના સૂત્ર ઉપરથી તેની ઊર્જા(E)નું મૂલ્ય ખૂબ વધારે હોય છે. [f = C/λ ઉપરથી ગૅમા ફોટૉનની આવૃત્તિ(–f)નું મૂલ્ય ખૂબ મોટું છે.]
આ કિરણો આમ તો અશ્ય છે; પરંતુ ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ ઉપર તથા પ્રસ્ફુરિત પડદા (fluorescent screen) ઉપરની તેમની અસર દ્વારા પ્રત્યક્ષ થતાં હોય છે. પડદા ઉપર રાખવામાં આવેલો પ્રસ્ફુરક પદાર્થ [સામાન્યત: બેરિયમ પ્લેટિનોસાયનાઇડ] લાક્ષણિક ર્દશ્ય પ્રકાશથી ઝળહળીને તેમને પ્રત્યક્ષ કરે છે. સામાન્ય સંજોગોમાં હવામાંથી પસાર થતાં, હવાના પરમાણુઓ સાથે સંઘાત (collision) અનુભવી, વિદ્યુતભારિત કણ (ions) ઉત્પન્ન કરી, આયનીકરણ (ionization) નિપજાવે છે. તેઓ પ્રચંડ ભેદનશક્તિ (penetrating power) ધરાવે છે. 20.32 સેમી. (આઠ ઇંચ) જાડાઈના સીસા(lead)ના બ્લૉકમાંથી આરપાર જઈ શકે છે. આવી પ્રચંડ ભેદનશક્તિને કારણે માનવશરીરમાં દાખલ થતાં, જીવંત કોષની કામગીરીમાં દખલ ઉત્પન્ન કરે છે. ક્યારેક મૃત્યુ પણ નિપજાવે છે. વારસાગત લક્ષણોનું વહન કરનાર જીન્સમાં વિકૃતિ ઉપજાવે છે જેની અસર અમુક પેઢીઓ સુધી રહે છે.
α, β અને γ વિકિરણની આયનીકારક શક્તિ તેમજ ભેદનશક્તિમાં સાપેક્ષ મૂલ્ય નીચે પ્રમાણે છે :
| α | β | γ | |
|
સાપેક્ષ આયનીકારક શક્તિ સાપેક્ષ ભેદનશક્તિ |
10,000 1 |
100
100 |
1 10,000 |
એરચ મા. બલસારા