Záření gama je často definováno jako záření oenergiifotonu nad 10 keV, což odpovídáfrekvenci nad 2,42 EHz čivlnové délce kratší než 124 pm, přestože do tohoto spektrálního pásma zasahuje i velmi tvrdérentgenové záření. To souvisí se skutečností, že hranice není stanovena uměle, ale tyto druhy záření se rozlišují dle svého zdroje, přičemž se samo záření jinak fyzikálně neliší. Nejvyšší gama záření energie 1400TeV.[1] byla objevená vkosmickém záření.
Potom se nově vzniklé excitovanéjádro zbaví přebytečnéenergie vyzářeníkvanta záření gama:
Vyzářená kvanta záření gama mají v tomto případě energii buď 1,17 MeV nebo 1,33MeV (tomu odpovídá vlnová délka 1,06 pm nebo 0,93 pm).
Jiným příkladem může býtalfa rozpadamericia-241241Am naneptunium-237237Np, který je podobně jako předchozí doprovázen vyzářením gama kvant. Rozdíl je v tom, že nyní mají vyzařovaná kvanta mnohem více různých energií, stejně jako např. při beta rozpadu iridia-192192Ir na platinu-192192Pt.
I když je záření gama méně ionizující než α i β, je pro živé organismy včetně člověka nebezpečné. Způsobuje podobná poškození jakorentgenové záření: popáleniny,rakovinu agenové mutace. Proto je nutno se před jeho účinky chránit. Záření γ znukleárního spadu by pravděpodobně způsobilo nejvíce úmrtí a zranění v případě použitíjaderných zbraní. Účinnýprotiatomový kryt však sníží ohrožení lidí tisíckrát.
Fotoelektrický jev vzniká, když foton γ interaguje selektronem na orbitu atomu a předá mu veškerou energii, což elektronu umožní opustit atom. Kinetická energie uvolněného elektronu je rovna energii fotonu γ snížené o vazebnou energii elektronu původně vázaného v atomu. Fotoelektrický jev je dominantní mechanizmus výměny energie pro rentgenové záření a gama záření s energií pod 50 keV, u energetičtějších převažují jiné formy výměny.
Comptonův jev zvaný téžComptonův rozptyl čiCompton-Debyeův jev je interakce fotonu s volným nebo se slabě vázaným orbitálním elektronem, při níž část energie fotonu umožní únik elektronu z atomu a zbytek energie je vyzářen v podobě méně energetického fotonu. Tento jev je dominantní pro fotony γ o energiích 100 keV až 10 MeV; při jaderném výbuchu je v tomto rozsahu energií vyzářena většina fotonů záření gama. Comptonův jev je relativně nezávislý na atomovém čísle interagujícího materiálu.
Vznik elektron-pozitronového páru nastává při průletu fotonu v dosahu coulombické síly jádra. Energie fotonu je využita na vznik páruelektron-pozitron. Na vznik těchto dvou částic je třeba 1,02 MeV (což je energetický ekvivalent dvou klidových hmotností elektronu), zbylá energie se změní vkinetickou energii vznikajícího páru a jádra. Pozitron žije velmi krátce. Během asi 10−8sanihiluje s volným elektronem při vyzáření 2 gama fotonů o energii po 511 keV.
Na pohlcení záření γ je třeba velké masy materiálu. Vhodnější jsou materiály s vyššímatomovým číslem a s vysokouhustotou. Čím energetičtější je záření, tím tlustší stínění je zapotřebí. Schopnost materiálu pohlcovat záření zpravidla vyjadřujemepolotloušťkou materiálu, tj. tloušťkou, po jejímž průchodu se původní intenzita záření sníží na polovinu. Například záření γ, jehož intenzitu 1 cmolova zredukuje na 50 %, bude mít poloviční intenzitu také po průchodu 6 cmbetonu.
Vysokoenergetická povaha záření gama z něj činí účinný prostředek hubeníbakterií, čehož se využívá například při sterilizaci lékařských nástrojů nebo při ošetřování potravin, zejména masa a zeleniny, aby déle zůstalo čerstvé.
Přestože může samo způsobovatrakovinu, používá se při jejím léčení. Přístrojgama nůž využívá několika paprsků záření zaměřených na místo nádoru, aby zničil zhoubným bujením zasažené buňky. V ostatních místech prochází jen jeden paprsek, a proto jsou zdravé buňky méně poškozené a přežijí.
Zpočátku se myslelo, že záření γ je částicové povahy stejně jako α a β. Britský fyzikWilliam Henry Bragg roku1910 ukázal jeho vlnový charakter tím, že ionizuje plyn obdobně rentgenovému záření.
V r.1914Ernest Rutherford aEdward Andrade dokázali změřením jeho vlnové délky pomocírentgenovékrystalografie, že záření gama je druh elektromagnetického záření. Pojmenování „záření gama“ zavedlErnest Rutherford jako obdobu alfa a beta záření ještě v době, kdy nebyl znám rozdíl ve fyzikální podstatě těchto druhů záření.
