Les rayons gamma ont plusieurs propriétés qui leur permettent de traverser ou de pénétrer les solides :
1. Haute énergie :Les rayons gamma ont une énergie très élevée par rapport aux autres types de rayonnement électromagnétique. Cette énergie leur permet de surmonter les forces de liaison entre les atomes et les molécules des solides. Lorsqu’ils interagissent avec la matière, les rayons gamma peuvent transférer leur énergie aux électrons, les éjectant ainsi de leurs atomes. Ce processus, appelé ionisation, affaiblit la structure du matériau et réduit sa capacité à absorber ou bloquer les rayons gamma.
2. Longueur d'onde courte :La longueur d'onde des rayons gamma est extrêmement courte, allant généralement des picomètres (10^-12 mètres) aux nanomètres (10^-9 mètres). Cette courte longueur d’onde signifie que les rayons gamma ont un degré élevé de pénétrabilité. Ils peuvent traverser de petits interstices et espaces entre les atomes et les molécules des solides sans être absorbés ou dispersés de manière significative.
3. Interactions limitées :Les rayons gamma interagissent principalement avec la matière à travers deux processus principaux :l'effet photoélectrique et la production de paires. L'effet photoélectrique se produit lorsqu'un rayon gamma interagit avec un atome, transférant toute son énergie à un électron, provoquant son éjection. La production de paires se produit lorsqu'un rayon gamma interagit avec un fort champ électrique à proximité d'un noyau atomique, se transformant en une paire électron-positon. Cependant, la probabilité que ces interactions se produisent est relativement faible, ce qui permet aux rayons gamma de pénétrer dans les solides dans une certaine mesure.
4. Loi du carré inverse :L'intensité du rayonnement gamma diminue avec le carré de la distance à la source. Cela signifie que plus les rayons gamma voyagent loin, plus ils deviennent faibles. Lorsque les rayons gamma pénètrent dans un solide, ils perdent progressivement de l’énergie à cause des interactions avec la matière, ce qui entraîne une diminution de leur intensité. Cependant, en raison de leur énergie élevée et de leur courte longueur d’onde, les rayons gamma peuvent encore pénétrer des épaisseurs importantes de matériau avant que leur intensité ne devienne trop faible pour être détectée.
Il est important de noter que même si les rayons gamma peuvent pénétrer dans les solides, leur capacité à le faire dépend de la densité, de l'épaisseur et de la composition du matériau. Les matériaux plus denses, comme le plomb ou le béton, offrent une meilleure protection contre les rayons gamma que les matériaux moins denses comme le bois ou le plastique. De plus, l’intensité et l’énergie de la source de rayonnement gamma jouent également un rôle dans la détermination de son pouvoir de pénétration.
