γ射線，又稱γ粒子流，中文音譯為伽馬射線。γ-ray波長(zhǎng)短于0.2埃的電磁波。首先由法國(guó)科學(xué)家p.v.維拉德發(fā)現(xiàn)，是繼α、β射線后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線。原子核衰變和核反應(yīng)均可產(chǎn)生γ射線 。γ射線具有比x射線還要強(qiáng)的穿透能力。當(dāng)γ射線通過物質(zhì)并與原子相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和正負(fù)電子對(duì)三種效應(yīng)。原子核釋放出的γ光子與核外電子相碰時(shí)，會(huì)把全部能量交給電子，使電子電離成為光電子，此即光電效應(yīng)。由于核外電子殼層出現(xiàn)空位，將產(chǎn)生內(nèi)層電子的躍遷并發(fā)射x射線標(biāo)識(shí)譜。高能γ光子（＞2兆電子伏特）的光電效應(yīng)較弱。γ光子的能量較高時(shí)，除上述光電效應(yīng)外，還可能與核外電子發(fā)生彈性碰撞，γ光子的能量和運(yùn)動(dòng)方向均有改變，從而產(chǎn)生康普頓效應(yīng)。當(dāng)γ光子的能量大于電子靜質(zhì)量的兩倍時(shí)，由于受原子核的作用而轉(zhuǎn)變成正負(fù)電子對(duì)，此效應(yīng)隨γ光子能量的增高而增強(qiáng)。γ光子不帶電，故不能用磁偏轉(zhuǎn)法測(cè)出其能量，通常利用γ光子造成的上述次級(jí)效應(yīng)間接求出，例如通過測(cè)量光電子或正負(fù)電子對(duì)的能量推算出來。此外還可用γ譜儀（利用晶體對(duì)γ射線的衍射）直接測(cè)量γ光子的能量。由熒光晶體、光電倍增管和電子儀器組成的閃爍計(jì)數(shù)器是探測(cè)γ射線強(qiáng)度的常用儀器。
通過對(duì)γ射線譜的研究可了解核的能級(jí)結(jié)構(gòu)。γ射線有很強(qiáng)的穿透力，工業(yè)中可用來探傷或流水線的自動(dòng)控制。γ射線對(duì)細(xì)胞有殺傷力，醫(yī)療上用來治療腫瘤。
探測(cè)伽瑪射線有助天文學(xué)的研究。
當(dāng)人類觀察太空時(shí)，看到的為“可見光”，然而電磁波譜的大部份是由不同輻射組成，當(dāng)中的輻射的波長(zhǎng)有較可見光長(zhǎng)，亦有較短，大部份單靠肉眼并不能看到。通過探測(cè)伽瑪射線能提供肉眼所看不到的太空影像。
在太空中產(chǎn)生的伽瑪射線是由恒星核心的核聚變產(chǎn)生的，因?yàn)闊o法穿透地球大氣層，因此無法到達(dá)地球的低層大氣層，只能在太空中被探測(cè)到。太空中的伽瑪射線是在1967年由一顆名為“維拉斯”的人造衛(wèi)星首次觀測(cè)到。從20世紀(jì)70年代初由不同人造衛(wèi)星所探測(cè)到的伽瑪射線圖片，提供了關(guān)于幾百顆此前并未發(fā)現(xiàn)到的恒星及可能的黑洞。于90年代發(fā)射的人造衛(wèi)星(包括康普頓伽瑪射線觀測(cè)臺(tái))，提供了關(guān)于超新星、年輕星團(tuán)、類星體等不同的天文信息。
γ射線是一種強(qiáng)電磁波，它的波長(zhǎng)比x射線還要短，一般波長(zhǎng)＜0．001納米。在原子核反應(yīng)中，當(dāng)原子核發(fā)生α、β衰變后，往往衰變到某個(gè)激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子核仍是不穩(wěn)定的，并且會(huì)通過釋放一系列能量使其躍遷到穩(wěn)定的狀態(tài)，而這些能量的釋放是通過射線輻射來實(shí)現(xiàn)的，這種射線就是γ射線。
γ射線具有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)。人體受到γ射線照射時(shí)，γ射線可以進(jìn)入到人體的內(nèi)部，并與體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生電離作用，電離產(chǎn)生的離子能侵蝕復(fù)雜的有機(jī)分子，如蛋白質(zhì)、核酸和酶，它們都是構(gòu)成活細(xì)胞組織的主要成份，一旦它們?cè)獾狡茐?，就?huì)導(dǎo)致人體內(nèi)的正常化學(xué)過程受到干擾，嚴(yán)重的可以使細(xì)胞死亡。強(qiáng)大的威力一般來說，核爆炸（比如原子彈、氫彈的爆炸）的殺傷力量由四個(gè)因素構(gòu)成：沖擊波、光輻射、放射性沾染和貫穿輻射。其中貫穿輻射則主要由強(qiáng)γ射線和中子流組成。由此可見，核爆炸本身就是一個(gè)γ射線光源。通過結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)計(jì)，可以縮小核爆炸的其他硬殺傷因素，使爆炸的能量主要以γ射線的形式釋放，并盡可能地延長(zhǎng)γ射線的作用時(shí)間（可以為普通核爆炸的三倍），這種核彈就是γ射線彈。
與其他核武器相比，γ射線的威力主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是γ射線的能量大。由于γ射線的波長(zhǎng)非常短，頻率高，因此具有非常大的能量。高能量的γ射線對(duì)人體的破壞作用相當(dāng)大，當(dāng)人體受到γ射線的輻射劑量達(dá)到200－600雷姆時(shí)，人體造血器官如骨髓將遭到損壞，白血球嚴(yán)重地減少，內(nèi)出血、頭發(fā)脫落，在兩個(gè)月內(nèi)死亡的概率為0－80％；當(dāng)輻射劑量為600－1000雷姆時(shí)，在兩個(gè)月內(nèi)死亡的概率為80－100％；當(dāng)輻射劑量為1000－1500雷姆時(shí)，人體腸胃系統(tǒng)將遭破壞，發(fā)生腹瀉、發(fā)燒、內(nèi)分泌失調(diào)，在兩周內(nèi)死亡概率幾乎為100％；當(dāng)輻射劑量為5000雷姆以上時(shí)，可導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到破壞，發(fā)生痙攣、震顫、失調(diào)、嗜眠，在兩天內(nèi)死亡的概率為100％。二是γ射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)。γ射線是一種殺人武器，它比中子彈的威力大得多。中子彈是以中子流作為攻擊的手段，但是中子的產(chǎn)額較少，只占核爆炸放出能量的很小一部分，所以殺傷范圍只有500－700米，一般作為戰(zhàn)術(shù)武器來使用。γ射線的殺傷范圍，據(jù)說為方圓100萬平方公里，這相當(dāng)于以阿爾卑斯山為中心的整個(gè)南歐。因此，它是一種極具威懾力的戰(zhàn)略武器?！扒臒o聲息”的殺手γ射線彈除殺傷力大外，還有兩個(gè)突出的特點(diǎn)：一是γ射線彈無需炸藥引爆。一般的核彈都裝有高爆炸藥和雷管，所以貯存時(shí)易發(fā)生事故。而γ射線彈則沒有引爆炸藥，所以平時(shí)貯存安全得多。二是γ射線彈沒有爆炸效應(yīng)。進(jìn)行這種核試驗(yàn)不易被測(cè)量到，即使在敵方上空爆炸也不易被覺察。因此γ射線彈是很難防御的，正如美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)科恩在接受德國(guó)《世界報(bào)》的采訪時(shí)說，“這種武器是無聲的、具有瞬時(shí)效應(yīng)”?？梢?，一旦這個(gè)“悄無聲息”的殺手闖入戰(zhàn)場(chǎng)，將成為影響戰(zhàn)場(chǎng)格局的重要因素。
參考書目
褚圣麟編：《原子物理學(xué)》，人民教育出版社，北京，1979。
r. eisberg and r. resnick, quantum physics of atoms, molecules, solids, nuclei and particles,john wiley &sons, new york, 1974.