În domeniul fizicii nucleare, sunt studiate diferitele tipuri de radiații care există. În acest caz, ne vom concentra asupra studierii raze gamma. Sunt radiații electromagnetice care sunt produse prin dezintegrarea radioactivă a nucleelor atomice. Aceste raze gamma au radiația cu cea mai mare frecvență și sunt printre cele mai periculoase pentru oameni, ca și restul radiațiilor ionizante. Acest lucru se datorează faptului că sunt radiații care, deși nu au sarcină electrică, pot provoca daune semnificative celulelor umane și ADN-ului lor.
Prin urmare, vom dedica acest articol pentru a vă spune care sunt caracteristicile, importanța și utilizările razelor gamma. Vom aborda, de asemenea, implicațiile asupra sănătății și aplicațiile în tehnologii avansate, cum ar fi medicina.
caracteristici cheie
Pe scurt, vom enumera principalele caracteristici ale razelor gamma:
- Sunt particule care nu mai au repaus, deoarece se mișcă cu viteza luminii.
- De asemenea, nu au încărcare electrică, deoarece nu sunt deviați de câmpurile electrice și magnetice.
- Au foarte puțină putere ionizantă, deși sunt destul de pătrunzătoare. Raze gamma de radon pot trece până la 15 cm de oțel.
- Sunt unde precum lumina, dar mult mai energice decât razele X.
- Un compus radioactiv care este absorbit într-o glandă și evită radiațiile gamma face posibilă studierea glandei menționate prin obținerea ei pe o plajă.
Au radiații de înaltă frecvență și sunt una dintre cele mai periculoase radiații pentru oameni, ca toate radiațiile ionizante. Pericolul constă în faptul că sunt unde cu energie mare care pot deteriora ireversibil moleculele. care alcătuiesc celulele, provocând mutații genetice și chiar moarte. Pe Pământ putem observa surse naturale de raze gamma în dezintegrarea radionuclizilor și interacțiunea razelor cosmice cu atmosfera; Foarte puține raze produc și acest tip de radiații. În plus, dacă doriți să aprofundați în alte tipuri de radiații, puteți consulta articolul nostru despre Tot ce trebuie să știi despre fulgere.
Proprietățile razelor gamma
În mod normal, frecvența acestei radiații este mai mare de 1020 Hz, deci are o energie mai mare de 100 keV și o lungime de undă mai mică de 3 × 10 -13 m, mult mai mică decât diametrul unui atom. Au fost, de asemenea, studiate interacțiunile care implică raze gamma de energie de la TeV la PeV.
Razele gamma sunt mai penetrante decât radiațiile produse de alte forme de dezintegrare radioactivă, sau decăderea alfa și decăderea beta, datorită tendinței mai mici de a interacționa cu materia. Radiația gamma este formată din fotoni. Aceasta este o diferență substanțială față de radiația alfa care este formată din nuclei de heliu și radiația beta care este alcătuită din electroni.
Fotoni, deoarece nu sunt echipate cu masă, sunt mai puțin ionizante. La aceste frecvențe, descrierea fenomenelor de interacțiuni dintre câmpul electromagnetic și materie nu poate ignora mecanica cuantică. Razele gamma se disting de razele X prin originea lor. Ele sunt produse prin tranziții nucleare sau subatomice, în orice caz, în timp ce razele X sunt produse prin tranziții de energie datorită electronii care intră în mai multe niveluri interne de energie liberă de la nivelurile externe de energie cuantificate.
Deoarece unele tranziții electronice pot depăși energia unor tranziții nucleare, frecvența razelor X cu cea mai mare energie poate fi mai mare decât frecvența razelor gamma cu cea mai mică energie. Dar, de fapt, toate sunt unde electromagnetice, precum undele radio și lumina. Dacă doriți să aflați mai multe despre alte componente ale spectrului, puteți consulta articolul nostru despre spectroscopie, tipuri și caracteristici.
Materiale realizate datorită razelor gamma
Materialul necesar pentru protejarea razelor gamma este mult mai gros decât cel necesar pentru protejarea particulelor alfa și beta. Aceste materiale pot fi blocate cu o foaie simplă de hârtie (α) sau o placă metalică subțire (β). Materialele cu număr atomic ridicat și densitate mare pot absorbi mai bine razele gamma. De fapt, dacă este necesar să se reducă 1 cm de plumb intensitatea razelor gamma cu 50%, același efect apare la 6 cm de ciment și 9 cm de pământ presat.
Materialele de protecție sunt în general măsurate în funcție de grosimea necesară pentru a reduce intensitatea radiației la jumătate. Evident, cu cât energia fotonului este mai mare, cu atât este mai mare grosimea ecranului necesar.
Prin urmare, sunt necesare ecrane groase pentru a proteja oamenii, deoarece razele gamma și razele X pot provoca arsuri, cancer și mutații genetice. De exemplu, în centralele nucleare, este utilizat pentru a proteja oțelul și cimentul în izolația peletelor, în timp ce apa poate preveni radiațiile în timpul depozitării barelor de combustibil sau în timpul transportului miezului reactorului. Dacă doriți să aflați mai multe despre cum funcționează lumina în contextul radiațiilor, consultați articolul nostru despre ce este lumina.
aplicații
Tratamentul cu radiații ionizante este o metodă fizică utilizată pentru a realiza sterilizarea materialelor medical și sanitar, decontaminarea alimentelor, materiilor prime și a produselor industriale și aplicarea acestora în alte domenii, Vom vedea mai târziu.
Acest proces presupune expunerea produsului sau substanței finale ambalate sau în vrac la energie ionizantă. Acest lucru se face într-o cameră specială numită cameră de iradiere pentru fiecare situație specifică și într-o anumită perioadă de timp. Aceste valuri pătrund complet în produsele expuse, inclusiv în produsele ambalate multistrat.
Utilizarea Cobalt 60 pentru tratamentul bolilor tumorale este o metodă care este în prezent foarte răspândită în țara mea și în lume datorită eficacității și siguranței sale intrinseci. Se numește terapie cu cobalt sau terapie cu cobalt și presupune expunerea țesutului tumoral la razele gamma.
Pentru aceasta, se folosește așa-numitul dispozitiv de tratare cu cobalt, care este echipat cu un cap ecranat echipat cu cobalt 60 și este echipat cu un dispozitiv care controlează cu precizie expunerea necesară în fiecare caz specific pentru tratarea adecvată a bolii. Pentru mai multe informații despre găurile negre și interacțiunile lor cu radiațiile, puteți citi articolul nostru despre găuri negre supermasive.
Prima aplicare comercială a energiei de ionizare datează de la începutul anilor 1960. Astăzi, există aproximativ 160 de instalații de iradiere în funcțiune în lume, distribuită în peste 30 de țări, oferind o gamă largă de servicii pentru tot mai multe industrii.
După cum puteți vedea, deși sunt periculoase, ființa umană reușește să utilizeze razele gamma în multe zone, așa cum este indus de medicină. Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre razele gamma și caracteristicile acestora.