Chtěli jste být někdy tak silní jako Hulk, superhrdina, který dokáže zvedat hory a ničit celé planety? Mysleli jste si, že vám k tomu stačí záření gama paprsků? Přemýšlejte znovu.
Hulk získal svou nadlidskou sílu díky gama záření, které je jednou z forem radiace. Gama paprsky pocházely z experimentální bomby. Vystavení gama paprskům vám však superschopnosti nepřinese. Gama paprsky jsou však pro člověka užitečné v mnoha jiných ohledech! Používají se ve zdravotnictví. Používají se ve výrobě. Někdy se používají i v potravinářském průmyslu. Podívejme se, jak některá z těchto odvětví gama záření využívají. Nejprve se však podívejme, co jsou gama paprsky a odkud pocházejí.
Co jsou gama paprsky?
Gama paprsky jsou typem vlnění v elektromagnetickém spektru. Ze všech vln ve spektru má gama záření nejkratší vlnovou délku a nejvyšší energii ze všech vln.
Víte, že
Termín „gama záření“ vymyslel fyzik Ernest Rutherford. Práce, kterou vykonal na McGillově univerzitě v oblasti gama záření, mu vynesla Nobelovu cenu za chemii.
Gama záření vzniká na mnoha místech. Nejčastěji se vyskytují ve vesmíru jako gama záblesky. Záblesky gama záření jsou nejsilnějšími explozemi ve vesmíru od velkého třesku. Na Zemi může gama záření vznikat v důsledku blesků a jaderných výbuchů. Lze je také uměle vytvořit pomocí laseru. Příkladem je laser Gemini v Rutherford Appleton Central Laser Facility ve Velké Británii.
Víte, že
Výbuch gama záření může za 10 sekund vyzářit více energie, než vyzáří Slunce za celý svůj život? Očekává se, že Slunce bude žít 10 miliard let, takže je to hodně energie!
Jak detekujeme gama záření?
Země je obklopena neviditelnou vrstvou vodní páry a plynů, které se říká atmosféra. Atmosféra se skládá z vody, oxidu uhličitého, ozónu a dalších molekul. Atmosféra pokrývá Zemi a chrání ji před škodlivým zářením, které přichází z vesmíru. Oblasti nazývané atmosférická okna však některé druhy záření propouštějí. Například veškeré viditelné světlo prochází atmosférickým oknem, aby dosáhlo Země. Stejně tak některé ultrafialové (UV) záření. Naproti tomu 100 % gama záření je blokováno zemskou atmosférou. V důsledku toho lze gama záření, které se vyskytuje ve vesmíru, detekovat pouze z vesmíru.
V roce 1967 provedla družice OSO-3 první významnou detekci gama záření z vesmíru. Tato družice detekovala celkem 621 kosmických paprsků gama. Krátce poté byla na oběžnou dráhu původně vyslána americká družice Vela-5b, která měla detekovat gama záření pocházející z testů jaderných bomb. Místo toho detekovala záblesky gama záření ze vzdálených galaxií. To byl úžasný objev! Vedl k novému oboru výzkumu, gama záření.
Víte, že?
Swiftova observatoř Neila Gehrelse a Fermiho vesmírný gama teleskop jsou dvě kosmické sondy vypuštěné za účelem studia gama záření ve vesmíru.
Jak se gama záření využívá v medicíně?
Gama záření odstraňuje elektrony z atomů. Z tohoto důvodu jsou jednou z forem záření známou jako ionizující záření. Studie ukazují, že záření může poškodit DNA a toto poškození může vést ke vzniku rakoviny. Tyto studie se zaměřují na osoby, které přežily jaderné výbuchy, na lidi, kterým byly podávány vysoké dávky záření k léčbě rakoviny, nebo na lidi nadměrně vystavené záření při výkonu povolání.
Gama záření však lze použít i k léčbě rakoviny. Radioterapie neboli ozařování využívá vysokoenergetické gama paprsky k ničení rakovinných buněk a zmenšování nádorů. Speciální formou radioterapie je radiochirurgie gama nožem. Využívá paprsky gama k léčbě poškozené mozkové tkáně tím, že poškozuje DNA nebezpečných buněk. Tato technika je jedním z nejpřesnějších a nejpřesnějších radiochirurgických systémů. Dokáže se zaměřit na malou oblast a zabránit poškození okolních tkání. Může se také zaměřit na buňky uprostřed mozku, aniž by řezala do okolního mozku. Ve skutečnosti je zničeno pouze 1 mm další tkáně v okolí nádoru.
Jak se gama záření používá v potravinářském průmyslu?
Ozařování je proces, při kterém se ionizující záření používá k ničení bakterií a dalších mikroorganismů v potravinářských výrobcích. Výrobci potravin mohou používat gama sterilizaci. To je druh ozařování, který využívá gama záření ke zvýšení trvanlivosti potravin a nápojů. Potravinářské výrobky jsou bombardovány zdrojem vysokoenergetického gama záření, obvykle kobaltem-60 nebo cesiem-137. Tyto gama paprsky mění chemické vazby a ničí bakterie, které mohou způsobit onemocnění. Jedná se o důležitý proces konzervace potravin, stejně jako konzervování ovoce nebo pasterizace mléčných výrobků.
Lidé se obávají, že ozářené potraviny nemusí být bezpečné k jídlu. Vždyť vystavení záření gama bylo spojeno s otravou zářením. Americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) však zkoumá ozářené potraviny již více než 30 let. Jejich studie ukazují, že ozářené potraviny jsou zcela bezpečné.
Věděli jste, že
Ozařování je jedním ze způsobů, jak pomoci uchovat potraviny vyslané s astronauty do vesmíru! Ozářené potraviny mohou vydržet roky, aniž by se zkazily.
Jak se gama záření používá ve výrobě?
Průmyslová radiografie je metoda používaná k testování materiálů na vady, například praskliny. Pomocí vysokoenergetického elektromagnetického záření mohou testeři vidět vnitřní strukturu materiálu. Při průmyslové radiografii umožňuje gama záření hledat problémy, aniž by došlo k poškození materiálů. Tento proces je velmi podobný tomu, jak rentgenolog pomocí rentgenových paprsků kontroluje kosti, zda nejsou zlomené nebo zlomené. Rentgenové paprsky mohou bezpečně procházet kůží a orgány, aniž by vás poškodily. Stejně tak mohou gama paprsky procházet materiály, aniž by je poškodily.
Průmyslová radiografie je nedestruktivní způsob testování výrobků, jako jsou potrubí, svařované materiály nebo části letadel. Tyto zkušební postupy zajišťují, že materiály jsou bezpečné a kvalitní. K této práci se používá také rentgenové a ultrazvukové záření.
Zařízení pro gama záření však mohou být menší a spotřebovávají méně energie.
Může být gama záření nebezpečné?
Vysoké dávky záření mohou být pro člověka nebezpečné nebo dokonce smrtelné. Ve vědeckofantastických filmech se gama záření běžně používá k vytváření zmutovaných tvorů. To může vést lidi k přesvědčení, že záření je nebezpečné a měli by se mu vyhýbat. Skutečnost je taková, že jsme obklopeni zářením. Přirozeně se vyskytuje nad námi ve vesmíru a pod námi v zemské kůře. To znamená, že záření se nachází také v naší potravě a ve vzduchu, který dýcháme. Pochází také ze zdrojů vytvořených lidmi. Příkladem jsou lasery. Ale i kdybychom všechno toto záření zkombinovali, stejně by nám neublížilo. Museli bychom absorbovat asi 750krát více záření, než by nám mohlo ublížit.
Shrnuto…
Gama záření vám nemusí dát superschopnosti. Ale vyskytují se téměř všude. Mají mnoho využití, od léčby nemocí až po sterilizaci různých výrobků. Jsou však věci, které nedokážou – například proměnit vás v Hulka! Takže až si příště budete přát nadlidskou sílu, zkuste raději zajít do posilovny a zvedat činky.