Oletko koskaan halunnut olla yhtä vahva kuin Hulk, supersankari, joka voi nostaa vuoria ja tuhota kokonaisia planeettoja? Luulitko, että gammasäteilyn säteily riittäisi siihen? Ajattele uudelleen.
Hulk sai yli-inhimillisen voimansa gammasäteistä, jotka ovat eräs säteilyn muoto. Gammasäteet tulivat kokeellisesta pommista. Gammasäteille altistuminen ei kuitenkaan anna supervoimia. Mutta gammasäteistä on hyötyä ihmisille monella muulla tavalla! Niitä käytetään lääketeollisuudessa. Niitä käytetään teollisuudessa. Niitä käytetään joskus jopa elintarviketeollisuudessa. Katsotaanpa, miten jotkut näistä teollisuudenaloista käyttävät gammasäteitä. Mutta ensin tarkastellaan, mitä gammasäteet ovat ja mistä ne tulevat.
Mitä ovat gammasäteet?
Gammasäteet ovat eräänlainen aaltotyyppi sähkömagneettisessa spektrissä. Kaikista spektrin aalloista gammasäteillä on aalloista lyhin aallonpituus ja suurin energia.
Tiesitkö?
Termin ”gammasäteily” keksi fyysikko Ernest Rutherford. Hänen McGillin yliopistossa tekemänsä gammasäteitä koskeva työ toi hänelle Nobelin kemianpalkinnon.
Gammasäteitä syntyy monissa paikoissa. Useimmiten ne esiintyvät avaruudessa gammasäteilypurkauksina. Gammapurkaukset ovat maailmankaikkeuden voimakkaimpia räjähdyksiä alkuräjähdyksen jälkeen. Maassa gammasäteitä voivat tuottaa salamat ja ydinräjähdykset. Niitä voidaan myös luoda keinotekoisesti laserilla. Esimerkkinä tästä on Yhdistyneessä kuningaskunnassa sijaitsevan Rutherford Appletonin keskuslaserlaitoksen Gemini-laser.
Tiesitkö?
Gammasäteilypurkaus voi lähettää 10 sekunnissa enemmän energiaa kuin Aurinko koko elinaikanaan. Auringon odotetaan elävän 10 miljardia vuotta, joten se on paljon energiaa!
Miten havaitsemme gammasäteilyä?
Maailmaa ympäröi näkymätön vesihöyryn ja kaasujen kerros, jota kutsutaan ilmakehäksi. Ilmakehä koostuu vedestä, hiilidioksidista, otsonista ja muista molekyyleistä. Ilmakehä peittää maapallon ja suojaa sitä ulkoavaruudesta tulevalta haitalliselta säteilyltä. Ilmakehän ikkunoiksi kutsutut alueet päästävät kuitenkin tietynlaista säteilyä läpi. Esimerkiksi kaikki näkyvä valo kulkee ilmakehän ikkunan läpi päästäkseen Maahan. Myös osa ultraviolettivalosta (UV-valo) pääsee läpi. Toisaalta Maan ilmakehä estää 100 prosenttia gammasäteilystä. Näin ollen avaruudessa esiintyvät gammasäteet voidaan havaita vain avaruudesta käsin.
Satelliitti OSO-3 teki vuonna 1967 ensimmäisen merkittävän gammasäteilyhavainnon avaruudesta. Tämä satelliitti havaitsi yhteensä 621 kosmista gammasädettä. Pian tämän jälkeen Yhdysvaltain Vela-5b-satelliitti asetettiin alun perin kiertoradalle havaitsemaan ydinpommikokeista peräisin olevia gammasäteitä. Sen sijaan se havaitsi kaukaisista galakseista peräisin olevia gammasäteilypurkauksia. Tämä oli hämmästyttävä löytö! Se johti uuteen tutkimusalaan, gammasäteilyyn.
Tiesitkö?
Neil Gehrels Swift -observatorio ja Fermi Gamma-avaruusteleskooppi ovat kaksi avaruusalusta, jotka on laukaistu tutkimaan gammasäteilyä avaruudessa.
Miten gammasäteilyä hyödynnetään lääketieteessä?
Gammasäteet irrottavat atomeista elektroneja. Tämän vuoksi ne ovat eräs ionisoivaksi säteilyksi kutsuttu säteilyn muoto. Tutkimukset osoittavat, että säteily voi vaurioittaa DNA:ta, ja tämä vaurio voi johtaa syöpään. Nämä tutkimukset ovat keskittyneet ydinräjähdyksistä selvinneisiin, ihmisiin, joille on annettu suuria säteilyannoksia syövän hoitoon, tai ihmisiin, jotka altistuvat liikaa säteilylle työssään.
Gammasäteitä voidaan kuitenkin käyttää myös syövän hoitoon. Sädehoidossa eli sädehoidossa käytetään korkeaenergisiä gammasäteitä syöpäsolujen tappamiseen ja kasvainten kutistamiseen. Gammaveitsi-sädekirurgia on sädehoidon erityinen muoto. Siinä käytetään gammasäteitä vahingoittuneen aivokudoksen hoitoon vahingoittamalla vaarallisten solujen DNA:ta. Tämä tekniikka on yksi tarkimmista ja täsmällisimmistä säteilykirurgiajärjestelmistä. Sillä voidaan keskittyä pieneen alueeseen ja välttää ympäröivien kudosten vahingoittaminen. Se voi myös kohdistua aivojen keskellä oleviin soluihin leikkaamatta ympäröiviä aivoja. Itse asiassa vain 1 mm lisäkudosta kasvaimen ympärillä tuhoutuu.
Miten gammasäteilyä käytetään elintarviketeollisuudessa?
Säteilytyksessä käytetään ionisoivaa säteilyä bakteerien ja muiden mikro-organismien tappamiseen elintarvikkeissa. Elintarviketuottajat voivat käyttää gammasterilointia. Se on eräänlainen säteilytys, jossa käytetään gammasäteitä elintarvikkeiden ja juomien säilyvyysajan pidentämiseen. Elintarvikkeita pommitetaan suurienergisen gammasäteilyn lähteellä, joka on yleensä koboltti-60 tai cesium-137. Nämä gammasäteet muuttavat kemiallisia sidoksia ja tappavat bakteereja, jotka voivat aiheuttaa sairauksia. Tämä on tärkeä prosessi elintarvikkeiden säilymisen kannalta, aivan kuten hedelmien säilöminen säilykkeissä tai maitotuotteiden pastörointi.
Väki on huolissaan siitä, että säteilytetyt elintarvikkeet eivät ehkä ole turvallisia syödä. Onhan gammasäteilylle altistuminen yhdistetty säteilymyrkytykseen. Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on kuitenkin tutkinut säteilytettyjä elintarvikkeita yli 30 vuoden ajan. Niiden tutkimukset osoittavat, että säteilytetty ruoka on täysin turvallista syödä.
Tiesitkö?
Säteilytys on yksi tapa auttaa säilyttämään avaruuteen astronauttien mukana lähetettävää ruokaa! Säteilytetyt elintarvikkeet voivat säilyä vuosia pilaantumatta.
Miten gammasäteilyä käytetään valmistuksessa?
Teollinen radiografia on menetelmä, jota käytetään materiaalien testaamiseen virheiden, kuten halkeamien, varalta. Suurenergisen sähkömagneettisen säteilyn avulla testaajat voivat nähdä materiaalin sisäisen rakenteen. Teollisessa radiografiassa gammasäteiden avulla voidaan etsiä ongelmia vahingoittamatta materiaaleja. Tämä prosessi on hyvin samankaltainen kuin se, miten radiologi käyttää röntgensäteilyä tarkastellessaan luita murtumien tai murtumien varalta. Röntgensäteet voivat turvallisesti läpäistä ihosi ja elimesi vahingoittamatta sinua. Samalla tavalla gammasäteet voivat kulkea materiaalien läpi vahingoittamatta niitä.
Teollinen radiografia on rikkomukseton tapa testata tuotteita, kuten putkia, hitsattuja materiaaleja tai lentokoneen osia. Näillä testausmenetelmillä varmistetaan, että materiaalit ovat turvallisia ja laadukkaita. Tähän työhön käytetään myös röntgen- ja ultraäänisäteilyä.
voivatko gammasäteet olla vaarallisia?
Korkeat säteilyannokset voivat olla ihmiselle vaarallisia tai jopa tappavia. Science fiction -elokuvissa käytetään yleisesti gammasäteilyä mutatoituneiden olentojen luomiseen. Tämä voi saada ihmiset uskomaan, että säteily on vaarallista ja sitä tulisi välttää. Todellisuudessa meitä ympäröi säteily. Sitä esiintyy luonnostaan yläpuolellamme avaruudessa ja alapuolellamme maankuoressa. Tämä tarkoittaa, että säteilyä on myös ruoassamme ja hengitysilmassamme. Sitä tulee myös ihmisten tekemistä lähteistä. Laserit ovat esimerkki tästä. Mutta vaikka yhdistäisimme kaiken tämän säteilyn, se ei silti vahingoittaisi meitä. Meidän pitäisi imeä itseemme noin 750 kertaa enemmän säteilyä, ennen kuin se voisi vahingoittaa meitä.
Yhteenvetona…
Gammasäteet eivät välttämättä anna supervoimia. Mutta niitä on lähes kaikkialla. Niillä on monia käyttötarkoituksia sairauksien hoidosta erilaisten tuotteiden sterilointiin. Mutta on joitakin asioita, joita ne eivät voi tehdä — kuten muuttaa sinut Hulkiksi! Joten kun seuraavan kerran toivot yli-inhimillisiä voimia, yritä sen sijaan käydä kuntosalilla ja nostaa painoja.