ガンマ線。

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山を持ち上げたり、惑星全体を破壊したりするスーパーヒーロー、ハルクのように強くなりたいと思ったことはありませんか? そのために必要なのは、ガンマ線による放射線だけだと思ったことはありませんか? もう一度考えてみてください。

ハルクはガンマ線という放射線から超人的な強さを手に入れました。 そのガンマ線は実験用爆弾から出たものです。 ガンマ線を浴びても、超能力は得られませんが。 しかし、ガンマ線は他にもいろいろと人間に役立っているんですよ。 医療産業で使用されています。 製造業にも使われています。 時には食品加工にも使われます。 ここでは、これらの産業でガンマ線がどのように使われているかを見てみましょう。 その前に、ガンマ線とは何か、そしてどこから来るのかを見てみましょう。

ガンマ線とは

ガンマ線は電磁波スペクトルの波の一種です。 スペクトル上のすべての波のうち、ガンマ線は波長が最も短く、エネルギーが最も高い波です。

電磁波のスペクトル。 左端にガンマ線があることに注目(出典:Inductiveload via Wikimedia Commonsの画像を加工)

ご存知ですか?

「ガンマ線」という言葉は物理学者アーネスト・ラザフォードが作ったものです。 彼はマギル大学でガンマ線の研究を行い、ノーベル化学賞を受賞しました。

ガンマ線は多くの場所で発生します。 最も多いのは、ガンマ線バーストとして宇宙で発生するものです。 ガンマ線バーストは、ビッグバン以来、宇宙で最も強力な爆発である。 地球上では、雷や核爆発によってガンマ線が発生することがあります。 また、レーザーを使って人工的に作り出すこともできます。

ガンマ線バーストは、10秒間に太陽が一生で出すエネルギーよりも多くのエネルギーを出すことができます。 太陽は100億年生きると言われていますから、すごいエネルギーです!

どうやってガンマ線を検出するのか?

地球は大気という水蒸気とガスでできた見えない層に包まれています。 大気は水、二酸化炭素、オゾンなどの分子で構成されています。 大気は地球を覆い、宇宙からやってくる有害な放射線から地球を守っています。 しかし、大気の窓と呼ばれる領域は、ある種の放射線を透過させます。 例えば、可視光線はすべて大気の窓を通過して地球に到達します。 また、紫外線も通過します。 一方、ガンマ線は地球の大気によって100%遮断されます。 その結果、宇宙で発生したガンマ線は宇宙からしか検出することができないのです。

大気の窓が発生する波長(NASAによる画像(オリジナル)を使ったLet’s Talk Science; SVG by Mysid via Wikimedia Commons)

1967年に衛星OSO-3で宇宙から初めて大きなガンマ線検出が行われました。 この衛星は合計621個の宇宙ガンマ線を検出しました。 そのすぐ後、アメリカのVela-5b衛星は、もともと核実験に由来するガンマ線を検出するために軌道に乗せられました。 しかし、この衛星は遠くの銀河からのガンマ線バーストを検出したのです。 これは驚くべき発見でした。

ニール・ゲールズ・スウィフト観測所とフェルミ・ガンマ線宇宙望遠鏡は、宇宙のガンマ線を研究するために打ち上げられた2つの宇宙船です。 フェルミ・ガンマ線宇宙望遠鏡(NASA)、スウィフト・ミッションのパッチ(NASA E/PO、ソノマ州立大学、Aurore Simonnet)、スウィフト観測所(NASA E/PO、ソノマ州立大学、Aurore Simonnet)

How are gamma rays used in medicine?

γ線は原子から電子を取り出してしまうのだそうです。 このため、電離放射線と呼ばれる放射線の一種です。 放射線はDNAを傷つけ、それが癌につながるという研究結果があります。 このような研究は、核爆発の生存者、がんの治療のために大量の放射線を浴びた人、あるいは仕事中に放射線に過剰にさらされた人に焦点を当てて行われてきました。 放射線療法は、高エネルギーのガンマ線を用いてがん細胞を死滅させ、腫瘍を縮小させる治療法です。 ガンマナイフ放射線手術は、放射線治療の特殊な形態です。 ガンマ線を照射し、危険な細胞のDNAを損傷させ、損傷した脳組織を治療します。 この技術は、最も正確で精密な放射線手術システムの一つです。 狭い範囲に焦点を当て、周囲の組織にダメージを与えないようにすることができます。 また、周囲の脳を切開することなく、脳の真ん中にある細胞をターゲットにすることができます。 実際、腫瘍の周囲の追加組織はわずか1mmしか破壊されません。

Gamma Knife Radiosurgeryとは? (2015年) by MD Anderson Cancer Centre (8分36秒).

食品業界でガンマ線はどう使われているのか?

放射線は電離放射線で食品中の細菌などの微生物を殺すことです。 食品製造業者はガンマ線による殺菌を行うことができます。 それは、食品や飲料の保存期間を延ばすためにガンマ線を使用する照射の一種です。 食品は高エネルギーのガンマ線源、通常はコバルト60またはセシウム137を浴びせられます。 これらのガンマ線は化学結合を修正し、病気の原因となる細菌を殺します。 これは、果物の缶詰や乳製品の低温殺菌と同様に、食品保存のための重要なプロセスです。

人々は、照射された食品は食べても安全ではないかもしれないと心配します。 何しろ、ガンマ線被曝は放射線中毒と関係があるのだから。 しかし、米国食品医薬品局(FDA)は30年以上にわたって放射線照射食品を研究してきました。 その研究によると、放射線照射された食品は食べても全く安全であることが分かっています。

ご存知でしたか?

放射線は、宇宙飛行士と一緒に宇宙に送られる食品の保存に役立つ方法の1つです!

放射線は、宇宙飛行士と一緒に宇宙に送られる食品の保存に役立つ方法の1つです。 照射された食品は腐ることなく何年も持つのです。

製造業でガンマ線はどのように使われているか?

工業用X線撮影は、材料に亀裂などの欠陥がないか検査するのに使われている方法です。 高エネルギーの電磁波を使うことで、試験者は材料の内部構造を見ることができます。 産業用X線撮影では、ガンマ線により、材料にダメージを与えることなく問題を探すことができます。 このプロセスは、放射線科医がX線を使って骨の折れや骨折を検査するのと非常によく似ています。 X線は、皮膚や臓器に害を与えることなく、安全に通過させることができます。 同じように、ガンマ線は物質を損傷することなく通過することができます。

工業用X線撮影は、パイプ、溶接材料、航空機部品などの製品を非破壊で検査する方法です。 これらの検査により、材料の安全性と品質が保証されます。 この作業には、X線や超音波放射も使用されます。

ただし、ガンマ線装置はより小さく、より少ない電力で使用できます。

非破壊検査では、露光したフィルム上の暗い部分は薄い部分や穴を示し、明るい部分は厚い部分を示します(ウィキメディア・コモンズのベルヌーイによる画像をもとにLet’s talk scienceが作成されました)。

ガンマ線は危険か

高線量の放射線は人間にとって危険、あるいは致命的なものになる可能性があります。 SF映画では、突然変異を起こした生物を作るために、一般的にガンマ線を使っています。 このため、人々は放射線は危険であり、避けるべきであると考えるようになります。 しかし、現実には私たちは放射線に囲まれています。 私たちの上空には宇宙線が、下には地殻線が自然に存在しているのです。 つまり、私たちの食べ物や呼吸する空気にも放射線は含まれているのです。 また、人間が作ったものからも出ています。 レーザーはその一例です。 しかし、これらの放射線をすべて組み合わせたとしても、私たちに害を及ぼすことはないでしょう。

まとめ…

ガンマ線はあなたに超能力を与えるものではないかもしれません。 しかし、ガンマ線はほとんどどこにでもあります。 病気の治療から、さまざまな製品の殺菌まで、多くの用途があります。 しかし、あなたをハルクに変えるなど、できないこともあるのです。 だから、今度、超人的な強さを望むときは、代わりにジムでウェイトリフティングをしてみてほしい

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