Wilde je ooit zo sterk zijn als de Hulk, de superheld die bergen kan optillen en hele planeten kan vernietigen? Dacht u dat de straling van gammastralen alles zou zijn wat u daarvoor nodig had? Denk nog eens na.
De Hulk kreeg zijn bovenmenselijke kracht van gammastralen, die een vorm van straling zijn. De gammastralen kwamen van een experimentele bom. Blootstelling aan gammastralen geeft je echter geen superkrachten. Maar gammastralen zijn op veel andere manieren nuttig voor mensen! Ze worden gebruikt in de medische industrie. Ze worden gebruikt in de productie. Soms worden ze zelfs gebruikt in de voedselverwerkende industrie. Laten we eens kijken hoe sommige van deze industrieën gammastralen gebruiken. Maar laten we eerst eens kijken wat gammastralen zijn en waar ze vandaan komen.
Wat zijn gammastralen?
Gammastralen zijn een soort golven in het elektromagnetische spectrum. Van alle golven in het spectrum hebben gammastralen de kortste golflengte en de hoogste energie van alle golven.
Wist u dat?
De term “gammastraal” is bedacht door de natuurkundige Ernest Rutherford. Het werk dat hij aan de McGill-universiteit aan gammastralen verrichtte, leverde hem een Nobelprijs voor scheikunde op.
Gammastralen worden op veel plaatsen geproduceerd. Meestal komen ze in de ruimte voor als uitbarstingen van gammastralen. Gammastraaluitbarstingen zijn de krachtigste explosies in het heelal sinds de oerknal. Op aarde kunnen gammastralen worden geproduceerd door bliksem en kernexplosies. Ze kunnen ook kunstmatig worden opgewekt met behulp van een laser. Een voorbeeld hiervan is de Gemini-laser in de Rutherford Appleton Central Laser Facility in het Verenigd Koninkrijk.
Wist u dat?
Een uitbarsting van gammastralen kan in 10 seconden meer energie uitstralen dan de zon in haar hele leven zal doen. De zon zal naar verwachting 10 miljard jaar leven, dus dat is veel energie!
Hoe kunnen we gammastralen waarnemen?
De aarde is omgeven door een onzichtbare laag waterdamp en gassen, de dampkring. De atmosfeer bestaat uit water, kooldioxide, ozon en andere moleculen. De atmosfeer bedekt de aarde en beschermt haar tegen schadelijke straling uit de ruimte. Maar gebieden die atmosferische vensters worden genoemd, laten sommige soorten straling door. Zo komt al het zichtbare licht door een atmosferisch venster op aarde terecht. Dat geldt ook voor wat ultraviolet (UV) licht. Aan de andere kant wordt 100% van de gammastraling geblokkeerd door de atmosfeer van de aarde. Als gevolg daarvan kunnen gammastralen die in de ruimte voorkomen alleen vanuit de ruimte worden waargenomen.
In 1967 heeft de OSO-3 satelliet de eerste significante gammastralingsdetectie vanuit de ruimte gedaan. Deze satelliet detecteerde in totaal 621 kosmische gammastralen. Kort daarna werd de Vela-5b-satelliet van de Verenigde Staten in een baan om de aarde gebracht om gammastralen afkomstig van kernbomproeven te detecteren. In plaats daarvan detecteerde hij uitbarstingen van gammastralen afkomstig van verre melkwegstelsels. Dit was een verbazingwekkende ontdekking! Het leidde tot een nieuwe tak van onderzoek, gammastraling.
Wist u dat?
Het Neil Gehrels Swift Observatorium en de Fermi Gamma-Ray Space Telescope zijn twee ruimtevaartuigen die gelanceerd zijn om gammastraling in de ruimte te bestuderen.
Hoe worden gammastralen gebruikt in de geneeskunde?
Gammastralen verwijderen elektronen uit atomen. Hierdoor zijn ze een vorm van straling die bekend staat als ioniserende straling. Studies tonen aan dat straling DNA kan beschadigen, en deze schade kan leiden tot kanker. Deze studies waren gericht op overlevenden van kernexplosies, mensen die hoge doses straling kregen om kanker te behandelen, of mensen die tijdens hun werk te veel aan straling werden blootgesteld.
Gammastralen kunnen echter ook worden gebruikt om kanker te behandelen. Bij bestralingstherapie, of radiotherapie, worden hoogenergetische gammastralen gebruikt om kankercellen te doden en tumoren te verkleinen. Gamma Knife radiochirurgie is een speciale vorm van radiotherapie. Hierbij worden gammastralen gebruikt om beschadigd hersenweefsel te behandelen door het DNA van gevaarlijke cellen te beschadigen. Deze techniek is een van de meest nauwkeurige en precieze radiochirurgiesystemen. Ze kan zich concentreren op een klein gebied en vermijden dat omliggende weefsels worden beschadigd. Het kan ook cellen in het midden van de hersenen raken zonder in de omliggende hersenen te snijden. In feite wordt slechts 1 mm extra weefsel rond de tumor vernietigd.
Hoe worden gammastralen gebruikt in de voedingsindustrie?
Bestraling is het proces waarbij ioniserende straling wordt gebruikt om bacteriën en andere micro-organismen in voedingsproducten te doden. Voedselproducenten kunnen gebruik maken van gamma-sterilisatie. Dat is een vorm van bestraling waarbij gammastralen worden gebruikt om de houdbaarheid van voedsel en dranken te verlengen. Levensmiddelen worden gebombardeerd met een bron van hoogenergetische gammastralen, gewoonlijk kobalt-60 of cesium-137. Deze gammastralen veranderen chemische bindingen en doden bacteriën die ziektes kunnen veroorzaken. Dit is een belangrijk proces voor het conserveren van voedsel, net als het inblikken van fruit of het pasteuriseren van zuivelproducten.
Mensen maken zich zorgen dat bestraald voedsel misschien niet veilig is om te eten. Immers, blootstelling aan gammastralen is in verband gebracht met stralingsvergiftiging. De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) bestudeert bestraald voedsel echter al meer dan 30 jaar. Hun studies tonen aan dat bestraald voedsel volkomen veilig is om te eten.
Wist u dat?
Bestraling is een manier om voedsel te conserveren dat met astronauten de ruimte in wordt gestuurd! Bestraald voedsel kan jaren meegaan zonder te bederven.
Hoe wordt gammastraling gebruikt in de fabricage?
Industriële radiografie is een methode die wordt gebruikt om materialen te testen op gebreken, zoals scheurtjes. Met behulp van hoogenergetische elektromagnetische straling kunnen testers de inwendige structuur van een materiaal zien. Bij industriële radiografie kan men met gammastralen problemen opsporen zonder de materialen te beschadigen. Dit proces lijkt sterk op de manier waarop een radioloog röntgenstralen gebruikt om uw botten te inspecteren op breuken of breuken. Röntgenstralen kunnen veilig door uw huid en organen gaan zonder u schade te berokkenen. Op dezelfde manier kunnen gammastralen door materialen heen zonder deze te beschadigen.
Industriële radiografie is een niet-destructieve manier om producten zoals pijpen, gelaste materialen of vliegtuigonderdelen te testen. Deze testprocedures garanderen dat de materialen veilig en van goede kwaliteit zijn. Röntgenstralen en ultrageluidstraling worden ook voor deze werkzaamheden gebruikt.
Gammastralingstoestellen kunnen echter kleiner zijn en gebruiken minder stroom.
Kunnen gammastralen gevaarlijk zijn?
Hoge doses straling kunnen gevaarlijk of zelfs dodelijk zijn voor mensen. In sciencefictionfilms wordt vaak gammastraling gebruikt om gemuteerde wezens te creëren. Dit kan mensen doen geloven dat straling gevaarlijk is en moet worden vermeden. De realiteit is dat we omringd zijn door straling. Het komt van nature boven ons voor in de ruimte en onder ons in de aardkorst. Dit betekent dat straling ook wordt aangetroffen in ons voedsel en in de lucht die we inademen. Het komt ook van bronnen die door mensen zijn gemaakt. Lasers zijn daar een voorbeeld van. Maar zelfs als we al deze straling zouden combineren, zou het ons nog steeds niet schaden. We zouden ongeveer 750 keer meer straling moeten absorberen voordat het ons zou kunnen schaden.
Samenvattend…
Gammastralen geven je misschien geen superkrachten. Maar ze zijn bijna overal te vinden. Ze hebben veel toepassingen, van het behandelen van ziekten tot het steriliseren van verschillende producten. Maar er zijn dingen die ze niet kunnen — zoals je in de Hulk veranderen! Dus de volgende keer dat je bovenmenselijke kracht wenst, probeer dan naar de sportschool te gaan en gewichten te heffen.