Czy kiedykolwiek chciałeś być tak silny jak Hulk, superbohater, który może podnosić góry i niszczyć całe planety? Czy myślałeś, że promieniowanie gamma będzie wszystkim, czego do tego potrzebujesz? Pomyśl jeszcze raz.
Hulk dostał swoją nadludzką siłę od promieni gamma, które są formą promieniowania. Promienie gamma pochodziły z eksperymentalnej bomby. Ekspozycja na promienie gamma nie da ci supermocy, chociaż. Ale promienie gamma są przydatne dla ludzi na wiele innych sposobów! Są one wykorzystywane w przemyśle medycznym. Są one wykorzystywane w produkcji. Czasami są nawet wykorzystywane w przemyśle spożywczym. Przyjrzyjmy się, jak niektóre z tych branż wykorzystują promienie gamma. Ale najpierw spójrzmy na to, czym są promienie gamma i skąd pochodzą.
Czym są promienie gamma?
Promienie gamma są rodzajem fali w spektrum elektromagnetycznym. Spośród wszystkich fal na widmie, promienie gamma mają najkrótszą długość fali i najwyższą energię.
Czy wiesz, że?
Termin „promień gamma” został stworzony przez fizyka Ernesta Rutherforda. Praca, którą wykonał nad promieniami gamma na Uniwersytecie McGill, przyniosła mu Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.
Promienie gamma są wytwarzane w wielu miejscach. Najczęściej występują one w przestrzeni kosmicznej jako wybuchy promieniowania gamma. Wybuchy promieni gamma są najpotężniejszymi eksplozjami we wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Na Ziemi promienie gamma mogą być wytwarzane przez błyskawice i eksplozje jądrowe. Można je również wytworzyć sztucznie za pomocą lasera. Przykładem tego jest laser Gemini w Rutherford Appleton Central Laser Facility w Wielkiej Brytanii.
Czy wiesz,że:
Wybuch promieni gamma może wyemitować więcej energii w ciągu 10 sekund niż Słońce wyemituje w ciągu całego swojego życia. Oczekuje się, że Słońce będzie żyło 10 miliardów lat, więc to bardzo dużo energii!
Jak wykrywamy promienie gamma?
Ziemia jest otoczona niewidzialną warstwą pary wodnej i gazów zwaną atmosferą. Atmosfera składa się z wody, dwutlenku węgla, ozonu i innych cząsteczek. Atmosfera otacza Ziemię i chroni ją przed szkodliwym promieniowaniem pochodzącym z kosmosu. Jednak obszary zwane oknami atmosferycznymi przepuszczają niektóre rodzaje promieniowania. Na przykład, całe światło widzialne przechodzi przez okno atmosferyczne, aby dotrzeć do Ziemi. Podobnie jest z niektórymi promieniami ultrafioletowymi (UV). Z drugiej strony, 100 procent promieniowania gamma jest blokowane przez atmosferę ziemską. W rezultacie, promienie gamma, które występują w przestrzeni kosmicznej mogą być wykryte tylko z przestrzeni kosmicznej.
W 1967 roku satelita OSO-3 dokonał pierwszej znaczącej detekcji promieniowania gamma z kosmosu. Satelita ten wykrył w sumie 621 kosmicznych promieni gamma. Wkrótce potem, Stany Zjednoczone „Vela-5b satelita został pierwotnie umieszczony na orbicie do wykrywania promieni gamma pochodzących z testowania bomby jądrowej. Zamiast tego wykrył on wybuchy promieniowania gamma z odległych galaktyk. To było niesamowite odkrycie! Doprowadziło ono do powstania nowej gałęzi badań, promieniowania gamma.
Czy wiesz,
Obserwatorium Swift Neila Gehrelsa i Kosmiczny Teleskop Fermiego Gamma-Ray to dwa statki kosmiczne wystrzelone w celu badania promieni gamma w przestrzeni kosmicznej.
Jak promienie gamma są wykorzystywane w medycynie?
Promienie gamma usuwają elektrony z atomów. Z tego powodu są one formą promieniowania znaną jako promieniowanie jonizujące. Badania pokazują, że promieniowanie może uszkodzić DNA, a to uszkodzenie może prowadzić do raka. Badania te koncentrowały się na osobach, które przeżyły eksplozje jądrowe, osobach, którym podano wysokie dawki promieniowania w celu leczenia raka lub osobach nadmiernie narażonych na promieniowanie podczas wykonywania pracy.
Jednakże promienie gamma mogą być również stosowane w leczeniu raka. Radioterapia, lub radioterapia, wykorzystuje wysokoenergetyczne promienie gamma do zabijania komórek nowotworowych i zmniejszania guzów. Radiochirurgia z użyciem noża Gamma Knife jest specjalną formą radioterapii. Wykorzystuje ona wiązki promieni gamma do leczenia uszkodzonej tkanki mózgowej poprzez uszkadzanie DNA niebezpiecznych komórek. Technika ta jest jednym z najbardziej dokładnych i precyzyjnych systemów radiochirurgii. Może ona skupić się na małym obszarze i uniknąć uszkodzenia otaczających tkanek. Może również celować w komórki w środku mózgu, nie przecinając otaczającej go tkanki mózgowej. W rzeczywistości niszczony jest tylko 1 mm dodatkowej tkanki wokół guza.
Jak promienie gamma są wykorzystywane w przemyśle spożywczym?
Promieniowanie to proces wykorzystywania promieniowania jonizującego do zabijania bakterii i innych mikroorganizmów w produktach spożywczych. Producenci żywności mogą stosować sterylizację gamma. Jest to rodzaj napromieniowania, który wykorzystuje promienie gamma do wydłużenia okresu przydatności do spożycia żywności i napojów. Produkty spożywcze są bombardowane źródłem wysokoenergetycznych promieni gamma, zwykle kobaltem-60 lub cezem-137. Te promienie gamma modyfikują wiązania chemiczne i zabijają bakterie, które mogą powodować choroby. Jest to ważny proces konserwacji żywności, podobnie jak konserwowanie owoców w puszkach lub pasteryzacja produktów mlecznych.
Ludzie martwią się, że napromieniowana żywność może nie być bezpieczna do jedzenia. Po tym wszystkim, ekspozycja na promienie gamma została powiązana z zatruciem promieniowaniem. Jednakże, US Food and Drug Administration (FDA) został badania napromieniowane jedzenie dla ponad 30 lat. Ich badania pokazują, że napromieniowana żywność jest całkowicie bezpieczna do spożycia.
Czy wiesz, że?
Promieniowanie jest jednym ze sposobów konserwacji żywności wysyłanej w kosmos wraz z astronautami! Napromieniowane jedzenie może trwać przez lata bez psucia się.
Jak promienie gamma są wykorzystywane w produkcji?
Radiografia przemysłowa to metoda wykorzystywana do badania materiałów pod kątem wad, takich jak pęknięcia. Wykorzystując wysokoenergetyczne promieniowanie elektromagnetyczne, testerzy mogą zobaczyć wewnętrzną strukturę materiału. W radiografii przemysłowej, promienie gamma pozwalają na poszukiwanie problemów bez uszkadzania materiałów. Proces ten jest bardzo podobny do tego, w jaki sposób radiolog wykorzystuje promieniowanie rentgenowskie do sprawdzania kości pod kątem pęknięć lub złamań. Promienie rentgenowskie mogą bezpiecznie przechodzić przez skórę i narządy bez szkody dla pacjenta. W ten sam sposób promienie gamma mogą przechodzić przez materiały bez ich uszkadzania.
Radiografia przemysłowa jest nieniszczącym sposobem testowania produktów, takich jak rury, materiały spawane lub części samolotów. Te procedury testowe zapewniają, że materiały są bezpieczne i dobrej jakości. Promieniowanie rentgenowskie i ultradźwiękowe są również wykorzystywane do tej pracy.
Jednakże urządzenia wykorzystujące promieniowanie gamma mogą być mniejsze i zużywają mniej energii.
Czy promienie gamma mogą być niebezpieczne?
Wysokie dawki promieniowania mogą być niebezpieczne, a nawet śmiertelne dla ludzi. Filmy science fiction powszechnie wykorzystują promieniowanie gamma do tworzenia zmutowanych stworzeń. To może prowadzić ludzi do przekonania, że promieniowanie jest niebezpieczne i należy go unikać. Rzeczywistość jest taka, że jesteśmy otoczeni promieniowaniem. Występuje ono naturalnie nad nami w przestrzeni kosmicznej i pod nami w skorupie ziemskiej. Oznacza to, że promieniowanie znajduje się również w naszej żywności i powietrzu, którym oddychamy. Pochodzi ono również ze źródeł stworzonych przez człowieka. Przykładem są lasery. Ale nawet gdybyśmy połączyli całe to promieniowanie, to i tak nie wyrządziłoby nam krzywdy. Musielibyśmy wchłonąć około 750 razy więcej promieniowania niż to, zanim mogłoby nam zaszkodzić.
Podsumowanie…
Promienie gamma mogą nie dać ci supermocy. Ale są one spotykane prawie wszędzie. Mają wiele zastosowań, od leczenia chorób po sterylizację różnych produktów. Ale są pewne rzeczy, których nie mogą zrobić – na przykład zamienić cię w Hulka! Więc następnym razem, gdy będziesz chciał mieć nadludzką siłę, spróbuj zamiast tego pójść na siłownię i podnosić ciężary.