Ați vrut vreodată să fiți la fel de puternic ca Hulk, supereroul care poate ridica munți și distruge planete întregi? Credeați că radiațiile emise de razele gamma ar fi tot ce vă trebuie pentru asta? Gândiți-vă din nou.
Hulk și-a obținut forța supraomenească de la razele gamma, care sunt o formă de radiație. Razele gamma proveneau de la o bombă experimentală. Expunerea la raze gamma nu îți va da însă superputeri. Dar razele gamma sunt utile pentru oameni în multe alte moduri! Ele sunt folosite în industria medicală. Sunt folosite în industria prelucrătoare. Uneori sunt folosite chiar și în industria de prelucrare a alimentelor. Să ne uităm la modul în care unele dintre aceste industrii folosesc razele gamma. Dar, mai întâi, să vedem ce sunt razele gamma și de unde provin acestea.
Ce sunt razele gamma?
Razele gamma sunt un tip de undă din spectrul electromagnetic. Dintre toate undele din spectru, razele gamma au cea mai scurtă lungime de undă și cea mai mare energie dintre unde.
Știați că?
Termenul „raze gamma” a fost inventat de fizicianul Ernest Rutherford. Lucrările pe care le-a făcut asupra razelor gamma la Universitatea McGill i-au adus Premiul Nobel pentru Chimie.
Razele gamma sunt produse în multe locuri. Cel mai adesea, ele apar în spațiu sub formă de explozii de raze gamma. Exploziile de raze gamma sunt cele mai puternice explozii din univers de la Big Bang încoace. Pe Pământ, razele gamma pot fi produse de fulgere și explozii nucleare. Ele pot fi, de asemenea, create în mod artificial cu ajutorul unui laser. Un exemplu în acest sens este laserul Gemini de la Rutherford Appleton Central Laser Facility din Regatul Unit.
Știați că?
O explozie de raze gamma poate emite mai multă energie în 10 secunde decât va emite Soarele în întreaga sa viață. Se estimează că Soarele va trăi 10 miliarde de ani, deci este vorba de o cantitate mare de energie!
Cum detectăm razele gamma?
Pământul este înconjurat de un strat invizibil de vapori de apă și gaze numit atmosferă. Atmosfera este alcătuită din apă, dioxid de carbon, ozon și alte molecule. Atmosfera acoperă Pământul și îl protejează de radiațiile nocive care provin din spațiul cosmic. Cu toate acestea, regiuni numite ferestre atmosferice permit trecerea unor tipuri de radiații. De exemplu, toată lumina vizibilă trece printr-o fereastră atmosferică pentru a ajunge pe Pământ. La fel și o parte din lumina ultravioletă (UV). Pe de altă parte, 100 la sută din radiațiile gamma sunt blocate de atmosfera Pământului. Prin urmare, razele gamma care apar în spațiu pot fi detectate doar din spațiu.
În 1967, satelitul OSO-3 a făcut prima detecție semnificativă de raze gamma din spațiu. Acest satelit a detectat un total de 621 de raze gamma cosmice. La scurt timp după aceea, satelitul Vela-5b al Statelor Unite ale Americii a fost pus inițial pe orbită pentru a detecta razele gamma provenite din testele cu bombe nucleare. În schimb, acesta a detectat explozii de raze gamma provenite de la galaxii îndepărtate. Aceasta a fost o descoperire uimitoare! Ea a dus la o nouă ramură de cercetare, radiațiile gamma.
Știați că?
Observatorul Neil Gehrels Swift și Telescopul spațial Fermi Gamma-Ray sunt două nave spațiale lansate pentru a studia razele gamma în spațiu.
Cum sunt utilizate razele gamma în medicină?
Razele gamma elimină electronii din atomi. Din acest motiv, ele reprezintă o formă de radiație cunoscută sub numele de radiație ionizantă. Studiile arată că radiațiile pot deteriora ADN-ul, iar această deteriorare poate duce la apariția cancerului. Aceste studii s-au concentrat pe supraviețuitorii exploziilor nucleare, pe persoanele cărora li s-au administrat doze mari de radiații pentru tratarea cancerului sau pe persoanele supraexpuse la radiații în timpul serviciului.
Cu toate acestea, razele gamma pot fi, de asemenea, utilizate pentru tratarea cancerului. Radioterapia, sau radioterapia, utilizează raze gamma de înaltă energie pentru a distruge celulele canceroase și a micșora tumorile. Radiochirurgia Gamma Knife este o formă specială de radioterapie. Aceasta utilizează fascicule de raze gamma pentru a trata țesutul cerebral lezat prin deteriorarea ADN-ului celulelor periculoase. Această tehnică este unul dintre cele mai exacte și precise sisteme de radiochirurgie. Se poate concentra pe o zonă mică și poate evita deteriorarea țesuturilor din jur. De asemenea, poate viza celulele din mijlocul creierului fără a tăia creierul din jur. De fapt, doar 1 mm de țesut suplimentar din jurul tumorii este distrus.
Cum sunt utilizate razele gamma în industria alimentară?
Irradiația este procesul de utilizare a radiațiilor ionizante pentru a distruge bacteriile și alte microorganisme din produsele alimentare. Producătorii de alimente pot folosi sterilizarea cu raze gamma. Acesta este un tip de iradiere care folosește razele gamma pentru a crește durata de valabilitate a alimentelor și băuturilor. Produsele alimentare sunt bombardate cu o sursă de raze gamma de mare energie, în mod normal Cobalt-60 sau Cesiu-137. Aceste raze gamma modifică legăturile chimice și ucid bacteriile care pot cauza boli. Acesta este un proces important pentru conservarea alimentelor, la fel ca și conservarea fructelor în conserve sau pasteurizarea produselor lactate.
Oamenii se tem că alimentele iradiate ar putea să nu fie sigure pentru consum. La urma urmei, expunerea la raze gamma a fost legată de otrăvirea cu radiații. Cu toate acestea, US Food and Drug Administration (FDA) studiază alimentele iradiate de peste 30 de ani. Studiile lor arată că alimentele iradiate sunt complet sigure pentru consum.
Știați că?
Iradiația este o modalitate de a ajuta la conservarea alimentelor trimise în spațiu cu astronauții! Alimentele iradiate pot rezista ani de zile fără să se strice.
Cum sunt utilizate razele gamma în producție?
Radiografia industrială este o metodă utilizată pentru a testa materialele pentru a detecta defecte, cum ar fi fisurile. Folosind radiații electromagnetice de înaltă energie, cei care fac testele pot vedea structura internă a unui material. În radiografia industrială, razele gamma permit oamenilor să caute probleme fără a deteriora materialele. Acest proces este foarte asemănător cu modul în care un radiolog folosește razele X pentru a vă inspecta oasele în căutarea de fracturi sau rupturi. Razele X pot trece în siguranță prin piele și prin organe fără să vă facă rău. În același mod, razele gamma pot trece prin materiale fără a le deteriora.
Radiografia industrială este o modalitate nedistructivă de testare a produselor, cum ar fi țevile, materialele sudate sau piesele de avion. Aceste proceduri de testare asigură că materialele sunt sigure și de bună calitate. Pentru această activitate se utilizează, de asemenea, raze X și radiații cu ultrasunete.
Cu toate acestea, dispozitivele cu raze gamma pot fi mai mici și folosesc mai puțină energie.
Pot fi periculoase razele gamma?
Dozele mari de radiații pot fi periculoase sau chiar fatale pentru oameni. Filmele științifico-fantastice folosesc în mod obișnuit radiațiile gamma pentru a crea creaturi mutante. Acest lucru îi poate face pe oameni să creadă că radiațiile sunt periculoase și ar trebui evitate. Realitatea este că suntem înconjurați de radiații. Acestea apar în mod natural deasupra noastră, în spațiu, și sub noi, în scoarța terestră. Acest lucru înseamnă că radiațiile se găsesc, de asemenea, în alimentele noastre și în aerul pe care îl respirăm. De asemenea, provine din surse fabricate de oameni. Laserele sunt un exemplu. Dar chiar dacă am combina toate aceste radiații, ele tot nu ne-ar face rău. Ar trebui să absorbim de aproximativ 750 de ori mai multe radiații decât atât înainte ca acestea să ne facă rău.
Sumând…
Razele gamma s-ar putea să nu vă dea superputeri. Dar ele se găsesc aproape peste tot. Ele au multe utilizări, de la tratarea bolilor până la sterilizarea diferitelor produse. Dar sunt unele lucruri pe care nu le pot face – cum ar fi să te transforme în Hulk! Așa că data viitoare când îți dorești o forță supraomenească, încearcă în schimb să mergi la sală și să ridici greutăți.