Op het gebied van kernfysica worden de verschillende soorten straling bestudeerd. In dit geval gaan we ons concentreren op het bestuderen van de gamma stralen. Het zijn elektromagnetische stralingen die ontstaan ​​door de radioactieve desintegratie van atoomkernen. Deze gammastralen hebben de hoogste frequentie en behoren, samen met andere ioniserende straling, tot de gevaarlijkste voor mensen. Dit komt omdat het straling betreft die, hoewel ze geen elektrische lading hebben, aanzienlijke schade kan toebrengen aan menselijke cellen en hun DNA.
Daarom gaan we in dit artikel dieper in op de kenmerken, het belang en de toepassingen van gammastraling. Ook gaan we in op de gevolgen voor de gezondheid en op toepassingen in geavanceerde technologieën, zoals medicijnen.
hoofdkenmerken
Samenvattend gaan we de belangrijkste kenmerken van gammastraling opsommen:
- Het zijn deeltjes die niet meer in rust zijn omdat ze met de snelheid van het licht bewegen.
- Ze hebben ook geen elektrische lading omdat ze niet worden afgebogen door elektrische en magnetische velden.
- Ze hebben zeer weinig tot ioniserende kracht, hoewel ze behoorlijk doordringend zijn. Gammastraling van radon ze kunnen tot 15 cm staal door.
- Het zijn golven zoals licht, maar veel energieker dan röntgenstralen.
- Een radioactieve verbinding die wordt opgenomen in een klier en gammastraling vermijdt, maakt het mogelijk om deze klier te bestuderen door deze op een strand te verkrijgen.
Ze hebben zeer hoogfrequente straling en zijn een van de gevaarlijkste straling voor de mens, zoals alle ioniserende straling. Het gevaar schuilt in het feit dat het hoogenergetische golven zijn die moleculen onomkeerbaar kunnen beschadigen. die cellen vormen en genetische mutaties en zelfs de dood veroorzaken. Op aarde kunnen we natuurlijke bronnen van gammastraling waarnemen in het verval van radionucliden en de interactie van kosmische straling met de atmosfeer; Er zijn maar weinig stralen die dit soort straling produceren. Als u meer wilt weten over andere soorten straling, kunt u ons artikel raadplegen over Alles wat u moet weten over bliksem.
Eigenschappen van gammastraling
Normaal gesproken is de frequentie van deze straling groter dan 1020 Hz, dus het heeft een energie van meer dan 100 keV en een golflengte van minder dan 3 × 10-13 m, veel minder dan de diameter van een atoom. Interacties met gammastralen van energie van TeV naar PeV zijn ook bestudeerd.
Gammastraling is doordringender dan straling die wordt geproduceerd door andere vormen van radioactief verval, of alfaverval en bètaverval, vanwege de geringere neiging tot interactie met materie. Gammastraling bestaat uit fotonen. Dit is een wezenlijk verschil met alfastraling die bestaat uit heliumkernen en bètastraling die uit elektronen bestaat.
fotonen, omdat ze niet zijn uitgerust met massa, zijn ze minder ioniserend. Bij deze frequenties kan de beschrijving van de verschijnselen van interacties tussen het elektromagnetische veld en materie de kwantummechanica niet negeren. Gammastralen onderscheiden zich van röntgenstralen door hun oorsprong. Ze worden in ieder geval geproduceerd door nucleaire of subatomaire overgangen, terwijl röntgenstralen worden geproduceerd door energieovergangen als gevolg van elektronen die meer interne vrije energieniveaus binnenkomen vanuit externe gekwantiseerde energieniveaus.
Omdat sommige elektronenovergangen de energie van sommige kernovergangen kunnen overschrijden, kan de frequentie van de röntgenstralen met de hoogste energie hoger zijn dan de frequentie van de gammastralen met de laagste energie. Maar in feite zijn het allemaal elektromagnetische golven, net als radiogolven en licht. Als u meer wilt weten over andere componenten van het spectrum, kunt u ons artikel over spectroscopie, typen en kenmerken.
Materialen gemaakt dankzij gammastraling
Het materiaal dat nodig is om gammastraling te beschermen is veel dikker dan dat nodig is om alfa- en bètadeeltjes te beschermen. Deze materialen kunnen worden geblokkeerd met een eenvoudig vel papier (α) of een dunne metalen plaat (β). Materialen met een hoog atoomnummer en een hoge dichtheid kunnen gammastralen beter absorberen. In feite, als 1 cm lood nodig is om te verminderen de intensiteit van gammastraling met 50%, hetzelfde effect treedt op in 6 cm cement en 9 cm geperste aarde.
Afschermingsmaterialen worden over het algemeen gemeten in termen van de dikte die nodig is om de stralingsintensiteit te halveren. Het is duidelijk dat hoe hoger de energie van het foton, hoe groter de dikte van het vereiste schild.
Daarom zijn dikke schermen nodig om mensen te beschermen, omdat gammastralen en röntgenstralen brandwonden, kanker en genetische mutaties kunnen veroorzaken. Bijvoorbeeld, in kerncentrales wordt het gebruikt om staal en cement te beschermen in de insluiting van pellets, terwijl water straling kan voorkomen tijdens de opslag van splijtstofstaven of tijdens het transport van de reactor kern. Als u meer wilt weten over hoe licht werkt in de context van straling, lees dan ons artikel over wat is licht.
toepassingen
Ioniserende stralingsbehandeling is een fysieke methode die wordt gebruikt om sterilisatie van materialen te bereiken medisch en sanitair, de decontaminatie van voedsel, grondstoffen en industriële producten, en hun toepassing op andere gebieden, We zullen later zien.
Dit proces omvat het blootstellen van het uiteindelijke verpakte of bulkproduct of de substantie aan ioniserende energie. Dit gebeurt in een speciale ruimte, een bestralingsruimte genaamd, voor elke specifieke situatie en binnen een bepaalde periode. Deze golven dringen volledig door in blootgestelde producten, inclusief meerlaagse verpakte producten.
Het gebruik van Cobalt 60 voor de behandeling van tumorziekten is een methode die momenteel zeer wijdverbreid is in mijn land en in de wereld vanwege de werkzaamheid en intrinsieke veiligheid. Het wordt kobalttherapie of kobalttherapie genoemd en omvat het blootstellen van tumorweefsel aan gammastraling.
Hiervoor wordt een zogenaamd kobaltbehandelingsapparaat gebruikt. Dit apparaat is uitgerust met een afgeschermde kop die is voorzien van kobalt 60 en is voorzien van een inrichting die nauwkeurig de blootstelling regelt die in elk specifiek geval nodig is om de ziekte adequaat te behandelen. Voor meer informatie over zwarte gaten en hun interacties met straling kunt u ons artikel lezen op superzware zwarte gaten.
De eerste commerciële toepassing van ionisatie-energie dateert uit het begin van de jaren 1960. Tegenwoordig is er zijn ongeveer 160 bestralingsinstallaties in bedrijf in de wereld, gedistribueerd in meer dan 30 landen, met een breed scala aan diensten voor steeds meer industrieën.
Zoals je kunt zien, slaagt de mens erin om, hoewel ze gevaarlijk zijn, op veel gebieden gebruik te maken van gammastraling, zoals wordt veroorzaakt door medicijnen. Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over gammastraling en hun kenmerken.