Dans le domaine de la physique nucléaire, les différents types de rayonnements existants sont étudiés. Dans ce cas, nous allons nous concentrer sur l'étude des rayons gamma. C'est le rayonnement électromagnétique produit par la désintégration radioactive des noyaux atomiques. Ces rayons gamma ont le rayonnement de fréquence la plus élevée et sont parmi les plus dangereux pour l'homme, ainsi que d'autres rayonnements ionisants.
Par conséquent, nous allons dédier cet article pour vous dire quelles sont les caractéristiques, l'importance et les utilisations des rayons gamma.
Caractéristiques principales
En résumé, nous allons lister les principales caractéristiques des rayons gamma :
- Ce sont des particules qui n'ont plus de repos puisqu'elles se déplacent à la vitesse de la lumière.
- Ils n'ont pas non plus de charge électrique car ils ne sont pas déviés par les champs électriques et magnétiques.
- Ils ont très peu de pouvoir ionisant bien qu'ils soient assez pénétrants. Rayons gamma du radon ils peuvent traverser jusqu'à 15 cm d'acier.
- Ce sont des ondes comme la lumière mais beaucoup plus énergétiques que les rayons X.
- Un composé radioactif qui s'absorbe dans une glande et évite les rayonnements gamma permet d'étudier ladite glande en l'obtenant sur une plage.
Ils ont un rayonnement à très haute fréquence et sont l'un des rayonnements les plus dangereux pour l'homme, comme tous les rayonnements ionisants. Le danger réside dans le fait qu'il s'agit d'ondes à haute énergie qui peuvent endommager de manière irréversible les molécules. qui composent les cellules, provoquant des mutations génétiques et même la mort. Sur Terre, nous pouvons observer des sources naturelles de rayons gamma dans la désintégration des radionucléides et l'interaction des rayons cosmiques avec l'atmosphère ; très peu de rayons produisent également ce type de rayonnement.
Propriétés des rayons gamma
Normalement, la fréquence de ce rayonnement est supérieure à 1020 Hz, il a donc une énergie supérieure à 100 keV et une longueur d'onde inférieure à 3 × 10 -13 m, bien inférieure au diamètre d'un atome. Des interactions impliquant des rayons gamma d'énergie du TeV au PeV ont également été étudiées.
Les rayons gamma sont plus pénétrants que les rayonnements produits par d'autres formes de désintégration radioactive, ou les désintégrations alpha et bêta, en raison de la moindre tendance à interagir avec la matière. Le rayonnement gamma est constitué de photons. C'est une différence substantielle par rapport au rayonnement alpha qui est composé de noyaux d'hélium et au rayonnement bêta qui est composé d'électrons.
photons, comme ils ne sont pas dotés de masse, ils sont moins ionisants. A ces fréquences, la description des phénomènes d'interactions entre le champ électromagnétique et la matière ne peut ignorer la mécanique quantique. Les rayons gamma se distinguent des rayons X par leur origine. Ils sont produits par des transitions nucléaires ou subatomiques, dans tous les cas, tandis que les rayons X sont produits par des transitions énergétiques dues aux électrons entrant dans des niveaux d'énergie libre plus internes à partir de niveaux d'énergie quantifiés externes.
Étant donné que certaines transitions électroniques peuvent dépasser l'énergie de certaines transitions nucléaires, la fréquence des rayons X de haute énergie peut être supérieure à la fréquence des rayons gamma de basse énergie. Mais, en fait, ce sont toutes des ondes électromagnétiques, comme les ondes radio et la lumière.
Des matériaux fabriqués grâce aux rayons gamma
Le matériau requis pour protéger les rayons gamma est beaucoup plus épais que celui requis pour protéger les particules alpha et bêta. Ces matériaux peuvent être bloqués avec une simple feuille de papier (α) ou une fine plaque métallique (β). Les matériaux à numéro atomique élevé et à haute densité peuvent mieux absorber les rayons gamma. En effet, si 1 cm de plomb est nécessaire pour réduire l'intensité des rayons gamma de 50%, le même effet se produit dans 6 cm de ciment et 9 cm de terre pressée.
Les matériaux de blindage sont généralement mesurés en termes d'épaisseur nécessaire pour réduire de moitié l'intensité du rayonnement. Évidemment, plus l'énergie du photon est élevée, plus l'épaisseur du bouclier requis est importante.
Par conséquent, des écrans épais sont nécessaires pour protéger les humains, car les rayons gamma et les rayons X peuvent provoquer des brûlures, des cancers et des mutations génétiques. Par exemple, dans les centrales nucléaires, il est utilisé pour protéger l'acier et le ciment dans le confinement des pastilles, tandis que l'eau peut empêcher le rayonnement pendant le stockage des barres de combustible ou le transport du cœur du réacteur.
Utilise
Le traitement par rayonnement ionisant est une méthode physique utilisée pour réaliser la stérilisation des matériaux médical et sanitaire, la décontamination des aliments, des matières premières et des produits industriels, et leur application dans d'autres domaines, Nous verrons plus tard.
Ce processus consiste à exposer le produit final emballé ou en vrac ou la substance à une énergie ionisante. Cela se fait dans une salle spéciale appelée salle d'irradiation pour chaque situation spécifique et dans une période de temps spécifique. Ces ondes pénètrent complètement les produits exposés, y compris les produits emballés multicouches.
L'utilisation du Cobalt 60 pour le traitement des maladies tumorales est une méthode actuellement très répandue dans mon pays et dans le monde en raison de son efficacité et de sa sécurité intrinsèque. C'est ce qu'on appelle la cobaltothérapie ou la cobaltothérapie et consiste à exposer le tissu tumoral aux rayons gamma.
Pour cela, on utilise l'appareil dit de traitement au cobalt, qui est équipé d'une tête blindée équipée de cobalt 60, et est équipé d'un appareil qui contrôle avec précision l'exposition requise dans chaque cas spécifique pour traiter adéquatement la maladie.
La première application commerciale de l'énergie d'ionisation remonte au début des années 1960. Aujourd'hui, il y a environ 160 usines d'irradiation en service dans le monde, distribué dans plus de 30 pays, offrant une large gamme de services pour de plus en plus d'industries.
Comme vous pouvez le voir, bien qu'ils soient dangereux, l'être humain parvient à utiliser les rayons gamma dans de nombreux domaines comme cela est induit par la médecine. J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en apprendre davantage sur les rayons gamma et leurs caractéristiques.