Nel campo della fisica nucleare vengono studiati i diversi tipi di radiazioni esistenti. In questo caso, ci concentreremo sullo studio del raggi gamma. È la radiazione elettromagnetica prodotta dal decadimento radioattivo dei nuclei atomici. Questi raggi gamma hanno la radiazione a più alta frequenza e sono tra i più pericolosi per l'uomo così come altre radiazioni ionizzanti.
Pertanto, dedicheremo questo articolo a dirvi quali sono le caratteristiche, l'importanza e gli usi dei raggi gamma.
caratteristiche principali
In sintesi, elencheremo le principali caratteristiche dei raggi gamma:
- Sono particelle che non hanno più riposo poiché si muovono alla velocità della luce.
- Inoltre non hanno carica elettrica poiché non vengono deviate da campi elettrici e magnetici.
- Hanno pochissimo potere ionizzante anche se sono abbastanza penetranti. Raggi gamma di radon possono attraversare fino a 15 cm di acciaio.
- Sono onde come la luce ma molto più energiche dei raggi X.
- Un composto radioattivo che viene assorbito in una ghiandola ed evita le radiazioni gamma permette di studiare detta ghiandola ottenendola su una spiaggia.
Hanno radiazioni ad altissima frequenza e sono una delle radiazioni più pericolose per l'uomo, come tutte le radiazioni ionizzanti. Il pericolo sta nel fatto che sono onde ad alta energia che possono danneggiare irreversibilmente le molecole. che compongono le cellule, causando mutazioni genetiche e persino la morte. Sulla Terra possiamo osservare sorgenti naturali di raggi gamma nel decadimento dei radionuclidi e nell'interazione dei raggi cosmici con l'atmosfera; pochissimi raggi producono anche questo tipo di radiazione.
Proprietà dei raggi gamma
Normalmente, la frequenza di questa radiazione è maggiore di 1020 Hz, quindi ha un'energia maggiore di 100 keV e una lunghezza d'onda minore di 3 × 10 -13 m, molto inferiore al diametro di un atomo. Sono state studiate anche interazioni che coinvolgono raggi gamma di energia da TeV a PeV.
I raggi gamma sono più penetranti delle radiazioni prodotte da altre forme di decadimento radioattivo, o decadimento alfa e decadimento beta, a causa della minore tendenza ad interagire con la materia. La radiazione gamma è costituita da fotoni. Questa è una differenza sostanziale dalla radiazione alfa che è composta da nuclei di elio e dalla radiazione beta che è composta da elettroni.
fotoni, non essendo dotati di massa, sono meno ionizzanti. A queste frequenze, la descrizione dei fenomeni di interazione tra il campo elettromagnetico e la materia non può prescindere dalla meccanica quantistica. I raggi gamma si distinguono dai raggi X per la loro origine. Sono comunque prodotti da transizioni nucleari o subatomiche, mentre i raggi X sono prodotti da transizioni energetiche dovute ad elettroni che da livelli energetici quantizzati esterni entrano in livelli di energia libera più interni.
Poiché alcune transizioni elettroniche possono superare l'energia di alcune transizioni nucleari, la frequenza dei raggi X a energia più elevata può essere maggiore della frequenza dei raggi gamma a energia inferiore. Ma, in realtà, sono tutte onde elettromagnetiche, come le onde radio e la luce.
Materiali realizzati grazie ai raggi gamma
Il materiale necessario per proteggere i raggi gamma è molto più spesso di quello necessario per proteggere le particelle alfa e beta. Questi materiali possono essere bloccati con un semplice foglio di carta (α) o una sottile lastra di metallo (β). I materiali con alto numero atomico e alta densità possono assorbire meglio i raggi gamma. Infatti, se è necessario 1 cm di piombo per ridurre l'intensità dei raggi gamma del 50%, lo stesso effetto si verifica in 6 cm di cemento e 9 cm di terra pressata.
I materiali schermanti sono generalmente misurati in termini di spessore necessario per dimezzare l'intensità della radiazione. Ovviamente, maggiore è l'energia del fotone, maggiore è lo spessore dello schermo richiesto.
Pertanto, sono necessari schermi spessi per proteggere gli esseri umani, perché i raggi gamma e i raggi X possono causare ustioni, cancro e mutazioni genetiche. Per esempio, nelle centrali nucleari, viene utilizzato per proteggere acciaio e cemento nel contenimento del pellet, mentre l'acqua può prevenire le radiazioni durante lo stoccaggio delle barre di combustibile o il trasporto del nocciolo del reattore.
Utilizza
Il trattamento con radiazioni ionizzanti è un metodo fisico utilizzato per ottenere la sterilizzazione dei materiali medico e sanitario, la decontaminazione di alimenti, materie prime e prodotti industriali e la loro applicazione in altri campi, Vedremo più avanti.
Questo processo comporta l'esposizione del prodotto o della sostanza finale confezionato o sfuso all'energia ionizzante. Questo viene fatto in una stanza speciale chiamata stanza di irradiazione per ogni situazione specifica ed entro un periodo di tempo specifico. Queste onde penetrano completamente nei prodotti esposti, compresi i prodotti confezionati multistrato.
L'utilizzo del Cobalto 60 per la cura delle malattie tumorali è una metodica attualmente molto diffusa nel mio Paese e nel mondo per la sua efficacia e sicurezza intrinseca. Si chiama terapia del cobalto o terapia del cobalto e comporta l'esposizione del tessuto tumorale ai raggi gamma.
Per questo viene utilizzato il cosiddetto dispositivo di trattamento del cobalto, che è dotato di una testa corazzata dotata di cobalto 60, ed è dotato di un dispositivo che controlla con precisione l'esposizione necessaria in ogni caso specifico per curare adeguatamente la malattia.
La prima applicazione commerciale dell'energia di ionizzazione risale ai primi anni 1960. Oggi, nel mondo sono in funzione circa 160 impianti di irraggiamento, distribuito in più di 30 paesi, fornendo una vasta gamma di servizi per sempre più industrie.
Come si vede, nonostante siano pericolosi, l'essere umano riesce a far uso dei raggi gamma in molti settori come indotto dalla medicina. Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sui raggi gamma e sulle loro caratteristiche.