Was sind Gammastrahlen?

Ein Gammastrahl (g) ist ein Paket elektromagnetischer Energie (Photon), das vom Kern einiger Radionuklide nach radioaktivem Zerfall emittiert wird. Gammaphotonen sind die energiereichsten Photonen im elektromagnetischen Spektrum.

Was sind die Eigenschaften von Gammastrahlen?

Gammastrahlen sind eine Form elektromagnetischer Strahlung (EMR). Sie sind Röntgenstrahlen sehr ähnlich und zeichnen sich nur dadurch aus, dass sie von einem angeregten Kern emittiert werden. Elektromagnetische Strahlung kann als Photonenstrom beschrieben werden, bei dem es sich um masselose Teilchen handelt, die sich jeweils in einem wellenartigen Muster bewegen und sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Jedes Photon enthält eine bestimmte Menge (oder ein Bündel) Energie, und die gesamte elektromagnetische Strahlung besteht aus diesen Photonen. Gammaphotonen haben die höchste Energie im EMR-Spektrum und ihre Wellen haben die kürzeste Wellenlänge.

Wissenschaftler messen die Energie von Photonen in Elektronenvolt (eV). Röntgenphotonen haben Energien im Bereich von 100 eV bis 100.000 eV (oder 100 keV). Gammaphotonen haben im Allgemeinen Energien von mehr als 100 keV. Zum Vergleich: Ultraviolette Strahlung hat eine Energie, die im Bereich von einigen Elektronenvolt bis etwa 100 eV liegt und nicht genug Energie hat, um als ionisierende Strahlung eingestuft zu werden. Die hohe Energie der Gammastrahlen ermöglicht es ihnen, viele Arten von Materialien zu durchdringen, einschließlich menschlichen Gewebes. Sehr dichte Materialien wie Blei werden üblicherweise als Abschirmung verwendet, um Gammastrahlen zu verlangsamen oder zu stoppen.

Was ist der Unterschied zwischen Gammastrahlen und Röntgenstrahlen?

Der Hauptunterschied zwischen Gammastrahlen und Röntgenstrahlen besteht darin, wie sie erzeugt werden. Gammastrahlen stammen aus dem Absetzprozess eines angeregten Kerns eines Radionuklids, nachdem es radioaktiv zerfallen ist, während Röntgenstrahlen erzeugt werden, wenn Elektronen auf ein Ziel treffen oder wenn Elektronen sich innerhalb eines Atoms neu anordnen. Kosmische Strahlen umfassen auch hochenergetische Photonen und diese werden auch Gammastrahlen genannt, unabhängig davon, ob sie aus nuklearem Zerfall oder Reaktion stammen oder nicht.

Welche gesundheitlichen Auswirkungen hat die Exposition gegenüber Gammastrahlung?

Gammastrahlung ist stark durchdringend und interagiert mit Materie durch Ionisation über drei Prozesse; photoelektrischer Effekt, Compton-Streuung oder Paarproduktion. Aufgrund ihrer hohen Durchdringungskraft kann der Einfluss von Gammastrahlung im ganzen Körper auftreten, sie sind jedoch weniger ionisierend als Alphateilchen. Gammastrahlung gilt im Hinblick auf den Strahlenschutz als äußere Gefahr.Ähnlich wie bei jeder Exposition gegenüber ionisierender Strahlung können hohe Expositionen direkte akute Auswirkungen durch sofortige Schädigung der Zellen verursachen. Niedrige Expositionsniveaus bergen ein stochastisches Gesundheitsrisiko, bei dem die Wahrscheinlichkeit einer Krebsinduktion mit erhöhter Exposition steigt.

Was sind einige häufige Quellen von Gammastrahlung?

Gammastrahlung wird von vielen der Radioisotope freigesetzt, die in der natürlichen Strahlungszerfallsreihe von Uran, Thorium und Actinium vorkommen, und von den natürlich vorkommenden Radioisotopen Kalium-40 und Kohlenstoff-14 emittiert. Diese finden sich in allen Gesteinen und Böden und sogar in unserer Nahrung und unserem Wasser.

Künstliche Quellen von Gammastrahlung entstehen bei der Spaltung in Kernreaktoren, Hochenergiephysikexperimenten, nuklearen Explosionen und Unfällen.

Was sind einige Verwendungen von Gammastrahlenemittern?

Gamma emittierende Radionuklide sind die am weitesten verbreiteten Strahlungsquellen. Die Durchdringungskraft von Gammastrahlen hat viele Anwendungen. Während Gammastrahlen jedoch viele Materialien durchdringen, werden sie dadurch nicht radioaktiv. Die drei Radionuklide, die bei weitem am nützlichsten sind, sind Kobalt-60, Cäsium-137, Technetium-99m und Americium-241.

Verwendungen von Cobalt-60:

• Sterilisation von medizinischen Geräten in Krankenhäusern
• Pasteurisierung durch Bestrahlung bestimmter Lebensmittel
• Nivellier- oder Dickenmessgeräte (z. B. Lebensmittelverpackungen, Stahlwerke)
• industrielle Radiographie.

Verwendung von Cäsium-137:

• Messung und Kontrolle des Durchflusses von Flüssigkeiten in industriellen Prozessen
• Untersuchung von unterirdischen Schichten (z.B. Öl-, Kohle-, Gas- und andere Mineralisierungen)
• Messung der Bodenfeuchte-Dichte auf Baustellen
• Nivelliergeräte für die Verpackung von Lebensmitteln, Medikamenten und anderen Produkten.

Verwendungen von Technetium-99m:

• Tc-99m ist das am häufigsten verwendete radioaktive Isotop für medizinische diagnostische Studien
• Verschiedene chemische Formen werden für die Bildgebung von Gehirn, Knochen, Leber, Milz und Niere verwendet. Es wird auch für Blutflussstudien verwendet.

Verwendungen von americium-241: