Que sont les rayons gamma ?

Un rayon gamma (g) est un paquet d’énergie électromagnétique (photon) émis par le noyau de certains radionucléides à la suite d’une désintégration radioactive. Les photons gamma sont les photons les plus énergétiques du spectre électromagnétique.

Quelles sont les propriétés des rayons gamma ?

Les rayons gamma sont une forme de rayonnement électromagnétique (DME). Ils sont semblables aux rayons X, ne se distinguant que par le fait qu’ils sont émis par un noyau excité. Le rayonnement électromagnétique peut être décrit en termes de flux de photons, qui sont des particules sans masse se déplaçant chacune selon un motif ondulatoire et se déplaçant à la vitesse de la lumière. Chaque photon contient une certaine quantité (ou faisceau) d’énergie, et tout rayonnement électromagnétique est constitué de ces photons. Les photons gamma ont l’énergie la plus élevée du spectre EMR et leurs ondes ont la longueur d’onde la plus courte.

Les scientifiques mesurent l’énergie des photons en électron-volts (eV). Les photons de rayons X ont des énergies comprises entre 100 eV et 100 000 EV (ou 100 keV). Les photons gamma ont généralement des énergies supérieures à 100 keV. À titre de comparaison, le rayonnement ultraviolet a une énergie comprise entre quelques électron-volts et environ 100 eV et n’a pas assez d’énergie pour être classé comme rayonnement ionisant. La haute énergie des rayons gamma leur permet de traverser de nombreux types de matériaux, y compris les tissus humains. Les matériaux très denses, tels que le plomb, sont couramment utilisés comme blindage pour ralentir ou arrêter les rayons gamma.

Quelle est la différence entre les rayons gamma et les rayons X?

La principale différence entre les rayons gamma et les rayons X réside dans la façon dont ils sont produits. Les rayons gamma proviennent du processus de décantation d’un noyau excité d’un radionucléide après sa désintégration radioactive, tandis que les rayons X sont produits lorsque les électrons frappent une cible ou lorsque les électrons se réorganisent dans un atome. Les rayons cosmiques comprennent également des photons de haute énergie et ceux-ci sont également appelés rayons gamma, qu’ils proviennent ou non de la désintégration ou de la réaction nucléaire.

Quels sont les effets sur la santé de l’exposition au rayonnement gamma?

Le rayonnement gamma est très pénétrant et interagit avec la matière par ionisation via trois processus: effet photoélectrique, diffusion de Compton ou production de paires. En raison de leur pouvoir de pénétration élevé, l’impact des rayonnements gamma peut se produire dans tout un corps, ils sont cependant moins ionisants que les particules alpha. Le rayonnement gamma est considéré comme un danger externe en ce qui concerne la radioprotection.

Comme toutes les expositions aux rayonnements ionisants, des expositions élevées peuvent provoquer des effets aigus directs en endommageant immédiatement les cellules. De faibles niveaux d’exposition comportent un risque stochastique pour la santé lorsque la probabilité d’induction du cancer augmente avec une exposition accrue.

Quelles sont les sources courantes de rayonnement gamma ?

Le rayonnement gamma est libéré par de nombreux radio-isotopes présents dans la série de désintégration naturelle de l’uranium, du thorium et de l’actinium, ainsi que par les radio-isotopes naturels du potassium-40 et du carbone-14. Ceux-ci se trouvent dans toutes les roches et le sol et même dans notre nourriture et notre eau.

Des sources artificielles de rayonnement gamma sont produites par fission dans des réacteurs nucléaires, des expériences de physique des hautes énergies, des explosions nucléaires et des accidents.

Quelles sont les utilisations des émetteurs de rayons gamma ?

Les radionucléides émetteurs de gamma sont les sources de rayonnement les plus utilisées. Le pouvoir pénétrant des rayons gamma a de nombreuses applications. Cependant, alors que les rayons gamma pénètrent dans de nombreux matériaux, cela ne les rend pas radioactifs. Les trois radionucléides qui sont de loin les plus utiles sont le cobalt 60, le césium 137, le technétium 99m et l’américium 241.

Utilisations du cobalt-60:

• stérilisation du matériel médical dans les hôpitaux
• pasteurisation, par irradiation, de certains aliments
• nivellement ou jauges d’épaisseur (emballages alimentaires, aciéries)
• radiographie industrielle.

Utilisations du césium 137:

• mesure et contrôle du débit des liquides dans les procédés industriels
• étude des strates souterraines (pétrole, charbon, gaz et autres minéralisations)
• mesure de la densité d’humidité du sol sur les chantiers de construction
• jauges de nivellement pour l’emballage des aliments, des médicaments et d’autres produits.

Utilisations du technétium-99m:

• Le Tc-99m est l’isotope radioactif le plus utilisé pour les études de diagnostic médical
• différentes formes chimiques sont utilisées pour l’imagerie du cerveau, des os, du foie, de la rate et des reins. Il est également utilisé pour les études de flux sanguin.

Utilisations de l’américium-241: