Cosa sono i raggi gamma?

Un raggio gamma (g) è un pacchetto di energia elettromagnetica (fotone) emesso dal nucleo di alcuni radionuclidi in seguito al decadimento radioattivo. I fotoni gamma sono i fotoni più energetici nello spettro elettromagnetico.

Quali sono le proprietà dei raggi gamma?

I raggi gamma sono una forma di radiazione elettromagnetica (EMR). Sono simili ai raggi X, distinti solo dal fatto che sono emessi da un nucleo eccitato. La radiazione elettromagnetica può essere descritta in termini di un flusso di fotoni, che sono particelle senza massa che viaggiano ciascuna in un modello ondulatorio e si muovono alla velocità della luce. Ogni fotone contiene una certa quantità (o fascio) di energia e tutte le radiazioni elettromagnetiche sono costituite da questi fotoni. I fotoni dei raggi gamma hanno la più alta energia nello spettro EMR e le loro onde hanno la lunghezza d’onda più breve.

Gli scienziati misurano l’energia dei fotoni in elettronvolt (eV). I fotoni a raggi X hanno energie nell’intervallo da 100 eV a 100.000 eV (o 100 keV). I fotoni a raggi gamma hanno generalmente energie superiori a 100 keV. Per confronto, la radiazione ultravioletta ha energia che rientra nell’intervallo da pochi elettronvolt a circa 100 eV e non ha energia sufficiente per essere classificata come radiazione ionizzante. L’alta energia dei raggi gamma consente loro di passare attraverso molti tipi di materiali, incluso il tessuto umano. Materiali molto densi, come il piombo, sono comunemente usati come schermatura per rallentare o fermare i raggi gamma.

Qual è la differenza tra raggi gamma e raggi X?

La differenza fondamentale tra raggi gamma e raggi X è come vengono prodotti. I raggi gamma provengono dal processo di sedimentazione di un nucleo eccitato di un radionuclide dopo che subisce il decadimento radioattivo, mentre i raggi X sono prodotti quando gli elettroni colpiscono un bersaglio o quando gli elettroni si riorganizzano all’interno di un atomo. I raggi cosmici includono anche fotoni ad alta energia e questi sono anche chiamati raggi gamma, indipendentemente dal fatto che provengano o meno dal decadimento o dalla reazione nucleare.

Quali sono gli effetti sulla salute dell’esposizione alle radiazioni gamma?

La radiazione gamma è altamente penetrante e interagisce con la materia attraverso la ionizzazione attraverso tre processi; effetto fotoelettrico, scattering Compton o produzione di coppie. A causa del loro elevato potere di penetrazione, l’impatto delle radiazioni gamma può verificarsi in tutto il corpo, ma sono meno ionizzanti delle particelle alfa. Le radiazioni gamma sono considerate un pericolo esterno per quanto riguarda la protezione dalle radiazioni.

Analogamente a tutte le esposizioni alle radiazioni ionizzanti, esposizioni elevate possono causare effetti acuti diretti attraverso danni immediati alle cellule. Bassi livelli di esposizione comportano un rischio per la salute stocastico in cui la probabilità di induzione del cancro aumenta con l’aumento dell’esposizione.

Quali sono alcune fonti comuni di radiazioni gamma?

La radiazione gamma viene rilasciata da molti dei radioisotopi presenti nella serie di decadimento delle radiazioni naturali di uranio, torio e attinio, oltre ad essere emessa dai radioisotopi naturali potassio-40 e carbonio-14. Questi si trovano in tutte le rocce e il suolo e anche nel nostro cibo e acqua.

Fonti artificiali di radiazioni gamma sono prodotte nella fissione nei reattori nucleari, esperimenti di fisica ad alta energia, esplosioni nucleari e incidenti.

Quali sono alcuni usi degli emettitori di raggi gamma?

I radionuclidi che emettono gamma sono le sorgenti di radiazioni più utilizzate. Il potere penetrante dei raggi gamma ha molte applicazioni. Tuttavia, mentre i raggi gamma penetrano molti materiali, questo non li rende radioattivi. I tre radionuclidi che sono di gran lunga i più utili sono cobalto-60, cesio-137, tecnezio-99m e americio-241.

Usi del cobalto-60:

• sterilizzazione di apparecchiature mediche negli ospedali
• pastorizzazione, per irraggiamento, di alcuni prodotti alimentari
• livellatori o spessori (imballaggi alimentari, acciaierie)
• radiografia industriale.

Usi del cesio-137:

• misurazione e controllo del flusso di liquidi nei processi industriali
• indagine su strati sotterranei (petrolio, carbone, gas e altre mineralizzazioni)
• misurazione della densità di umidità del suolo nei cantieri
• indicatori di livellamento per il confezionamento di alimenti, farmaci e altri prodotti.

Usi di technetium-99m:

• Tc-99m è l’isotopo radioattivo più utilizzato per studi diagnostici medici
• diverse forme chimiche sono utilizzate per l’imaging di cervello, ossa, fegato, milza e reni. Viene anche usato per gli studi sul flusso sanguigno.

Usi di americium-241: