ما هي استخدامات أشعة جاما؟
أشعة جاما هي إشعاع كهرومغناطيسي لأقصر طول موجي وأعلى طاقة.
يتم إنتاج أشعة جاما في تفكك نواة الذرة المشعة وفي تحلل بعض الجسيمات دون الذرية. تتضمن التعريفات المقبولة عمومًا لمناطق أشعة جاما والأشعة السينية للطيف الكهرومغناطيسي بعض التداخل في الطول الموجي ، حيث يكون لإشعاع أشعة جاما أطوال موجية تكون عمومًا أقصر من بضعة أعشار من أنجستروم (10-10 متر). وتحتوي فوتونات أشعة جاما على طاقات أكبر من عشرات الآلاف من الإلكترون فولت (eV). لا يوجد حد نظري أعلى لطاقات فوتونات أشعة جاما ولا يوجد حد أدنى لأطوال موجات أشعة جاما ؛ تمتد الطاقات المرصودة حاليًا إلى ما يصل إلى بضعة تريليونات من الإلكترون فولت - يتم إنتاج هذه الفوتونات عالية الطاقة للغاية في مصادر فلكية من خلال آليات غير معروفة حاليًا.
اكتشاف أشعة جاما
يرجع الفضل في اكتشاف أشعة جاما إلى الفيزيائي الفرنسي هنري بيكريل في عام 1896. ومن المعروف أن أشعة جاما ، وهي شكل عالي التردد من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، تسبب أنواعًا من السرطان ومشكلات طبية أخرى في البشر. ومع ذلك ، عند استخدامها في بيئة خاضعة للرقابة ، يمكن تطبيق أشعة جاما على عدد من المجالات من العلوم الطبية إلى حفظ الأغذية مع نتائج مفيدة وفعالة للغاية عند يتم إستخدامها بجرعات منخفضة.
استخدامات أشعة جاما
1. تطبيقات العلاج الطبي
تعمل أشعة جاما على تأين الأنسجة الحية ، مما يسبب السرطان عن طريق إنتاج الجذور الحرة. ومع ذلك ، نظرًا لأن أشعة جاما تقتل أيضًا البكتيريا والخلايا السرطانية ، فقد تم استخدامها لقتل أنواع معينة من السرطان. في إجراء خاضع للرقابة ، يتم استخدام أشعة جاما "كسكين جاما" يتكون من عدة حزم مركزة من أشعة جاما تركز مباشرة على الورم لقتل الخلايا السرطانية مع ترك الخلايا المحيطة دون أن تصاب بأذى. كما يتم استخدام هذه الأشعة لتعقيم المعدات كبديل للعلاجات الكيميائية.
2. تطبيقات التشخيص الطبي
مثل الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى ، يمكن أن تنبعث أشعة جاما في نطاقات مختلفة. كأداة تشخيصية ، قد تنبعث أشعة جاما على نفس نطاق الطاقة مثل الأشعة السينية. يُحقن المريض بمصاوغ نووي يسمى تكنيشيوم-99 ، وهو عن متتبع إشعاعي تنبعث منه أشعة جاما. ثم يتم استخدام كاميرا جاما لتكوين صورة لتوزيع المقتفي في الجسم عن طريق تعيين أشعة جاما. يمكن استخدام هذه الصورة لتشخيص عدد من الحالات من توزيع الخلايا السرطانية في الدماغ وتشوهات القلب والأوعية الدموية.
3. تطبيقات صناعية
تُستخدم أشعة جاما في بيئة صناعية لاكتشاف العيوب في المسبوكات المعدنية ولإيجاد نقاط الضعف في الهياكل الملحومة. في عملية تُعرف باسم التصوير الإشعاعي الصناعي ، يتم قصف أجزاء من الهياكل بأشعة جاما التي تمر بأمان عبر المعدن. يتم بعد ذلك ملاحظة المعدن بواسطة كاميرات جاما المحمولة التي تظهر تغميق نقاط الضعف في الهيكل على صورة فوتوغرافية. تستخدم أشعة جاما أيضًا لفحص أمتعة المطار والبضائع. بدأت هذه التقنية لأمن الحاويات في عام 2002 ، باستخدام أنظمة تصوير المركبات والحاويات التي تستخدم أشعة جاما بنفس الطريقة التي يستخدمها الطب التشخيصي لالتقاط صور بأشعة جاما للبضائع التي يتم استيرادها وتصديرها من بلدان أخرى.
4. تطبيقات صناعة الأغذية
تستخدم أشعة جاما ، وبالتحديد على شكل نويدات مشعة تسمى الكوبالت 60 ، لحفظ الطعام بنفس الطريقة التي تستخدم بها لتعقيم المعدات الطبية من حيث أنها تشع البكتيريا المسببة للتحلل. ينتج الكوبالت 60 كميات منخفضة من إشعاع جاما ، مما يسمح له بقتل البكتيريا والحشرات والخميرة دون التسبب في جرعة مميتة من الإشعاع لدى البشر. تمنع هذه العملية أيضًا إنبات الفواكه والخضروات ونضجها ، بينما لا تتسبب في حدوث تغييرات كبيرة في محتوى الطعام.