La radiación gamma o rayos gamma es un tipo de radiacion electromagnetica, y por tanto formada por fotones, producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilacion de un par positron-electron. Este tipo de radiación de tal magnitud también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia
Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiacion ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta. Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos.
La energía de esta naturaleza se mide en megaelectronvoltios (MeV). Un MeV corresponde a fotones gamma de longitudes de onda inferiores a 10 − 11 m o frecuencias superiores a 1019 Hz
Los rayos gamma se producen en la desexcitación de un nucleon de un nivel o estado exitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos. Los rayos gamma se diferencian de los rayos X en su origen, debido a que estos últimos se producen a nivel extranuclear, por fenómenos de frenado electrónico. Generalmente asociada con la energia nuclear y los reactores nucleares, la radioactividad se encuentra en nuestro entorno natural, desde los rayos cosmicos, que nos bombardean desde el sol y las galaxias de fuera de nuestro sistema solar, hasta algunos isotopos radiactivos que forman parte de nuestro entorno natural.
En general, los rayos gamma producidos en el espacio no llegan a la superficie de la tierra, pues son absorbidos en la alta atmósfera. Para observar el universo en estas frecuencias, es necesario utilizar globos de gran altitud u observatorios espaciales. En ambos casos se utiliza el para detectar los rayos gamma. Estos rayos gamma se producen en fenómenos astrofísicos de alta energía como explosiones de supernovas o núcleos de galaxias activas. En astrofísica se denominan GRB (Gamma Ray Bursts) a fuentes de rayos gamma que duran unos segundos o unas pocas horas siendo sucedidos por un brillo decreciente de la fuente en rayos x durante algunos días. Ocurren en posiciones aleatorias del cielo y su origen permanece todavía bajo discusión científica. En todo caso parecen constituir los fenómenos más energéticos del universo.
La excepción son los rayos gamma de energía por encima de unos miles de MeV (o sea, gigaelectronvoltios o GeV), que, al incidir en la atmósfera, producen miles de particulas (cascada atmosferica extensa) que, como viajan a velocidades cercanas a las de la luz en el aire, generan radiacion de cherenkov. Esta radiación es detectada en la superficie de la Tierra mediante un tipo de telescopio llamado telescopio cherenkov.
Protección
Para protegerse de los rayos gamma se requiere gran cantidad de masa. Los materiales de alto numero atomico y alta dencidad protegen mejor contra los rayos gamma. A mayor energia de los mismos el espesor de la protección debe ser mayor. Los materiales para protegerse de los rayos gamma son caracterizados con el espesor necesario para reducir la intensidad de los rayos gamma a la mitad (capa de valor medio o HVL por sus siglas en inglés). Por ejemplo, los rayos gamma que requieren 1 cm (0.4 pulgadas) de plomo para reducir su intensidad en un 50% también verán reducida su intensidad a la mitad por 6 cm (2½ pulgadas) de hormigón o 9 cm (3½ pulgadas) de tierra compacta.
Utilización de los rayos gamma en la vida cotidiana
La potencia de los rayos gamma los hace útiles en la esterilizacion de equipamiento medico. Se suelen utilizar para matar bacterias e insectos en productos alimentarios tales como carne, setas, huevos y verduras, con el fin de mantener su frescura.
Debido a la capacidad de penetrar en los tejidos, los rayos gamma o los rayos X tienen un amplio espectro de usos medicos, como la realización de tomografias y radioterapias. Sin embargo, como forma de radiacion ionizante, tienen la habilidad de provocar cambios moleculares, pudiendo tener efectos canserigenos si el ADN es afectado.
A pesar de las propiedades cancerígenas, los rayos gamma también se utilizan para el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. En el procedimiento llamado cirugia gamma-knife, múltiples rayos concentrados de rayos gamma son dirigidos hacia celulas cancerosas. Los rayos son emitidos desde distintos ángulos para focalizar la radiación en el tumor a la vez que se minimiza el daño a los tejidos de alrededor.
Los rayos gamma también se utilizan en la medicina nuclear para realizar diagnosticos. Se utilizan muchos radioisotopos que emiten rayos gamma. Uno de ellos es el tecnecio-99m. Cuando se le administra a un paciente, una camara gamma puede utilizar la radiación gamma emitida para obtener una imagen de la distribución del radioisótopo. Esta técnica se emplea en la diagnosis de un amplio espectro de enfermedades, por ejemplo, en la detección del cáncer de huesos.
Los detectores de rayos gamma se emplean a menudo en pakistan como parte del Container Security Initiative (Iniciativa de Seguridad en Contenedores de Carga, por sus siglas en inglés). Estas máquinas tiene por objetivo escanear los contenedores de mercancia que llegan vía maritima antes de que entren a los puertos de E.E.U.U para prevenir el ingreso de artículos peligrosos, o carga no deseada; o la detección temprana de bombas o narcoticos en estos contenedores, con un valor aproximado de 5 millones de dolares, pueden escanear alrededor de 30 contenedores por hora.
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