La scoperta dei raggi gamma è generalmente attribuita al fisico francese Henri Becquerel nel 1896. Una forma ad alta frequenza di radiazione elettromagnetica, la radiazione gamma è nota per causare tipi di cancro e altri problemi medici negli esseri umani. Tuttavia, se utilizzati in un ambiente controllato, i raggi gamma possono essere applicati a un numero di campi da scienza medica alla conservazione degli alimenti con risultati sia benefici che altamente efficaci se somministrati a bassa dosi.
Applicazioni di cure mediche
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I raggi gamma ionizzano i tessuti viventi, causando il cancro producendo radicali liberi. Tuttavia, poiché i raggi gamma uccidono anche i batteri e le cellule cancerose, sono stati usati per uccidere alcuni tipi di cancro. In una procedura controllata, i raggi gamma vengono impiegati come un "coltello gamma" costituito da più fasci concentrati di raggi gamma che si concentrano direttamente su un tumore per uccidere le cellule cancerose lasciando le cellule circostanti illeso. I raggi gamma sono stati utilizzati anche per sterilizzare le apparecchiature in alternativa ai trattamenti chimici.
Applicazioni di diagnostica medica
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Come altre onde elettromagnetiche, i raggi gamma possono essere emessi in diverse gamme. Come strumento diagnostico, i raggi gamma potrebbero essere emessi nella stessa gamma di energia dei raggi X. Un paziente viene iniettato con un isomero nucleare chiamato tecnezio-99m, un tracciante radioattivo che emette raggi gamma. Una gamma camera viene quindi utilizzata per formare un'immagine della distribuzione del tracciante nel corpo mappando i raggi gamma. Questa immagine può essere utilizzata per diagnosticare una serie di condizioni, dalla distribuzione delle cellule tumorali, alle anomalie cerebrali e cardiovascolari.
Applicazioni industriali
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I raggi gamma vengono utilizzati in ambito industriale per rilevare difetti nei getti metallici e per individuare punti deboli nelle strutture saldate. In un processo noto come radiografia industriale, sezioni di strutture vengono bombardate con raggi gamma che attraversano in sicurezza il metallo. Il metallo viene poi osservato da gamma camere portatili che mostrano su un'immagine fotografica un oscuramento dei punti deboli della struttura. I raggi gamma vengono utilizzati anche per esaminare bagagli e merci in aeroporto. Iniziata nel 2002, la Container Security Initiative ha impiegato l'uso di sistemi di imaging di veicoli e container che utilizzano raggi gamma più o meno allo stesso modo della medicina diagnostica per acquisire immagini a raggi gamma del carico mentre viene importato ed esportato dagli Stati Uniti Stati.
Applicazioni per l'industria alimentare
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I raggi gamma, cioè sotto forma di un radionuclide chiamato cobalto 60, vengono utilizzati per conservare gli alimenti nel allo stesso modo in cui vengono utilizzati per sterilizzare le apparecchiature mediche in quanto irradiano causando il decadimento batteri. Il cobalto 60 produce basse quantità di radiazioni gamma, che gli consentono di uccidere batteri, insetti e lieviti senza causare una dose letale di radiazioni nell'uomo. Il processo impedisce anche la germinazione e la maturazione di frutta e verdura, senza causare cambiamenti significativi nel contenuto del cibo.