Rayos gamma
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La Radiación Gamma o Rayos Gamma. Tipo de radiación electromagnética, y por tanto formada por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. 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 radiación 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. Los rayos gamma se producen en la desexcitación de un nucleón de un nivel o estado excitado 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 energía nuclear y los reactores nucleares, la radiactividad se encuentra en nuestro entorno natural, desde los rayos cósmicos, que nos bombardean desde el sol y las galaxias de fuera de nuestro Sistema Solar, hasta algunos isótopos 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 efecto Compton 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 Xdurante 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.
Los misteriosos rayos gamma
El físico inglés Ernest Rutheford los llamó Rayos Gamma en 1903. Es la más penetrante de las radiaciones, incluso más que los rayos X. Hoy, los Gamma, asociados a la física de los núcleos atómicos, podrían ayudar a entender mejor la historia y estructura de nuestro universo, gracias a la investigación de uno de los grandes misterios actuales de la [[astrofísica]. Resulta que a diario llegan a la Tierra señales de titánicas explosiones que se producen en los límites del Universo conocido. Su número varía entre una y tres veces cada día, y provienen de cualquier dirección del espacio. Como hasta hace poco tales deflagraciones cósmicas no se habían detectado en el espectro de luz visible, su existencia permaneció ignorada durante la mayor parte de la historia humana. Según se ha podido calcular por la energía desprendida, la magnitud de las explosiones cósmicas rebasa todo lo imaginable. El más reciente de los megaestallidos fue detectado el 23 de enero de 1999, y tenía su origen a una distancia de 10 mil millones de años luz. Los científicos pudieron calcular que en sólo un instante de tiempo se volatilizó algo con una masa equivalente a 100 mil billones de estrellas. Lo más característico de esos eventos estelares es el poderoso flujo de rayos Gamma que generan, lo cual da pie a numerosas hipótesis.
Protección
Para protegerse de los rayos gamma se requiere gran cantidad de masa. Los materiales de alto número atómico y alta densidad protegen mejor contra los rayos gamma. A mayor energía 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
La potencia de los rayos gamma los hace útiles en la esterilización de equipamiento médico. 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 médicos, como la realización de tomografías y radioterapias. Sin embargo, como forma de radiación ionizante, tienen la habilidad de provocar cambios moleculares, pudiendo tener efectos cancerígenos 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 cirugía gamma-knife, múltiples rayos concentrados de rayos gamma son dirigidos hacia células 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 diagnósticos. Se utilizan muchos radioisótopos que emiten rayos gamma. Uno de ellos es el tecnecio-99m. Cuando se le administra a un paciente, una cámara 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 Pakistán 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 mercancía que llegan vía marítima antes de que entren a los puertos de EE.UU. para prevenir el ingreso de artículos peligrosos, o carga no deseada; o la detección temprana de bombas o narcóticos en estos contenedores, con un valor aproximado de 5 millones de dólares, pueden escanear alrededor de 30 contenedores por hora.
