ما هي أشعة جاما؟
أشعة جاما (بالإنجليزية: Gamma ray) هي حزمة من الطاقة الكهرومغناطيسية (الفوتونات) المنبعثة من نواة بعض النويدات المشعة بعد التحلل الإشعاعي، فوتونات جاما هي الفوتونات الأكثر نشاطاً في الطيف الكهرومغناطيسي، يتم التعبير عنها بالرمز "γ"، تحمل فوتونات أشعة جاما عمومًا طاقةً أكبر من 100 كيلو إلكترون فولت، ولها ترددات أكبر من حوالي 10 ^ 19 دورة في الثانية، وأطوال موجية أقل من 100 بيكومتر، أو 4 × 10 ^ 9 بوصات.
يتم إطلاق إشعاع جاما من العديد من النظائر المُشعة الموجودة في سلسلة اضمحلال الإشعاع الطبيعي لليورانيوم والثوريوم والأكتينيوم، بالإضافة إلى انبعاثها من النظائر المُشعة الطبيعية البوتاسيوم -40، والكربون -14، كما توجد هذه الإشعاعات في الصخور والتربة وحتى في بعض الأطعمة ومصار المياه، ويتم إنتاج المصادر الاصطناعية لإشعاع جاما من خلال الانشطار في المفاعلات النووية، وتجارب فيزياء الطاقة العالية، والانفجارات والحوادث النووية.
استخدامات أشعة جاما
تُستخدم أشعة جاما في العديد من الاستعمالات، أبرزها: في الطب والصناعة والعلوم، وفي ما يأتي توضيح استعمالاتها في كل مجال:
استخدامات أشعة جاما في الطب
أبرز استخدامات أشعة جاما في الطب:
- في مجال الأورام لعلاج الأورام الخبيثة والسرطانية: من خلال عملية تسمى جراحة سكين جاما (بالإنجليزية: Gamma Knife)، في هذا النوع من العلاج يتم توجيه حزم مركزة من أشعة جاما إلى الأورام من أجل قتل الخلايا السرطانية.
- في تقنيات التصوير في الطب النووي: وذلك لأغراض التشخيص، فعلى سبيل المثال تستخدم في "التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني" و "كاميرات جاما".
- في تعقيم المعدات الطبية: حيث تمر أشعة جاما بسهولة عبر عبوات المعدات الطبية (لا يمكن إيقافها إلا بواسطة الرصاص الكثيف) وتقتل الأنسجة الحية مثل الفيروسات والبكتيريا.
استخدامات أشعة جاما في الصناعة
أبرز استخدامات أشعة جاما في الصناعة:
- اكتشاف العيوب في المسبوكات المعدنية في عملية تُعرف باسم التصوير الشعاعي الصناعي، إذ يتم قصف أجزاء من الهياكل بأشعة جاما التي تمر بأمان عبر المعدن، وبعد ذلك ملاحظة المعدن بواسطة كاميرات جاما المحمولة التي تظهر تغميق نقاط الضعف في الهيكل في صورة فوتوغرافية.
- فحص الأمتعة والبضائع في المطارات.
- استغلالها في مجالات الصناعة الغذائية من خلال حفظ الطعام.
استخدامات أشعة جاما في العلوم
أبرز استخدامات أشعة جاما في العلوم:
- تحديد العناصر الموجودة على الكواكب؛ مثل الهيدروجين، والمغنيسيوم، والسيليكون، والأكسجين، والحديد، والتيتانيوم، والصوديوم، والكالسيوم.
- رسم خريطة مجرة درب التبانة من خلال إنشاء عرض كامل بزاوية 360 درجة للمجرة من منظورنا هنا على الأرض، وذلك من خلال تصوير تدفقات أشعة غاما عن النجوم باستخدام تلسكوب فضائي تابع لناسا ل.
- مساعدة العلماء على البحث عن العناصر المهمة جيولوجيًا مثل الهيدروجين والمغنيسيوم، فعندما تصطدم الأشعة الكونية بالعناصر الكيميائية الموجودة في التربة والصخور تنبعث منها إشارات طاقة يمكن تحديدها على شكل أشعة جاما.
أضرار أشعة جاما على الإنسان
تُعد أشعة جاما خطرًا إشعاعيًا على جسم الإنسان ككل، فقد تخترق جسم الإنسان نظراً إلى قدرتها الفائقة على تدمير الخلايا الحية، فهي تُعد أشعة مُؤيِّنة أيّ أنّها تؤيَّن الوسط الذي تمر فيه، وبالتالي يُمكنها اختراق الحواجز بسهولة مثل الجلد والملابس؛ لذلك يُمكن لأشعة جاما أن تمر بالكامل عبر جسم الإنسان، وأثناء مرورها يمكن أن تُسبب تأينًّا يؤدي إلى تلف الأنسجة والحمض النووي.
تأثير أشعة جاما على الكائنات الدقيقة
لا تضر أشعة جاما الإنسان فقط، بل لها تأثيرات على الكائنات الدقيقة أيضًا وهي كالآتي:
التأثير المُباشر لأشعة جاما على الكائنات الحية
إن شعاع جانا يُنتج اضطرابات في الجسيمات دون الذرية المشاركة في تكوين الكائنات الحية الدقيقة، ببساطة يتسبّب هذا الإشعاع في تلف المادة الجينية؛ أيّ الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي لخلية الكائن الحي، وفي حالة تلف الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي للكائن الدقيق تموت الخلية.
التأثير غير المُباشر لأشعة جاما على الكائنات الحية
تؤثر أشعة جاما بشكل غير مُباشر على الكائنات الحية الدقيقة، وذلك من خلال الجزئيات ذاتها عندما تتحول إلى جزئيات أخرى أو جذور تختلف تمامًا عن أصلها، فهذا التغيير يؤدي إلى حدوث تفاعلات كيميائية خطيرة جدًا تؤدّي بشكلٍ واضح إلى تدمير النظام الخلوي للكائن.
هل يسبب التعرض لأشعة جاما السرطان؟
تُعرف أشعة جاما بأنها مواد مسرطنة للإنسان، يأتي الدليل على ذلك من عدة مصادر مختلفة، بما في ذلك دراسات الناجين من القنبلة الذرية في اليابان، والأشخاص الذين تعرضوا لحادث تشيرنوبيل النووي، والأشخاص الذين عولجوا بجرعات عالية من الإشعاع للسرطان وحالات أخرى، والأشخاص المعرضين لمستويات عالية من الإشعاع في العمل؛ مثل عمال مناجم اليورانيوم، إذ تُشير بعض الدراسات الطبية حول الإشعاع وخطر الإصابة بالسرطان للأشخاص الذين تعرضوا لجرعات عالية من الإشعاع في الأماكن المذكورة أعلاه.
لكن من الصعب قياس مخاطر الإصابة بالسرطان التي قد تأتي من مستويات أقل عند التعرض للإشعاع، فلم تتمكن معظم الدراسات من اكتشاف زيادة خطر الإصابة بالسرطان بين الأشخاص المعرضين لمستويات منخفضة من الإشعاع، ومع ذلك يتفق معظم العلماء والهيئات التنظيمية على أنّ الإشعاعات الصغيرة من أشعة جاما تزيد من خطر الإصابة بالسرطان على الرغم من أنها بكميات صغيرة جدًا، لكن يزداد خطر الإصابة بالسرطان بزيادة كمية الإشعاع.
أشعة جاما هي الطاقة الكهرومغناطيسية المنبعثة من نواة بعض النويدات المشعة بعد تحللها إشعاعياً، حيث يتم إنتاج أشعة جاما من خلال تفكك نوى الذرة المشعة وفي تحلل بعض الجسيمات دون الذرية، ولأشعة جاما العديد من الاستخدامات في عدّة مجالات مُختلفة كالطب، والعلوم، والصناعة، وتُعد من الأشعة الضارة والخطيرة إذا ما تم التعامل معها بشكلٍ صحيح وآمن.
