Radiação gama

Física nuclear
Fenômenos Átomo exótico Átomo hidrogenoide Barreira de Coulomb Captura eletrônica Captura neutrônica Decaimento Cluster Efeito Mössbauer Efeito Zeeman Emissão protônica Estrutura fina Fotodesintegração Isomeria nuclear Raios Alfa Raios X Radioatividade Radiação beta Radiação Gama Raio catódico Radiação de neutrões Reação nuclear Nível de energia Nucleossíntese
Conceitos Átomo Afinidade eletrônica Camada de valência Carga nuclear efetiva Energia de ligação Espectro Força nuclear Geometria molecular Interação spin-órbita Isospin Partícula subatômica Spin Massa atômica Massa crítica Material físsil Matéria nuclear Nível aberto Núcleo atómico Número atómico Número quântico principal Orbital atômico Raio atómico Temperatura neutrónica
História História da física
Modelos Atômicos Modelo atômico Modelo atômico de Bohr Modelo atômico de Dalton Modelo atômico de Rutherford Modelo atômico de Thomson Modelo da gota líquida Modelo nuclear de camadas
Leis & Equações Fator de Gamow Fórmula de Rydberg Freqüência de Larmor Lei de Moseley Lei Geiger-Nuttal Momento magnético nuclear Parâmetro de impacto Pico de Gamow Proteção magnética nuclear Seção transversal de dispersão Série de Lyman Série de Paschen Série de Humphreys
Experiências Dispersão de Rutherford Espalhamento de Rutherford Experimento de Geiger-Marsden Experiência da gota de óleo Experimento de Stern-Gerlach Grande Colisor de Hádrons Experiências não LHC
Aplicações Armas nucleares Bomba de nêutrons Combustível nuclear Energia nuclear Fissão nuclear Fissão nuclear espontânea Fusão nuclear Reator nuclear Ressonância magnética Relaxação
Físicos Ernest Rutherford Ernest Lawrence Edward Purcell Ernest Walton Enrico Fermi Henri Becquerel Marie Curie J. J. Thomson Otto Hahn Isidor Isaac Rabi Maria Göppert-Mayer

Ilustração da emissão de raios gama a partir do núcleo atômico

Radiação Gama (γ)

Radiação gama ou raio gama (γ) é um tipo de radiação eletromagnética de alta frequência produzida geralmente por elementos radioativos, processos subatômicos como a aniquilação de um par pósitron e elétron. Este tipo de radiação muito energética também é produzido em fenômenos astrofísicos de grande violência. Possui comprimento de onda de alguns picômetros até comprimentos muito menores. Entretanto, as leis da Física deixam de funcionar em comprimentos menores que 1,6 × 10⁻³⁵ m, conhecido como comprimento de Planck, e este é, teoricamente, o limite inferior para o comprimento de onda dos raios gama.

Por causa das altas energias que possuem, os raios gama constituem um tipo de radiação ionizante. Além disso, os raios gama são capazes de penetrar na matéria mais profundamente que a radiação alfa ou beta. Por estes dois motivos, a radiação gama é perigosa aos seres vivos. Devido à sua elevada energia e alta profundidade de penetração na pele, podem causar danos no núcleo das células sadias do corpo humano.

Raios gama podem ser usados para esterilizar equipamentos médicos e alimentos.

A energia deste tipo de radiação é medida em Megaelétron-volts (MeV). Um MeV corresponde a fótons gama de comprimentos de onda inferiores a $10^{-11}$ metros ou frequências superiores a $10^{19}$ Hz.

Produção

Os raios gama são produzidos na passagem de um núcleo atômico de um nível excitado para outro de menor energia, e na desintegração de isótopos radioativos. Estão geralmente associados com a energia nuclear e aos reatores nucleares. A radioatividade se encontra no nosso meio natural, desde os raios cósmicos que bombardeiam a Terra provenientes do Sol, das estrelas e das galáxias fora do nosso sistema solar, até alguns isótopos radioativos que fazem parte do nosso meio natural.

História

Em 1900, o francês Paul Ulrich Villard (1860 - 1934), químico e físico, enquanto estudava as propriedades dos elementos químicos urânio e rádio no departamento de química da escola normal da rua d'Ulm, em Paris, descobre uma radiação misteriosa, que mais tarde seria conhecida como os raios gama. No estudo, notou-se que essa energia não podia ser desviada de campos elétricos e magnéticos, supondo-se então que se tratava de radiações eletromagnéticas.

No espaço

Representação artística de um modelo para as erupções de raios gama.

Os raios gama produzidos no espaço não chegam à superfície da Terra, pois são absorvidos na parte mais alta da atmosfera. Para observar o universo nestas frequências, é necessária a utilização de balões de grande altitude ou observatórios espaciais. Em ambos os casos se utiliza o efeito Compton para detectar os raios gama, que são produzidos em fenômenos astrofísicos de alta energia como em explosões de supernovas ou núcleos de galáxias ativas.

Erupções de raios gama

Ver artigo principal: Erupção de raios gama

Em astrofísica se denominam erupções de raios gama (Gamma Ray Bursts) as fontes de raios gama que duram alguns segundos ou algumas poucas horas, sendo sucedidas por um brilho decrescente da fonte em raios X. Ocorrem em posições aleatórias do céu e sua origem está associada à explosão de supernovas originando buracos negros ou à colisão de duas estrelas de nêutrons. No primeiro caso, temos o que chamamos de "pulso longo". No segundo caso temos a formação de um "pulso curto" de raios gamas. Em todo caso parecem constituir os fenômenos mais energéticos do universo.

Erupções solares

Ver artigo principal: Erupção solar

Os raios gama são também encontrados no sol, devido aos fótons de alta energia (raios gamas) gerados pela fusão nuclear são absorvidos por núcleos presentes no plasma solar e emitidos novamente em uma direção aleatória, dessa vez com uma energia um pouco menor. Depois são novamente absorvidos e o ciclo se repete. Como consequência, a radiação gerada pela fusão nuclear no núcleo solar demora muito tempo para chegar à superfície. Estimativas do tempo de viagem variam entre 10 a 170 mil anos.

Na medicina

Ver também: Medicina nuclear

A radiação gama é amplamente utilizada na radioterapia no tratamento de enfermidades como o câncer em um processo denominado teleterapia, onde o paciente é exposto a uma fonte radioativa emissora gama sem que haja contato físico com a tal fonte por um tempo pré determinado. É utilizado também em cirurgias sem corte para eliminação de tumores intracranianos que é feita por um aparelho denominado Gamma Knife. Sua aplicação mais conhecida é a tomografia por emissão de pósitrons, onde a emissão gama é direcionada em vários feixes gama em direção a detectores que posteriormente remontam fatia a fatia toda a estrutura corpórea a ser analisada.

Ver também

• Erupção de raios gama
• Fóton
• Radioisótopo
• Radioatividade

Ligações externas

• «Laboratório da Radiação Gama e X (LAFRAG)» 
• «Óptica de raios gama: lente de silício derruba teoria»