La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. También se genera 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 y la beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo cual se usan 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 a frecuencias superiores a 10¹⁹ Hz.

Los rayos gamma se producen por desexcitación de un nucleón de un nivel o estado excitado a otro de menor energía y por desintegración de isótopos radiactivos. Se diferencian de los rayos X en su origen. Éstos se generan a nivel extranuclear, por fenómenos de frenado electrónico. Generalmente a la radiactividad se le vincula con la energía nuclear y con los reactores nucleares. Empero existe en el entorno natural: a)rayos cósmicos, expelidos desde el sol y desde fuera de nuestro sistema solar: de las galaxias; b) isótopos radiactivos en rocas y minerales.

En general, los rayos gamma producidos en el espacio no llegan a la superficie terrestre, pues los absorbe la alta atmósfera. Para observar el universo en estas frecuencias es necesario utilizar globos de gran altitud u observatorios exoespaciales. Para detectarlos, en ambos casos se utiliza el efecto Compton. Estos rayos gamma se originan por fenómenos astrofísicos de alta energía, como explosiones de supernovas o núcleos de galaxias activas.

Protección

Para protegerse de los rayos gamma se requiere gran cantidad de masa. Los materiales de número atómico y densidad altos protegen mejor; y a mayor energía de los rayos el espesor de la protección debe ser superior. Tales materiales se clasifican según el espesor necesario para reducir la intensidad de los rayos gamma a la mitad, espesor conocido como HVL (del inglés half-value layer, capa de valor medio). Por ejemplo los rayos gamma que requieren 1 cm de plomo para atenuar su intensidad en un 50% también la disminuyen en igual proporción al atravesar 6 cm de hormigón o 9 cm de tierra compacta.

Utilización

La potencia de los rayos gamma los hace útiles para esterilización de equipo médico. Se suelen utilizar para exterminar bacterias e insectos en productos alimentarios tales comocarne, 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 realización de tomografías y radioterapias. Sin embargo, por su condición de radiación ionizante, si se afecta el ADN conllevan habilidad de provocar cambios moleculares que pueden repercutir en efectos cancerígenos .

A pesar de las propiedades cancerígenas, los rayos gamma también se utilizan para tratamiento de ciertos tipos de cáncer. En el procedimiento llamado cirugía gamma-knife, múltiples rayos concentrados de rayos gamma se dirigen hacia células cancerosas. Los rayos se emiten 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 Medicina nuclear para realizar diagnósticos. Se utilizan muchos radioisótopos emisores de rayos gamma. Uno de ellos es el tecnecio 99m:^99mTc. Cuando se le administra a un paciente, una cámara gamma puede utilizar la radiación emitida para obtener una imagen de la distribución del radioisótopo. Esta técnica se emplea en diagnosis de un amplio espectro de enfermedades, por ejemplo en detección de cáncer óseo (de huesos).

En Pakistán, a menudo se emplean detectores de rayos gamma como parte de la Container Security Initiative (Iniciativa de Seguridad en Contenedores de Carga: CSI, siglas en inglés). El objetivo de estas máquinas consiste en 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 detección temprana de bombas o narcóticos en estos contenedores. Con un valor aproximado de 5 millones de dólares, se pueden escanear alrededor de 30 contenedores por hora.

Los Rayos gamma también se generan por la explosión  cósmica de las estrellas (supernova).

 La primera vez que un satélite detectó rayos gamma cósmicos lo hizo por casualidad. El satélite Vela, que los captó en 1967, estaba en órbita para vigilar posibles ensayos nucleares de la URSS en el espacio. Aunque los científicos descartaron pronto que aquellos estallidos de gran energía proviniesen de una explosión nuclear, fueron necesarios varios años para comprender que se originaban en violentos sucesos que se producían en las profundidades del Universo. La detección de este tipo de rayos, la forma de luz más energética del cosmos, ha abierto una puerta al conocimiento de muchos fenómenos sobre los que se conoce poco, como el comportamiento de los agujeros negros o la naturaleza de la materia oscura.

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