Salute e malattia
La radiazione gamma è il tipo di energia più penetrante noto. Simile ai raggi X, i raggi gamma attraversano anche alcuni dei materiali più densi in uso, rendendoli sia un grande beneficio che un pericolo. Poiché i fotoni che compongono la radiazione gamma sono così energetici, il loro effetto sulla salute umana è profondo.
Ricerche alla fine del 1800 produssero molte nuove informazioni sui raggi gamma. Gli scienziati francesi Henri Becquerel, Marie Curie e Pierre Curie sperimentarono con uranio, polonio e radio, portando alle prime osservazioni della radioattività gamma e sue proprietà uniche. Si determinò che i raggi gamma superano di gran lunga l'energia di radiazioni alfa e beta, e negli anni '20 applicazioni su larga scala divennero diffuse.
Ironia della sorte, molti scienziati che lavoravano sui raggi gamma in quelle fasi iniziali divennero loro stessi pazienti da malattia da radiazione per schermature scarse e scarsa comprensione dei rischi sanitari.
La radiazione gamma divenne ancora più importante durante la ricerca WWII sulle armi nucleari. Il rilascio di intensa energia gamma dalle esplosioni nucleari fu notato come una delle conseguenze più importanti e lontane di tali armi.
Applicazioni positive: cura cancro (radioterapia), misurazione/tracciamento flussi fluidi, esplorazione risorse, sterilizzazione attrezzature mediche, pastorizzazione, rilevamenti geodetici. Tutte sfruttano l'alta energia e livelli di ionizzazione — utili per applicazioni a distanza perché i fotoni gamma viaggiano lunghe distanze prima di decadere.
Al contrario, queste proprietà rendono difficile la schermatura. Simili ai raggi X, i raggi gamma attraversano la maggior parte dei materiali e causano danni cellulari significativi anche a basse dosi.
L'esposizione ai raggi gamma si misura in millirem (mrem). Esposizione una tantum giornaliera per la maggior parte della gente: ≤ 25 mrem. Lavoratori in ambienti radioattivi con protezione adeguata: fino a 5.000 mrem in una volta. Oltre 10.000 mrem è considerato pericoloso anche per esposizione breve. Oltre questo punto, i rischi sanitari diventano immediati e molto alti. Questi numeri riflettono studi su popolazioni sopravvissute ai bombardamenti del Giappone in WWII.
A differenza di altre radiazioni, i raggi gamma viaggiano così veloci da attraversare tutto il corpo rapidamente, colpendo tutti organi e tessuti. I loro modelli di ionizzazione significano che le parti esposte possono diventare ionizzate, con proprietà cambiate anche dopo che la radiazione è svanita.
Suolo e acqua, e quindi fonti alimentari, sono i vettori primari per l'esposizione ai raggi gamma, sebbene i livelli siano tipicamente molto bassi e non rappresentino un rischio maggiore. Altre fonti sono mediche o industriali. Il pubblico può essere esposto tramite scansioni mediche e tecnologie investigative. Ovviamente, detonazioni e incidenti nucleari possono essere fonti su larga scala.
Il più immediato: ustioni. Contatto ravvicinato con materiali radioattivi di dimensioni significative danneggia i tessuti cutanei. Ustioni molto dolorose e profonde, difficili da curare.
Effetti acuti di esposizione intensa e improvvisa sono detti effetti non stocastici, legati soprattutto a danni cutanei. Possono verificarsi altri sintomi: nausea, perdita capelli, insufficienza d'organo. In caso di esposizione acuta che li causa, il trattamento è quasi impossibile e la morte molto probabile.
Questi effetti si associano a vicinanza estrema a sorgenti gamma: manipolazione materiali radioattivi grezzi o contatto letterale con dispositivo nucleare.
Gli effetti stocastici dell'esposizione ai raggi gamma sono noti al pubblico per la copertura del fallout nucleare. La preoccupazione primaria è il cancro da ionizzazione e mutazione cellulare. Questi tumori possono apparire mesi o anni dopo l'esposizione.
Per le donne, difetti alla nascita portando a termine la gravidanza è una preoccupazione maggiore, e una manifestazione particolarmente duratura che può verificarsi anche in generazioni successive. Mutazioni genetiche possono derivare da avvelenamento da raggi gamma, colpendo persone anni dopo l'esposizione.
Poiché elementi costitutivi del corpo umano come calcio e iodio trattengono la radiazione a lungo, è difficile liberare l'organismo dall'avvelenamento radiativo e rallentare il danno. Ecco perché chi è esposto a radiazione gamma nel tempo ha più probabilità di sviluppare tumori alla tiroide e alle ossa.
Generalmente, ustioni compaiono quasi istantaneamente; nausea, stanchezza, vomito impiegano ore. Perdita capelli, incontinenza, sanguinamento: settimane o mesi. Dosaggi > 1 milione mrem quasi certamente uccidono in un paio di settimane; 2 milioni mrem in ore distruggendo il sistema nervoso centrale.
Sanità pubblica