How big is Golflengte gammastraling?

Gammastralen zijn een soort elektromagnetische straling, de familie van golven waartoe ook zichtbaar licht en radiogolven behoren. Ze hebben de kortste golflengten en de meeste energie van alle delen van die familie. De hier getoonde golflengte is 1 picometer, ongeveer de golflengte van de gammastralen die radioactief kobalt-60 uitzendt. Een picometer is een biljoenste van een meter, of een duizendste van een nanometer.

Golflengte

Een golflengte is de afstand van de ene golftop tot de volgende. NASA rekent elke elektromagnetische golf die korter is dan ongeveer 10 picometer tot de gammastralen. De waarde in de verkenner, 1 picometer, is een tiende van die grens. Hoe korter de golf, hoe meer energie hij draagt, dus astronomen die gammastralen bestuderen, beschrijven ze in plaats daarvan meestal aan de hand van hun energie.

Gammastralen overlappen met röntgenstralen, en er zijn verschillende manieren om de twee uit elkaar te houden. Het Amerikaanse milieuagentschap EPA (Environmental Protection Agency) onderscheidt ze naar hun herkomst: gammastralen ontstaan in de kern van een atoom, röntgenstralen daarbuiten. Astronomen onderscheiden ze alleen op basis van energie.

Bijna elke keer dat een kobalt-60-atoom vervalt, zendt het twee gammastralen uit, met golflengten van ongeveer 1,06 en 0,93 picometer. De 1 picometer in de verkenner ligt daartussen.

Groottevergelijkingen

Een waterstofatoom, ongeveer 0,1 nanometer breed, is ongeveer 100 van deze golflengten breed. Een ångström, een lengte-eenheid gelijk aan 100 picometer, is precies 100 van deze golflengten.
De golflengten van röntgenstraling lopen van ongeveer 10 picometer tot 10 nanometer, 10 tot 10.000 keer zo lang als deze gammastraal.
Zichtbaar licht heeft golflengten van 400–700 nanometer, van violet tot rood. Dat is 400.000–700.000 keer zo lang.
Ongeveer 80–100 miljoen van deze golflengten, achter elkaar gelegd, zouden de breedte van een mensenhaar beslaan.
Als deze golflengte werd uitgerekt tot 1 millimeter, zou een waterstofatoom ongeveer 11 centimeter breed zijn en een mensenhaar 80–100 kilometer breed.

Waar gammastralen vandaan komen

In de ruimte komen gammastralen van de heetste en meest energierijke objecten: neutronensterren, exploderende sterren die supernova's heten, en de gebieden rond zwarte gaten. De krachtigste flitsen, gammaflitsen genoemd, kunnen in 10 seconden meer energie vrijgeven dan de Zon in zijn hele levensduur van ongeveer 10 miljard jaar zal uitstralen.

Op aarde komen gammastralen van bliksem, kernexplosies en radioactief verval. Kobalt-60 ontstaat bijvoorbeeld wanneer staal in een kernreactor door neutronen wordt getroffen, en elke 5,27 jaar vervalt de helft van een hoeveelheid ervan. Ziekenhuizen gebruiken de gammastralen ervan voor radiotherapie.

Hoe gammastralen worden tegengehouden en opgespoord

Gammastralen kunnen dwars door het menselijk lichaam gaan en onderweg weefsel en DNA beschadigen. Om ze tegen te houden kunnen enkele inch van een metaal met een hoge dichtheid, zoals lood nodig zijn, of een paar voet beton. Hun golflengten zijn zo kort dat ze door de lege ruimte binnen de atomen van een detector kunnen gaan.

Anders dan licht en röntgenstralen kunnen gammastralen niet door spiegels worden opgevangen en teruggekaatst. In plaats daarvan bevatten gammastraaldetectoren blokken dicht opeengepakt kristal. Een gammastraal die erdoorheen gaat, botst tegen elektronen in het kristal, en die botsingen leveren een signaal op dat de detector kan registreren. De atmosfeer van de Aarde absorbeert gammastralen uit de ruimte, dus gammastraaltelescopen zoals Fermi van NASA werken vanuit een baan om de Aarde.