آشنایی با کاربرد مایکروویو

مقدمه کاربرد مایکروویو                                                                                                        

از دير باز ميدان‌های الكترومغناطيسی بطور وسيع برای درمان تعداد یاز بيماری‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفته‌است. امواج الكترومغناطيسی می‌تواند پروتئين‌های استرس را جهت اقدامات حفاظتي تحريك كند، جلوي حمله هاي قلبی (Unoxia)را بگيرد، آسيب‌های DNA را كاهش دهد، از رشد سلول‌های سرطاني محافظت كند، ضربان قلب را تقويت كند، عملكرد مغز را بهبود بخشد، اختلالات ذهنی را درمان كرده و يا سيستم ايمنی بدن را تقويت كند. بشرطی كه دوز (Dose) . آن‌ها بطور دقيق كنترل گردد .

سوء استفاده از پدیده های طبیعی

متاسفانه  بسیاری از پدیده های طبیعی توسط سازمان های نظامی و امنیتی مورد سوء استفاده قرار گرفته و به ابزاری علیه بشریت تبدیل شده است.  در این میان امواج نیز از این سوء استفاده مصون نمانده و با دست كاری قابلیت‌های موجود در آن به اسلحه‌ای ترسناك و گاهی مرگبار علیه انسان تبدیل شده است. گاهی این تسلیحات را “سلاح های غیر كشتاری” می‌نامند. این سلاح‌ها هم بر جسم و هم بر روان انسان تاثیرگذار هستند. نوعی از آن كه بر حالات روانی انسان تاثیر می گذارد در شكنجه‌ها، بازجویی‌ها، كنترل ذهن، تاثیر بر توده ای از مردم معترض، ایجاد استرس و تنش روانی جمعی و… كاربرد دارد. انواع دیگر كه جسم انسان و یا اهداف غیر زنده را هدف قرار می‌دهد به ترتیب به سوزاندن، آزارهای پوستی و تخریب و انفجار می‌پردازد. 

تعریف امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی یک رده از امواج است که دارای مشخصات زیر است:
امواج الکترومغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج باهم تفاوت دارند.
در طیف امواج الکترومغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم.
برای مقیاسهای بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده‌ای وجود ندارد.
از جمله منابع زمینی امواج الکترومغناطیسی می‌توان به امواج دستگاه رله تلفن ، چراغ‌های روشنایی و نظایر آن اشاره کرد.
این امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند. قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند.
امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند.

گستره امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی از طولانی‌ترین موج رادیویی، با طول موج‌های معادل چندین کیلومتر ، شروع شده پس از گذر از موج رادیویی متوسط و کوتاه تا نواحی کهموج ، فروسرخ و مرئی امتداد می‌یابد. بعد از ناحیه مرئی فرابنفش قرار دارد که خود منتهی به نواحی اشعه ایکس ، اشعه گاما و اشعه کیهانی می‌شود.

کاربرد‌های امواج الکترومغناطیسی

کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در مخابرات

از این جمله می‌توان فیبر نوری ، دستگاه رله تلفن ، موجبرها ، ماهواره و … اشاره کرد.

کاربرد‌های امواج الکترو‌مغناطیسی در نظامی

مانند بمب الکترومغناطیسی ، انواع رادار ، ردیاب‌های موشک و … .

کاربردهای امواج الکترو مغناطیسی در پزشکی

از قبیل عکسبرداری مغناطیسی ، رادیولوژی ، سونوگرافی با لیزر ، کاربرد اشعه ایکس و گاما در فیزیک پزشکی و … .

کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در صنعت

انواع برشکاری‌های لیزری ، قطار الکترو‌مغناطیسی و صندلی مغناطیسی و … .

کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در اخترشناسی

با مطاله طیف الکترومغناطیسی گسیل شده از جو می‌توان به ساختار اجرام آسمانی پی‌برد.

 کاربردهای امواج الکترومغناطیسی درارتباط تلفن بين شهری

 از بعضي امواج الكترومغناطيسي برای برقراري مكالمه‌های تلفنی بين شهرها استفاده می‌شود. اين امواج بسيار بيش تر از سيم می‌توانند مكالمه‌ها را برقرار كنند.

کاربردهای امواج الکترومغناطیسی درارتباط ماهواره ای

 بـرخي از ايـن امواج مي تـوانند تصاوير تلـويزيوني را توسط مـاهواره‌ها بين كشورهای مختلف انتقـال دهند ماهواره‌ها اين امواج را دريافت می‌كنند و پيش از آن كه آن‌ها را برای آنتن‌های گيرنده درزمين ارسال كنند، تقويت می‌كنند. به اين ترتيب، تمام دنيا تحت پوشش تلويزيونی زنده قرار گرفته است.

 

کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در پخت وپز

 در اجاق‌هاي مخصوص، نوعي از اين امواج برای پختن غذا استفاده می‌شود. با اين امواج غذاهـا با سرعـت پخته می‌شوند. اگرمغز و ديگر اندام‌های داخلي ما درمعرض اين نوع موج قرار گيرند، پخته می‌شـوند. ايـن امواج را بادقت بايد به كار برد. استفاده از امواج الکترومغناطیسی پرفرکانس شیوه تازه ای برای تصویربرداری و درمان سرطان می‌باشد.

 آبشناسی

رادار هواشناسي امكان پيش بينی‌های كوتاه مدت و دقيق از ميزان بارندگی را فراهم می‌آورد. اين پيش بيني ها می‌تواند مبناي خوبي برای مديريت منابع آب از قبيل تنظيم دريچه هاي خروجي آب از سدها برای جلوگيري از سرريز شدن، پاكسازی راه آب‌ها و …. را فراهم آورد. همچنين اين اطلاعات می‌تواند برای صدور هشدار نسبت به وقوع سيلاب يا طوفان بكار رود. علاوه براین اطلاعات جمع آوري شده می‌تواند برای پيش بيني های بلند مدت در مورد ميزان بارندگی و به تبع آن منابع آب بكار رود كه در موارد متعددی چون توليد برق و كشاورزي كاربرد دارد. 

كشاورزی

همانطور كه گفته شد رادار هواشناسي امكان پيش بيني هاي كوتاه مدت بارندگي را فراهم مي آورد. اين پيش بيني ها علاوه بر ميزان بارندگي، شدت و نوع آن را نيز شامل می‌شود. به اين ترتيب پديده هاي زيانبار برای محصولات كشاورزي از قبيل تگرگ، باران شديد و طوفان قابل پيش بيني خواهد بود. با اندازه گيری و پيش بينی سرعت و جهت باد و ساير عوامل، امكان كمك به تعيين زمان سم پاشی، بذر پاشی و …. وجود خواهد داشت.

تعدیل آب و هوا

شناسايي و رديابي توده هاي فعال و غير فعال جوي و برآورد نوع فعاليت آن‌ها می‌تواند منجر به اتخاذ تصميم درست و به موقع برای باروري ابرها، تبديل تگرگ به باران و ساير روش هاي تعدیل آب و هوا شود.  

مديريت راه ها

فراهم آوردن امكان پيش بيني بارش برف و ساير نزولات آسماني و طوفان ها می‌تواند عاملي موثر در جلوگيري از حوادث رانندگي ناشي از لغزندگي معابر و سوانح سقوط بهمن باشد.

 پيش بينی

رادار هواشناسي كاربرد عمده اي در پيش بيني هاي كوتاه مدت و بلند مدت وضع هوا و تحليل و شرايط جوي دارند و وضعيت جوي حاضر را با تصويرهايي گويا و زيبا ارائه مي دهند كه قابل ارائه از طريق رسانه هاي جمعي نظير تلويزيون و اينترنت مي باشد.
به برخی از کاربردهای غیر نظامی رادار که در جهت صلح و آرامش و راحتی زندگی انسان استفاده می‌شود بطور اختصار اشاره می‌شود:

 
کنترل ترافیک هوایی 

کنترل ترافیک و اعلام وضعیت هوایی در اطراف فرودگاهها و در برخی از هواپیما های پیشرفته در یاری رساندن به خلبان هنگام فرود و در وضعیت بد آب و هوایی که دید کافی وجود ندارد. 

ناوبری هوایی و دریایی

جهت نشان دادن موقعیت ، سرعت ، مسافت طی شده و مسیر یابی در هر لحظه. 

جلوگیری از تصادف کشتی ها 

استفاده از یک رادار کوچک با برد محدود در جلوی کشتی جهت شناسایی موانع مقابل کشتی. 

فضایی

 
سنجش از دور و شناسایی اجرام و کرات آسمانی.‏ 

کنترل سرعت 

کنترل سرعت خودروها در بزرگراه ها توسط پلیس. 

کنترل خط تولید 

کنترل خط تولید و سرعت بهره برداری از خطوط 

هواشناسی 

پیش بینی وضعیت آب و هوای مناطق مختلف با استفاده از جهت وزش باد و سایر عوامل موثر 

زمین شناسی 

بررسی و شناسایی وضعیت اقیانوس ها ، دریاها ، منابع زیرزمینی ، معادن و آتشفشان‌ها 

کشاورزی 

محاسبه میزان اراضی زیر کشت و برآورد محصولات مختلف کشاورزی. با توجه به آنکه محصولات مختلف کشاورزی دارای خواص الکترومغناطیسی (انعکاس امواج) متفاوتی است. 

کاربرد های نظامی رادار

کاربردهای نظامی رادار دارای طیف و انواع گسترده ای است که در این جا به چهار نمونه از این کاربردها اشاره می‌شود. 

دیده بانی Early Warning مراقبت و تعیین مشخصات هدف 

با توجه به نوع کاربرد ، باند فرکانسی این رادارها و مشخصات آن‌ها متفاوت است. 

ناوبری نظامی Navigation 

‏هدایت هواپیما در حین پرواز و هنگام فرود و صعود و تعیین ارتفاع و سرعت هواپیمای نظامی. 

کنترل و هدایت آتش Fire Control System 

‏کنترل و هدایت آتش که بنا به چگونگی بهره برداری هوا به هوا – زمین به هوا – زمین به دریا و هوا به زیر دریا متفاوت می باشد. (در این مورد از رادارهای تک پالسی استفاده می‌شود) 

ردیاب Track 

مشخص کردن مسیر و مقصد اهداف متحرک مانند هواپیما یا موشک های بالستیک. برد رادارهای فوق بسیار بیشتر از رادارهای کنترل و هدایت آتش است ولی از نظر اصول کار شبیه یکدیگرند. 

كاربردهای مايكروويو

كاربردهای مایکروویو، امور مخابرات رادار ،‌ تحقيقات فيزيكی ، داروسازی، اندازه گيری‌های صنعتي ، حرارت دادن و خشك كردن محصولات غذايی و كشاورزی و حتي پختن غذا را در بر می‌گيرد. يك از مزايای مهم امواج مايكروويو در مخابرات، پهنای باند وسيع آن است. بنابر نظريه مخابرات مقدار اطلاعاتی كه مي توان انتقال داد مستقيما با پهنای باند موجود متناسب است. از طرفي برای برقراري يك ارتباط خوب بين دو نقطه سيگنال بايد دقيقا متمركز و سپس به سویآنتن گيرنده هدف گيری می‌شود. لذا با توجه به اينكه فركانس‌های مايكروويو اين قابليت را دارند، برای ارتباط نقطه به نقطه بی‌سيم ايده آلند. جالب است بدانيم كه پخش برنامه هاي راديو و تلويزيون بر اساس تمركزامواج نبوده بلكه بر اين اساس كه سيگنال راديويی در يك ناحيه حتي الامكان وسيع انتشار يابد به همين دليل فركانس‌های پخش امواج AM و FM و تلويزيون از گستره مايكروويو بسيار پائين ترند.

طيف مايكروويو

طيف مايكروويو باند وسيعی از فركانس‌ها را در برمی‌گيرد كه از آن در انتقال اطلاعاتی بخوبی استفاده می‌شود. بنابر نظريه مخابرات مقدار اطلاعاتی كه مي توان انتقال داد مستقيما با پهنای باند موجود متناسب است.

بنابراین طيف مايكروويو نسبت به باندهاي راديويی و تلويزيونی كانالهاي مخابراتی بيشتر را می‌تواند در خود جاي دهد با نياز فزاينده به انتقال اطلاعات مخابرات مايكروويو نيز در جامعه ما هرروز رواج بيشتری مي يابد.

كاربرد عمده ديگر مايكروويو

كاربرد عمده ديگر مايكروويو در سيستم‌های رادار است. اين سيستم‌ها در رديابي هواپيماها هدايت موشك‌های ماورای صوت ، مشاهده و ردگيری توده های هوا و كنترل ترافيك پرواز در فرودگاه‌ها استفاده می‌شود. رادار همچنين در آژيرهای دزدگير ، درب بازكن گاراژ ، و آشكارسازهای سرعت كه مورد استفاده پليس است بكار می‌رود.

استفاده از تمركز دقيق مايكروويو در رادار

قابليت تمركز دقيق در موج منتشر شده همان ويژگی است كه استفاده از مايكروويو را در رادار تا اين حد سودمند می‌سازد مثلا رادار فرودگاه بايد بتواند هواپيماهای مختلف را در صفحه نمايش ترافيك تشخيص دهد. بنابراین پرتو رادار بايد چنان باريك باشد كه اگر متوجه يك هواپيما شود سيگنال دريافتي نشان دهنده وموج منعكس شده از همان هواپيما باشد و نه از هواپيمای ديگری كه بعنوان مثال ۱۵ درجه دورتر پرواز می‌كند. اين قدرت تفكيك زاويه ای برای سيگنال‌های منعكس شده مستلزم يك پرتو باريك و در نتيجه استفاده از فركانس‌های مايكروويو است. همچنين با استفاده از تمركز دقيق مايكروويو در رادار يك هواپيما ميتوان نقشه يك ناحيه وسيع از زمين را تهيه كرد. اين مطلب هم استفاده نظامی دارد و هم غير نظامی.

خواص گرمايی مايكروويو

از خواص گرمايی مايكروويو می‌توان در گستره وسيعی از كاربردهاي تجاری و صنعتی كه مورد استفاده است اشاره كرد. اجاق مايكروويو مثال آشنايی در اين زمينه است ، در اجاق‌های معمولي غذا بوسيله اشعه فروسرخ گرم می‌شود. از آنجا كه عمق نفوذ مواد غذايی در فركانس‌های مربوط به فرو سرخ كم است گرما توسط سطح ماده جذب می‌شود.

اين گرما از طريق هدايت كه فرايند نسبتا هسته ای است به داخل ماده غذايي منتقل می‌شود. بنابراین چندساعت طول مي كشد تا وسط يك تكه گوشت متوسط بخوبی پخته شود، در اين مدت هواي داخل اجاق كاملا داغ است. در مقايسه با آن ، هواي داخل يك اجاق مايكروويو خنك می‌ماند. چرا كه هوا در فركانس‌های مايكروويو برای اكثر مواد غذايي در حدود ابعاد آن‌هاست.

چگونگی گرم شدن غذا

تمام حجم مواد غذايی در اثر تابش مايكروويو مستقيما و بطور يكنواخت گرم می‌شود در نتيجه مدت پخت غذا با مايكروويو در حدود يك دهم زمان لازم برای اجاق‌های معمولي است. از خواص گرمايی مايكروويو در خشك كردن لباس‌ها ، خشك كردن چيپس ، كاغذ ، دانه های قهوه و مشابه آن‌ها استفاده می‌شود.

تكنولوژی مايكروويو در كاربردهاي پزشكی

هم اكنون در بسياری از بيمارستان‌ها و آزمايشگاه‌ها از تكنولوژی مايكروويو در كاربردهاي پزشكی و با استفاده از تابش گرمای مايكروويو بر روي ياخته های بدخيم به عنوان روشي برای درمان سرطان تحت بررسی است.

عرصه تحقيقاتی ديگری كه از سيگنال‌ها و روش‌های مايكروويو بهره مي گيرند نجوم راديويی است دو بخش تحقيقاتی ديگر كه از روشهای مايكروويو بهره مي برند علم مواد و فيزيك ذرات پرانرژي اند. از امواج مايكروويو در اندازه گير‌ی‌ها و كنترل صنعتي نيز به منظور اندازه گيری ضخامت صفحات فلزي در نوردهاي غلطكی اندازه گيری قطر سيم در موقع كشش ، اندازه گيری ضخامت صفحات دي الكتريك ، اندازه گيری ميزان رطوبت در صنعت كاغذ و نساجی و اندازه گيری ميزان رطوبت در مايعات و غيره استفاده می‌شود. با وجود آنكه روش‌های گوناگونی از كاربرد امواج مايكروويو بيان شد اما باز هم تلاش مهندسان مايكروويو در كاربرد روش‌هايی نهفته است كه هنوز ناشناخته اند.

کاربرد اشعه ایکس

راديوگرافى عكسبردارى از بدن با پرتوهاى ايكس و راديوسكوپى مشاهده مستقيم بدن با آن پرتوا است. در عكاسى معمولى از نورى كه از چيزها بازتابش می‌شود و بر فيلم عكاسى اثر مى كند استفاده مى شوند در صورتى كه در راديوگرافى پرتوهايى را كه از بدن مى گذرند به كار مى برند.

تاریخچه پرتوهای ایکس

پرتوهاى ايكس را نخستين بار در سال ۱۸۹۵ ميلادى، ويلهلم كنراد رنتيگن استاد فيزيك دانشگاه ورتسبورگ آلمان كشف كرد. اين كشف بسيار شگفت انگيز بود و خبر آن با سرعت در روزنامه هاى جهان منتشر شد. جالب است كه رنتيگن بر روى پرتوهاى كاتدى كار مى كرد و به طور اتفاقى متوجه شد كه وقتى اين پرتوها، كه همان الكترون هاى سريع هستند به مواد سخت و فلزات سنگين برخورد مى كنند پرتوهاى ناشناخته اى توليد می‌شود او اين پرتوها را پرتو ايكس به معنى مجهول ناميد.

قدرت نفوذ پرتوهاى ايكس

پرتوهاى ايكس قدرت نفوذ و عبور بسيار زياد دارند. به آسانى از كاغذ، مقوا، چوب، گوشت و حتى فلزهاى سبك مانند آلومينيوم مى گذرند، ليكن فلزهاى سنگين مانند سرب مانع عبور آن‌ها می‌شود. اشعه ايكس از استخوان هاى بدن كه از مواد سنگين تشكيل شده اند عبور نمى كنند در صورتى كه از گوشت بدن به آسانى مى گذرند. همين خاصيت سبب شده كه آن را براى عكسبردارى از استخوان هاى بدن به كار برند و محل شكستگى استخوان ها را مشخص كنند.

براى عكسبردارى از روده و معده

براى عكسبردارى از روده و معده هم از پرتوهاى ايكس استفاده می‌شود ليكن براى اين كار ابتدا به شخص مايعاتى مانند سولفات باريم مى خورانند تا پوشش كدرى اطراف روده و معده را بپوشاند و سپس راديوگرافى صورت مى دهند. كشف پرتوهاى ايكس كه به وسيله رنتيگن عملى شد سرآغاز فعاليت هاى دانشمندانى مانند تامسون، بور، رادرفورد، مارى كورى، پيركورى، باركلا و بسيارى ديگر شد به طورى كه نه فقط چگونگى توليد، تابش و اثرهاى پرتو ايكس و گاما و نور شناخته شد بلكه خود اشعه ايكس يكى از ابزارهاى شناخت درون ماده شد و انسان را با جهان بى نهايت كوچك ها آشنا كرد و انرژى عظيم اتمى را در اختيار بشر قرار داد. پرتوهاى ايكس در پزشكى و بهداشت براى پيشگيرى، تشخيص و درمان به كار مى رود به طورى كه در فناورى هاى مربوطه يكى از ابزارهاى اساسى است.

کاربردهای اشعه ی فروسرخ

 دید در شب

دستگاه دید در شب وسیله‌ای برای دیدن در شرایط کمبود یا نبود نور کافی جهت مشاهده اشیاء است. دستگاه مذکور قادر به شناسائی اشیاء گرمتر نسبت به محیط، توسط ثبت سایه هائی متفاوت از اجسام سردتر از هدف در رده‌های متفاوت بوده که به نیروهای پلیس و نظامی ، امکان شناسائی انسان و یا اتوموبیل و غیره را به راحتی فراهم می‌سازد.

تفنگ مجهز به دوربین دید

یک تفنگ مجهز به دوربین دید در شب، بعنوال مثال، از آنجائی که تابش فروسرخ غیرمرئی بوده، اما رفتاری عینا مانند نور مرئی را از خود نشان می‌دهد، پس بنابراین توسط بازتاب و کنترل آن می‌توان به مثابه یک ابزار کاراء در درگیری‌های جنگی یا پلیسی از خواص آن بهره مند شد. چنین سلاحی به یک منبع تابش فروسرخ و یک عامل بازتاب امواج برگشتی ، در راستای هدف گیریست.امواج بازیافتی از هدف و یا به عبارت دیگر انرژی بازگشت شده، دریافت و توسط یک سامانه الکترونیکی بصورت یک صحنه مرئی در معرض دید تک تیرانداز ( بعنوان تنها ناظر صحنه)، قرار می‌گیرد.

اندازه گیری حرارت از راه دور

رصد اجرام آسمانی

تصویر برداری / نقشه برداری

عکسبرداری توسط دوربین‌های حساس به انواع تابش فروسرخ با هواپیما ، بالن، سفینه‌ها وغیره بررسی زمین از راه دور (آکموترا(عکسبرداری هواپیمایی حرارتی فروسرخ امکان نقشه‌برداری از موقعیت و حالتهای معین خطوط لوله و از جمله خطوط لوله انتقال نفت و گاز را اعم از باز و زیرزمینی فراهم می‌کند. هر دوی آن‌ها از حرارتی بالاتر از محیط اطراف برخوردارند و لذا حتی در صورت ساخت زیرزمینی خطوط لوله، تفاوتهای حرارتی کافی برای ثبت آن‌ها به وجود می‎آیند.

دقت

از ارتفاعات پایین با دقت ۰٫۱ تا ۰٫۲ متری انجام بگیرد. عکس‌هایی که با این کیفیت گرفته می‎شوند، نشانه‌های بارز خط لوله، قسمت‌های وجود آب‌های زیرزمینی دور لوله (محل وجود خطر بالای زنگ‌زدگی و فرسایش فلز) و محل ایجاد دهانه‌بند هیدراتی به وضوح دیده می‌شود. امکان ریزش محصولات به گونه‌های مختلف جلوه می‎کنند. در خطوط لوله انتقال گاز به علت انبساط آدبیتیک گاز این قسمتها بسیار سرد نشان داده می‎شوند در حالی که در خطوط لوله انتقال نفت این قسمتها از محیط اطراف گرم‌تر هستند. قسمتهای ریزش نفت در عکس‌ها دقیقاً نشان داده می‎شوند چرا که قدرت بازتاب محل آلوده شده تغییر می‌کند. عکسبرداری هواپیمایی حرارتی فروسرخ امکان تشخیص نه تنها احتمال وقوع سانحه بلکه آن قسمت‌های خط لوله را می‎دهد که در آستانه سانحه قرار دارند (یعنی کشف سوراخها، جاخالی فراز گاز و غیره)

مخابرات

انتقال امواج صوتی و تصویری از باندهای پائین تابش فروسرخ (مایکروویو) نزدیک امواج رادیویی جهت تقویت و تکرار پایداری از مبداء تا به مقصد (کاربرد در مخابرات، رادیو وتلویزیون)

گرمادهی

• گرما دهی به افراد در سوناها
• آب کردن یخ روی بال‌ها و یا سایر اجزاء وادوات پروازی هواپیماها
• گرم کردن غذا و سایر خوراکی‌ها بدون گرم کردن هوای اطراف
• خشکبار سازی میوه جات در یک دهم زمان متعارف، بدون آلودگی

چاقوی گاما

چاقوی گاما یا همان گاما نایف در حقیقت یک چاقو نیست بلکه نام تجاری و ثبت شدۀ وسیله ایست برای اعمال اشعه گاما با شدت بالا که به صورت هدف گیری نقاط مشخصی از ضایعات به کار می رود. این اشعه گاما از ماده رادیو اکتیو کبالت ۶۰ منتشر می‌شود. در سوئد برای بیشتر از ۲۰ سال است که مورد استفاده و توسعه قرار گرفته و همکنون در کشورهایی چون آمریکا موجود است. برای بیمارانی که دارای تومور مغزی خوش خیم و یا دارای رگهای غیر عادیِ غیر قابل جراحی (بدلیل عمیق و در دسترس نبودن و یا نزدیک بودن به نقاط حیاتی مغز) هستند، استفاده می‌شود.

این روش بصورت سر پایی است و نیازی به جراحی و بیهوشی ندارد و در حدود ۲ تا ۳ ساعت به طول می انجامد.

کبالت ۶۰

کبالت ۵۹ در طبیعت وجود دارد و فلزی پایدار است (رادیو اکتیو نیست). وقتی کبالت ۵۹ در یک میدان نوترونی قرار بگیرد ، با دریافت یک نوترون به کبالت ۶۰ تبدیل خواهد شد که ایزوتوپ همدیگرند. کبالت ۶۰ که رادیو اکتیو است دارای نیمه عمر ۵٫۲۷ سال است ، که با انتشار یک بتای منفی و پس از آن تولید اشعه گاما ، به عنصر پایدار نیکل ۶۰ تبدیل می‌شود. یک گرم کبالت۶۰ حدود ۵۰کوری اکتیویته دارد. که این مقدار می‌تواند قدرت یونیزه کنندگیی حدود ۰٫۵ sievert/min را برای بدن داشته باشد. دوزی معادل ۴ تا ۵ سیورت برای کل بدن، می‌تواند در طول ۳۰ روز نصف انسان‌ها را از بین ببرد. که می توان بوسیله یک گرم ، تنها در طول چند دقیقه به اثر ذکر شده رسید.

برخی کاربردهای اشعه گاما

• برای ردیابی واکنش های شیمیایی
• منبعی رادیو اکتیو برای کارهای پرتوپزشکی                
• برای عکسبرداری های صنعتی
• برای محاسبه قطر و کلفتی برخی اشیا
• برای میکروب کشی مواد غذایی
• همچنین در ساخت بمب کبالت نیز به کار می رود.

چاقوی گاما چاقویی بدون قابلیت برش

برای افرادی که دارای تومور مغزی هستند ممکن است زندگی کسل کننده و رنج آور باشد. اما نعمت انقلاب در تکنولوژی ، معالجه برای بسیاری بیماران را امیدوار کننده تر و راحت تر و بدون درد تر ساخته است.

تکنولوژیی که به نام «چاقوی گاما» مشهور است _بر خلاف نام آن_ یک چاقو نیست بلکه وسیله ای شبیه کلاه خود است که بوسیله آن مغز بیمار ، پرتوهایی به شدت کانونی شده را از منبع رادیو اکتیو دریافت می کنند که تومور را مورد هدف قرار می دهد ولی به بافت های دیگر صدمه نمی زند. چاقوی گاما مزیت های زیادی به همراه دارد اما کاستی های آن باید برای پیشرفت بیشتر مورد توجه قرار گیرد.

مزیت های چاقوی گاما

تعدادی از مزیت های چاقوی گاما عبارتند از :

۱-عدم نیاز به تراشیدن موی سر یا جراحی و بخیه

۲- بدون زخم و درد بودن

۳- عدم نیاز به بیهوشی بطوریکه بعد از این درمان مریض می‌تواند به کارهای روزانه اش بپردازد

۴- نداشتن دوره نقاهت و یا غیبت از کار و خانواده

۵- همچنین موثر تر از عمل های جراحی مرسوم می باشد و برای بیماران سالخورده بسیار مناسب است.

 خطر کمتر ، هزینه کمتر

در میان مزایای زیاد آن به صرفه جویی در هزینه ها ، بدلیل حضور و بستری کمتر بیمار در بیمارستان  باید اشاره کرد. همچنین مریض از خطرات عفونت و خونریزی و واکنش های منفی بدن به بیهوشی، مصون است.پس از آنکه تکنولوژی چاقوی گاما در دانشگاه بدست آمد ، بر روی ۲۰۰ مریض برای درمان آن‌ها آزمایش شد. روش چاقوی گاما حدود ۳ ساعت طول می‌کشد که نیاز به یک گروه متخصص ، متشکل از ،حداقل ، متخصص مغز و اعصاب و فیزیکدان پرتو پزشک ، دارد.

چگونگی عکسبرداری

در حالی که مریض بی تحرک دراز کشیده، گروه متخصص ابتدا به عکس‌برداری (magnetic resonance imaging)  MRI یا CT(Computed Tomography)  از مغز او اقدام می کنند. بعد یک کلاه بزرگ که دارای ۲۰۱ منفذ خروجی به طرف سر بیمار است ، بر سر بیمار قرار می گیرد. از این منفذها باریکه های بسیار دقیق اشعه گامای کبالت ۶۰ (Co-60) به تومور می تابانند. پرتو های منتشره در یک کانون منسجم می شوند. نقطۀ کانونی باید در حدود اندازه تومور باشد. فیزیکدان پرتو پزشک و متخصص مغز و اعصاب کار را با تابش دهی ملایم آغاز می کنند تا در نهایت مکان دقیق تومور هدف گیری شود. این عمل که به دفعات انجام می گیرد «شوت» نام دارد. در ضمن مریض دریافت اشعه را احساس نمی‌کند.

دوز تابشی

دوز تابشی بسته به عمق و اندازه و پیشرفت تومور ، متفاوت است تا برای بافت های اطراف تومور حداقل خطر را داشته باشد.

روش چاقوی گاما یک روش چند رشته ایست و همانگونه که گفته شد فیزیکدان پرتو پزشک و متخصص مغز و اعصاب با همکاری یکدیگر این کار را انجام می دهند.

نکته مهمی که باید در اینجا مورد توجه قرار گیرد اینست که پرتو افشانی ها نباید حرکت ، فکر ، حافظه و اعمال عادی مغز را دچار مشکل و خطر کند. به دلیل دقت بالای چاقوی گاما ، از آن می توان بر روی کودکان نیز استفاده کرد.

نقش کامپیوتر و تصویر برداری پیشرفته

در اصل تکنولوژی چاقوی گاما ۵۰ سال پیش در سوئد اختراع شد اما به طور گسترده استفاده نشد، تا امروزه که با پیشرفت های سریع صورت گرفته در تصویر برداری و علم کامپیوتر ، به مرحلۀ استفاده وسیع رسیده است.

هر نوع بدخیم از تومورهای مغزی بوسیله چاقوی گاما قابل درمان نیست. به عنوان مثال ضایعات بزرگتر از ۴cm را نمی توان درمان کرد.

از بین بردن درد

همچنین چاقوی گاما به صورت موفقیت آمیز در از بین بردن درد های آزار دهنده‌ای که مربوط به تیک های عصبی دردناک است بکار می رود. و در درمان ناهنجاری های وریدی(arteriovenous malformations) موسوم به AVMs و اختلالات عصبی مغز مفید است. چاقوی گاما بطور وسیع برای تومورهای مغزی خوش خیم مثل التهاب اعصاب شنوایی(acoustic neuromas) که در آن اعصاب شنوایی و اعصاب صورت بیمار بوسیله تومور تحت تاثیر هم قرار گرفته اند استفاده می‌شود. که می‌تواند بهبودیی حدود ۸۰% را به دنبال داشته باشد و حتی عوارض باقی مانده در چهرۀ ناشی از سکتۀ مغزی را به حدود صفر می رساند.

کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در مخابرات

از این جمله می‌توان فیبر نوری ، دستگاه رله تلفن ، موجبرها ، ماهواره و … اشاره کرد.

کاربرد‌های امواج الکترو‌مغناطیسی در نظامی

مانند بمب الکترومغناطیسی ، انواع رادار ، ردیابهای موشک و … .

کاربردهای امواج الکترو مغناطیسی در پزشکی

از قبیل عکسبرداری مغناطیسی ، رادیولوژی ، سونوگرافی با لیزر ، کاربرد اشعه ایکس و گاما در فیزیک پزشکی و … .

کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در صنعت

انواع برشکاری‌های لیزری ، قطار الکترو‌مغناطیسی و صندلی مغناطیسی و … .

کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در اخترشناسی

با مطاله طیف الکترومغناطیسی گسیل شده از جو می‌توان به ساختار اجرام آسمانی پی‌برد.