Radyasyon

   10/08/2015       Yakup Gündüz

---

Radyasyon

Radyasyon, doğada daima var olan ve dalga, parçacık veya foton olarak adlandırılan enerji paketleri ile yayılan enerjidir. Radyasyon ilk çağlardan beri vardır ancak insanlığın radyasyonu keşfetmesi 1896’da Fransız fizikçi Henri Becquerel ilk olarak uranyum tuzunun görünmez ışınlar yaydığını farketmesiyle gerçekleşmiştir. İki sene sonra Marie Curie ve eşi Pierre Curie uranyum ile deney yaparken benzer ışınlara rastlamışlardır. Bu deneyde polonyum ve radyum oluştuğunu görmüşlerdir ve bu iki elementi ilk keşfedenler olmuşlardır. Polonyum ve özellikle radyum’un daha fazla ışın yaydıklarını gözlemişlerdir. Teknolojinin ve sanayinin gelişmesiyle de uranyum elementi kullanılmaya başlanmış ve radyasyonun etkileri giderek artmıştır.

Radyasyon; ortamda yol alan enerji olarak tanımlanır. Doğal veya yapay radyoaktif çekirdeklerin kararlı yapıya geçebilmek için dışarı saldıkları hızlı parçacıklar ve elektromanyetik dalga şeklinde taşınan fazla enerjileri de radyasyon olarak tanımlanır.

Radyasyon, parçacık ve dalga tipi olmak üzere ikiye ayrılabilir. Parçacık radyasyonu, belirli bir kütle enerjiye sahip, çok hızlı hareket eden parçacıkları ifade eder. Bu parçacıklar hızla giden mermiye benzer, ancak gözle görülmeyecek kadar küçüktürler. Dalga tipi radyasyon ise belli bir enerjiye sahip, kütlesiz radyasyon şeklidir. Bunlar, titreşim yayarak ilerleyen elektrik ve manyetik enerji dalgalarıdır. Görünür ışık dalga tipi radyasyonun bir çeşididir. Bütün dalga tipi radyasyonlar, ışık hızında hareket ederler.

Gözlerimizin fark edebileceği en yüksek enerjili ışık mor renkli ışıktır. Radyasyonun enerjisi arttıkça ışık rengi mor renk ötesine gider ve morötesi olarak tanımlanır. Morötesi ışığı göremez veya hissedemeyiz, ancak ortamda mevcuttur ve eğer şiddeti büyükse ciltte bırakacağı güneş yanığına benzer yanık izleri ile varlığı hissedilir. Parçacık ve dalga tipi radyasyonlar da , kendi içlerinde iyonlaştırıcı ve iyonlaştırıcı olmayan radyasyon olarak ikiye ayrılır.İyonlaştırıcı radyasyon, çarptığı maddede yüklü parçacıklar oluşturabilen radyasyon olarak tanımlanabilir. İyon meydana gelmesi (iyonizasyon olayı) herhangi bir maddede oluşabileceği gibi insanlar dahil tüm canlılarda da oluşabilir. Dolayısıyla, iyonlaştırıcı radyasyonlar önlem alınmadığı takdirde tüm canlılar için zararlı olabilecek radyasyon çeşitleridir. Başlıca beş iyonlaştırıcı radyasyon çeşidi vardır. Bunlar, alfa parçacıkları, beta parçacıkları, X ışınları, gama ışınları ve nötronlardır.

Radyasyon Dozu

Doz, herhangi bir maddenin belli bir zaman içerisinde kullanılan veya tüketilen miktarı olarak tanımlanır. Radyasyon dozu ise, hedef kütle tarafından, belli bir sürede, soğurulan veya alınan radyasyon miktarıdır. Bütün zararlı maddeler vücutta biyolojik hasarlara neden olurlar. Bu hasarların büyüklüğü ise o maddenin cinsinin yanı sıra, vücuda alınış şekli, süresi ve miktarına bağlı olarak değişir. Gerekli önlemler alınmadığı takdirde, belirli bir sürede, belirli bir miktarın (kabul edilebilir sınırların) üzerinde radyasyon enerjisi soğuran, diğer bir ifadeyle radyasyon dozu alan canlılarda, bazı zararlı etkilerin ortaya çıkması kaçınılmazdır. Bu etkinin büyüklüğü, radyasyon çeşidi, soğuruluş hızı ve soğurulan radyasyonun miktarıyla ilgilidir. Bütün bu faktörler bilindiğinde radyasyonun insan sağlığı, diğer canlı ve cansız varlıklar üzerinde bırakacağı etki belirlenebilir.

Radyasyon Kaynakları

Dünyanın oluşumuyla birlikte tabiatta yerini alan çok uzun ömürlü (milyarlarca yıl) radyoaktif elementler yaşadığımız çevrede normal ve kaçınılmaz olarak kabul edilen doğal bir radyasyon oluşturmaktadır. Bu radyasyon düzeyi, nükleer bomba denemeleri ve bazı teknolojik ürünlerin kullanımıyla artış göstermiştir. Doğal radyasyon seviyesinin büyüklüğünü belirleyen birçok neden vardır. Yaşanılan yer, bu yerin toprak yapısı, binalarda kullanılan malzemeler, mevsimler, kutuplara olan uzaklık ve hava şartları, doğal radyasyon seviyesinin büyüklüğüne etki eden nedenler arasında sayılmaktadır. Yağmur, kar, alçak basınç, yüksek basınç, ve rüzgar yönü gibi etkenler de doğal radyasyon seviyesinin büyüklüğünü belirler. Radyasyon kaynakları doğal veyapay olarak ikiye ayrılır.

Doğal Radyasyon Kaynakları

Doğal radyasyonun, bir bölümünü uzaydan gelen kozmik ışınlar oluşturur. Kozmik ışınların büyük bir bölümü, dünya atmosferinden geçmeye çalışırken tutulurlar. Fakat, bu ışınların küçük bir miktarı yeryüzüne ulaşır. Bir dağın tepesinde veya havada yol alan bir uçakta bulunan bir kişi, deniz seviyesinde bulunan bir kişiden çok daha fazla kozmik ışına maruz kalır. Bu yüzden bir pilot, uçuş süresi boyunca, deniz seviyesinde çalışan bir kişinin maruz kaldığı doğal radyasyon düzeyinden yaklaşık 20 kat daha fazla bir radyasyon alır. Günlük yaşantımızda, kozmik ışınlar nedeniyle aldığımız radyasyon dozunun dünya ortalaması 0,39 mSv/yıl’dır. Fosil yakıtlar, uzun ömürlü radyoaktif elementler içerirler. Bu tür radyoaktif elementler, yakıt içerisindeyken bir radyasyon tehlikesi yaratmazlar. Fakat, fosil yakıtlar yakıldıklarında bu elementler atmosfere yayılır ve daha sonra toprağa dönerek doğal radyasyon düzeyinde artışa neden olurlar. Doğada mevcut kısa ömürlü radyoaktif elementlerin yaydığı gama ışınlarının da katkısıyla topraktan alınan radyasyon dozunun dünya ortalaması 0,5-1 mSv/yıl dır.

Vücudumuzda bulunan, özelikle Potasyum-40 radyoaktif elementinden dolayı da belli bir radyasyon dozuna maruz kalırız. Bir yıl boyunca bu şekilde aldığımız iç (dahili) radyasyon dozunun dünya ortalaması 0,23 mSv’dir.
Yiyecek, içecek ve teneffüs ettiğimiz havadan maruz kaldığımız dozun dünya ortaması yaklaşık 0,25 mSv/yıl’dır. Özellikle, kabuklu yiyecekler daha fazla radyoaktif madde içerirler ve bu ürünleri fazla miktarda tüketen insanlar bu ortalamanın üzerinde radyasyon dozu alırlar. Doğal radyasyon düzeyini arttıran en önemli sebeplerden biri, yer kabuğunda yoğun olarak bulunan radyoaktif Radyum elementinin (Ra 226) bozunması sırasında salınan Radon gazıdır. Radyum-226 elementinin bozunması sırasında oluşan, diğer radyoaktif maddeler toprak içerisinde kalırken, Radon gazı toprak yüzeyine doğru yükselir. Eğer bu gaz, yayılmalar sonucu seyrelirse herhangi bir sorun oluşturmayabilir. Radon gazının yayıldığı yüzey üzerinde bulunan evlerde iyi bir havalandırma sisteminin bulunması gerekir. Iyi bir havalandırma sisteminin bulunmadığı durumlarda, Radon gazı evin içerisinde, dış ortamdan yüz kat daha fazla bulunacaktır. Bu gaz teneffüs edildiği takdirde akciğerlere geçici olarak yerleşip, tüm dokuların radyasyona maruz kalmasına sebep olabilecektir. Radon gazından dolayı, dünya genelinde maruz kalınan ortalama doz 1,3 mSv/yıl’dır. Radon gazı hariç doğal radyasyonun sağlık üzerinde zararlı bir etkisi görülmez. Çizelgde, bazı bölgelerde ölçülen doğal radyasyon doz seviyeleri verilmektedir.

Yapay Radyasyon Kaynakları

Yapay radyasyon kaynakları, doğal radyasyon kaynakları gibi belli miktarlarda radyasyon dozuna maruz kalınmasına sebep olurlar. Yapay radyasyon dozları, talebe bağlı olarak artsa da, doğal kaynaklardan alınan doza göre çok daha düşüktür. Yapay radyasyon kaynaklarının, doğal radyasyon kaynaklarına göre tamamen kontrol altında olmaları da maruz kalınacak doz miktarının ayarlanabilmesi açısından önemlidir.

Tıbbi, zirai ve endüstriyel amaçla kullanılan X ışınları, yapay radyoaktif maddeler, nükleer bomba denemeleri sonucu meydana gelen nükleer serpintiler, nükleer güç üretiminden salınan radyoaktif maddeler ile bazı tüketici ürünlerinde kullanılan radyoaktif maddeler bilinen başlıca yapay radyasyon kaynaklarıdır. Yapay radyasyon kaynaklarından maruz kalınan küresel radyasyon dozlarının % 97’si tıbbi uygulamalardan, % 1,88’i radyoaktif serpintilerden, % 0,64’ü mesleki nedenlerden, % 0,32’si nükleer santrallerden, % 0,16’sı tüketici ürünlerinden kaynaklanmaktadır.

Radyasyonun Etkileri

Alfa, beta, gama, X ışınları ile kozmik ışınlar ve nötronlar çok yüksek frekanslarda olduğundan, elektromanyetik parçacıklar kimyasal bağları kırabilecek enerjiye sahiptir. Bu bağların kırılması sonucu iyonlaşma olur.

İyonlaştırıcı radyasyon hücrenin genetik materyali olan DNA’yı parçalayabilecek kadar enerji taşımakta ve DNA’nın parçalanmasıyla hücreler ölmektedir. İyonlaştırıcı radyasyonun, bir canlıda biyolojik bir hasar oluşturabilmesi için radyasyon enerjisinin hücre tarafından soğurulması gerekmektedir. Bu soğurma sonucu, moleküllerde iyonlaşma ve uyarılmalar meydana gelir. Bu iyonlaşmalar, hücrenin genetik bilgilerini taşıyan DNA zincirlerinde kırılmalara ve hücre içerisinde kimyasal toksinlerin üremesine neden olabilir. Kırılmaların hemen ardından, DNA zincirinde bir onarım faaliyeti başlar. Hasar çok büyük değilse, DNA’da meydana gelen kırılmalar onarılabilir. Bu onarım sırasında da hatalar oluşabilir ve yanlış şifre bilgileri içeren kromozomlar meydana gelebilir. Hasarlı DNA tam ve düzgün onarılmadığı takdirde, hücre ya bozuk bir metabolizma ile sağ kalacak ya da ölecektir. Vücudun bir çok organ veya dokusu, önemli sayıda hücre kaybına rağmen faaliyetlerini normal bir şekilde sürdürebilir. Hücre kaybı, belirli bir sayının üzerine çıktığında organ veya dokularda gözlenebilir hasarlar meydana gelecektir. Bu durum, çok sayıda hücrenin ölümüne sebep olacak büyüklükte bir radyasyon dozuna maruz kalınması sonucu gerçekleşebilir. Etki eşiğini aşan akut doz almış kişilerde ortaya çıkan bu tür hasarlara deterministik etkiler denir.

Deterministik etkilere, hücre ölümü sebep olur. Bu tip durumlarda, eşik doz yüksektir, belirtisiz safha genellikle kısadır, doz yüksek olduğu takdirde etki kesindir, etkinin şiddeti doz ile artar. Radyasyonun verdiği hasar sonucu hücre ölmüyor, sadece değişikliğe uğruyorsa, bu hücrede görülen hasar onarılabilir. Hücrenin onarımı, mükemmel olarak gerçekleşmediği takdirde değişim yavru hücrelere aktarılacaktır. Bu durumda, ışınlanan kişinin organ veya dokularında kanser oluşumuna yol açacaktır. Eğer, hücreler ışınlanan kişinin çocuklarına genetik bilgilerin aktarılmasıyla ilgiliyse kalıtımsal bozukluklar meydana gelebilir. Kişinin kendisinde veya çocuklarında meydana gelen bu tür etkiler, stokastik (tesadüfi) etkiler olarak tanımlanır.

Stokastik etkilere (kanser ve kalıtımsal etkiler) tek bir hücrede meydana gelen hasarlar sebep olur. Doku dozu arttıkça çok daha fazla sayıda hücre hasar görecek ve stokastik etkilerin meydana gelme ihtimali daha da artacaktır. Kanser ve kalıtımsal etkiler radyasyonun stokastik etkileridir. Belli bir eşik dozu yoktur, meydana gelme olasılığı doz ile artar, şiddet derecesi ise doz ile artmaz. Doz hızının risk üzerinde küçük bir etkisi olabilir. Stokastik etkilerin, kanser için birkaç yıllık ve kalıtımsal etkiler için ise daha uzun sürebilecek belirtisiz geçen bir periyotları vardır. Grup riski yüksek derecede olsa da, kişisel risk yüksek dozlarda bile düşüktür.
Radyasyonun etkileri cins, yaş ve organa göre değişmekle birlikte, çocuklar ve gelişme çağındaki gençlerde genellikle gözü etkileyerek görme bozukluğu, katarakt gibi rahatsızlıklara neden olmaktadır.

Radyasyon canlıda genetik değişikliklere ve vücutta kalıcı değişikliklere sebep olmakla beraber çevreye rastgele atılan radyoaktif maddeler insan, hayvan ve bitki sağlığına olumsuz etkiler yaparak çevreyi ve ekolojik dengeyi bozmaktadır.

Radyasyonun etkileri zamanla ortaya çıkmaktadır. Geçmişte yapılan nükleer silah denemelerinden dolayı radyoaktif maddelerle yüklenmiş toz bulutları, atmosferin yüksek tabakalarına ve stratosfere yerleşerek, radyoaktif yağışlar halinde yavaş yavaş yeryüzüne inmekte ve çevrenin, özellikle yüzeysel suların kirlenmesine sebep olmaktadır.

Radyasyonun çevreye zararları sınır tanımaksızın yayılmakta ve kilometrelerce uzağa etki etmektedir. En basit örnekle Ukrayna’daki Çernobil kazası sadece Ukrayna’da oluşan bir kaza olarak kalmamış birçok bölgeyi de etkisi altına almıştır.

---

 Kaynaklar:

1.http://www.taek.gov.tr
2.http://tr.wikipedia.org