Radyasyon Nedir? Radyasyon Kaynakları ve Çeşitleri Nelerdir?

Radyasyon Nedir?

Radyasyon 1900’lü yıllarda keşfedilmesine rağmen ilk çağlardan beri, doğada bulunan ve yayılma özelliği olan bir enerji çeşididir. Çok eski bir enerji olmasına rağmen, gelişen teknolojiyle birlikte etkileri yenilenerek büyümektedir. Günümüzde radyasyondan; endüstride, tıpta ve diğer teknolojik araçlarda yüksek performansta, yararlanılmaktadır. Radyasyon kullanım alanlarının artması canlı yaşamının daha fazla etkilenmesine sebep olmuştur. Bundan dolayı günümüzde, radyasyonun yararından çok zararı konuşulmaktadır.

Atom; proton, nötron ve elektron ismi verilen taneciklerden oluşur. Atomun çekirdeğinde bulunan nötron sayısının, proton sayısından fazla olması durumunda; nötronlar alfa, beta ve gama adı verilen ışınlar yayarak parçalanırlar. Etrafa yayılan bu alfa, beta ve gama ışınlarına radyasyon adı verilir.

Radyasyon Çeşitleri Nelerdir?

Radyasyon çeşitleri, iyonlaştırıcı radyasyon ve iyonlaştırıcı olmayan radyasyon olarak iki aşamada incelenir;

İyonlaştırıcı Radyasyon

İyonlaştırıcı radyasyon; maddesel ortamdan geçerken madde ile etkileşerek iyon çiftleri oluşturabilen X-ışını, gama ışını gibi elektromanyetik ışınlarla kinetik enerjileri olan yüklü parçacıklar, ağır iyonlar ve serbest nötronlar gibi tanecik karakterli ışınımlardır. Çarptığı maddede yüklü parçacıklar (iyonlar) oluşturabilir. Önlem alınmadığı takdirde tüm canlılar için zararlıdır. İyonlaştırıcı radyasyon ikiye ayrılır:

1- Elektromanyetik Radyasyonlar

Gama ve X ışınları elektromanyetik radyasyonlardır. Bunların dalga boyları çok küçük fakat enerjileri yüksektir.

a- Gama (&) ışınları: Gama ışınlarının kaynağı atomun çekirdeğidir. Radyoaktif bozunmalar ya da nükleer reaksiyonlar sonucu oluşan kararsız atom çekirdeklerinden yayılan bir çeşit elektromanyetik ışınlardır. Bu ışınlar atom çekirdeğinin enerji seviyelerindeki farklılıklardan meydana gelir. Manyetik alanda sapmadıkları için belirli bir elektrikle yüklü değildir. Gama ışınları, beta ışınlarından daha yüksek enerjili ve dolayısıyla daha nüfuz edici ışınlardır. Birkaç santimetre kalınlığındaki kurşun tuğlalarla sadece belli bir kısmı durdurulabilir.

b- X Işınları: Röntgen ışınları da denilen X ışınları, görünür ışık dalgaları ve mor ötesi ışınları gibi dalga şeklindedir. Bir atoma dışarıdan gelen veya gönderilen yüksek enerjili elektronlar o atomun ilk halkalarından elektronlar koparır. Atomdan kopan bu elektronun yerine daha yüksek seviyelerden (üst halkalardan) elektronlar atlayarak kopan elektronun yerindeki boşluğu doldurur. Bu sırada ortaya çıkan enerji fazlalığı X ışını şeklinde dışarı salınır. X ışını yapay olarak, röntgen tüplerinde de elde edilir.

2- Parçacıklı Radyasyon

a- Alfa (α)parçacıkları: Alfa parçacığı iki proton ve iki nötrondan oluşmuş bir helyum (2He4) çekirdeğidir ve pozitif yüklüdür. Alfa parçacıklarını çok küçük kalınlıktaki maddelerle (örneğin ince bir kağıt tabaka ile) durdurmak mümkündür. Bu yüzden de normal olarak dış radyasyon tehlikesi yaratmaz. Ancak sindirim, solunum veya deri ve mukozadaki yaralar yoluyla vücuda girerse tehlike oluşturur.

b- Beta (β)parçacıkları: Beta ışınları, atom çekirdeğinin parçalanmasıyla oluşur. Pozitif veya negatif yüklü elektronlardır. Beta parçacıkları belli bir yük ve kütleye sahip olduklarından madde içerisinden geçerken iyonlaşmaya sebep olurlar. Bu iyonlaşma, alfa parçacıklarının oluşturduğu iyonlaşma kadar yoğun değildir. Bunlardan korunmak için ince alüminyum levhadan yapılmış bir zırh malzemesi yeterlidir.

c- Serbest nötronlar: Bunlar radyasyonla oluşan yüksüz parçacıklardır. Bu nedenle her maddeye kolayca girer. Doğrudan iyonlaştırıcı özellikleri yoktur. Ancak bu serbest nötronların, girdikleri maddelerin nötronları ile etkileşimleri sonucu α β & ve x ışınları gibi ışınımlar oluşturur. Bu ışınlar ise etkileşme sonucu girdiği maddenin atomundan koparak iyonlaşmayı gerçekleştirir.

İyonlaştırıcı Olmayan Radyasyonlar

İyonlaştırıcı olmayan radyasyonlar, yeteri kadar enerjiye sahip olmadıkları için iyonlaştırıcı radyasyon kadar etkili olmaz. Radyo dalgaları, mikrodalgalar, kızıl ötesi ışık, mor ötesi ışık (ultraviyole) ve görünür ışık iyonlaştırıcı olmayan radyasyon olarak isimlendirilir. Elektrik enerjisi ileten ya da enerjiyle çalışan her türlü araç ve gereç, çalışma durumunda çevresinde bir elektromanyetik alan oluşturur.

İyonlaştırıcı olmayan radyasyon kaynaklarının yarattığı manyetik alan, kaynakların yoğunluğuna ve frekanslarına bağlı olarak değişiklik gösterir. İyonlaştırıcı olmayan radyasyon kaynaklarını ultraviyole ışınları ve EMR nitelikli radyasyon şeklinde sınıflandırılır.

1- Ultraviyole Işınları (Mor Ötesi Işık)

Ultraviyole ışınlarının asıl kaynağı güneştir. UV ışınları güneş tam doğarken daha çok yayılır. UV ışınları beyaz elbise giyilerek engellenebilir. Bazen bu ışınlar kar veya kumdan yansıyarak kar ve güneş körlüğü yapabilir. UV‟nin derine inmesi(giriciliği) az olduğu için büyük oranda deri ve gözleri etkiler. Gözlerimizin fark edebileceği en yüksek enerjili ışık mor renkli ışıktır. Deri kanserlerinin %80’i UV ışınlarından kaynaklanır.

2- EMR Nitelikli Radyasyon

Radyo dalgaları, mikrodalgalar mobil ve cep telefonları, radyo FM ve TV vericileri, radarlar, trafolar, mikrodalga fırınlar, bilgisayarlar ve akım taşıyan kablolar bu gruba girer.

Radyasyon Kaynakları Nelerdir?

1- Doğal Radyasyon Kaynakları

Dünya var olduğundan beri, insanoğlunun etkisi altında kaldığı doğal radyasyon kaynaklarının varlığı bilinmektedir. Bu kaynaklara doğal kaynaklar denilmesinin en büyük nedeni, insan müdahalesi olmadan varlıklarını sürdürebilmeleridir. Doğal radyasyon, insan vücudunda, sularda, kaya ve toprakta, toprakta yetişen besinlerde ve uzaydan gelen kozmik ışınlarda farkı oranlarda bulunabilmektedir.

Dünyamızda doğal radyasyon kaynakları, yapay kaynaklardan oldukça fazladır. İnsanoğlu farkında olmasa da hayatı boyunca doğal radyasyon kaynaklarına büyük ölçüde maruz kalmaktadır. Radon, doğal radyasyon kaynakları içerisinde dış ışınlanmaya neden olan en önemli bileşendir. Uzun süre radon gazı etkisinde kalan canlılar, bu gazdan olumsuz etkilenebilirler.

Periyodik cetvelde soygazlar grubuna giren radon; renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Radon, yeryüzündeki toprak, su, kaya ve dolayısıyla yapı malzemelerindeki uranyumun bozunması sonucu ortama salınır. Özellikle yeraltı sularında, çözünmüş halde bulunur. Musluktan akan sulardan da havaya çok az miktarlarda radon yayılır. Şu ana kadar elde edilen radon miktarının 200 gr’ı geçmediği bilinmektedir. Bunun nedeni, atmosferde milyarda bir oranında radon bulunmasıdır. Aynı zamanda çok zor işlenen bir radyoaktif maddedir. Radonun, dış ışınlanma unsurlarından en önemlisi binalardır. Çünkü yeraltındaki radonun büyük kısmı, binaların çatlak ve boşluklarından geçerek yüzeye ulaşır.

2- Yapay Radyasyon Kaynakları

İnsanoğlunun 1934 yılında, radyoaktiviteyi keşfiyle beraber radyasyon, hayatımızın birçok alanına girmiştir. Günlük işlerimizi kolaylaştıran teknolojiden, hastalıkların teşhis ve tedavi edilmesine kadar birçok alanda radyoaktivite kullanılmaktadır. Yapay olarak adlandırılmasının nedeni, doğal kaynakların tersine insan müdahalesinin olmasıdır. Bunun yanında doğal kaynaklar sürekli olarak her insanı etkileyebildiği halde; yapay radyasyonlar belli kişileri, belli zamanlarda tesir altında bırakırlar. Günümüzde yapay radyasyon kaynaklarının en fazla kullanıldığı alan tıptır. Bunu nükleer alandaki çalışmalar takip etmektedir.

Tıbbi Radyasyon

Radyasyonun tıp alanında kullanımı, daha çok görüntülemeyle hastalıklı bölgenin belirlenmesi ve ardından hastalığa sebep olan hücre ya da tümörün yok edilmesine dayanır. Hastalıklı bölgenin keşfedilmesinde X ışını olarak bilinen radyoaktif ışınlar kullanılır. Bu ışınlar, görüntüyü röntgen filmi olarak adlandırılan radyografi filmine aktararak hastalıklı bölgenin belirlenmesine yardımcı olurlar. Çıkan radyografi filmi, gölgeli görüntülü olup kemiklerde herhangi bir kırık ya da başka bir anormalliğin olup olmadığıyla akciğerlerdeki problemleri göstermektedir. Kemikler ve akciğerlerin haricinde; beyin, böbrek, mide ve diğer organların görüntüleri de bu yöntemle elde edilebilir.

Röntgen cihazlarının farklı çeşitleri vardır. Örneğin, hastanın uzanarak çekildiği röntgenin yanında, sadece ağızdaki dişlerin çekilmesine olanak sağlayan ve hastanın baş bölgesine odaklanan cihazlarda bulunmaktadır. X ışınlarının, tıp alanında bir başka kullanım alanı da bilgisayarlı tomografidir. Bu teknolojide, X ışını tüm vücuda verilir. Bilgisayar bu ışınlarla vücut organlarını hatta yumuşak dokuları bile birbirinden ayırabilir. Böylece vücudun herhangi bir yerinde oluşan farklı doku ve hücreler, kolayca saptanabilmektedir.

Endüstriyel Radyasyon

Radyasyonun endüstri alanında kullanımı her geçen gün artmaktadır. Bu alanda kullanılan radyoaktif güç, tıbbi alanda kullanılan güçten oldukça fazladır. Radyasyonun en önemli ışınlarından olan X ve gama ışınları, özellikle endüstride etkin olarak kullanılmaktadır. Çeşitli makine parçaları, borular, buhar kazanları gibi birçok endüstri ürününün röntgen filmi çekilerek herhangi bir hata içerip içermediği saptanabilmektedir.

Bunun yanında radyasyonun sağladığı teknolojiyle; demir, çelik, kâğıt, şeker, plastik çimento gibi bir çok sanayi ürününün üretim aşamasında; kalınlık, nem, yoğunluk gibi ölçümleri yapılabilir. Ayrıca yeraltı sularındaki hareketlerin saptanmasında, akarsu debi ölçümlerinde, gıdaların sterilizasyonu amacıyla ışınlanmasında, tek kullanımlık tıbbi malzemelerin sterilizasyonunda, gıda tohumlarını mutasyona uğratarak daha fazla verim elde etmede radyasyondan yararlanılmaktadır. Radyasyonun tarımda kullanılmasının bir başka amacı da böceklenmenin önlenerek daha dayanıklı ürünler elde etmektir. Hayvanların hastalıklarının belirlenmesinde, üremelerinin takip edilmesinde ayrıca hayvanlara verilen yemlerin iyileştirilmesinde de bu teknolojiden faydalanılmaktadır. Günlük hayatımızda iç içe olduğumuz televizyon, duman detektörleri ve fosforlu saatler de az da olsa radyasyon kullanılarak üretilmişlerdir.

Nükleer Tıp

Radyasyonun nükleer tıp alanında kullanım amacı, tıbbi radyasyonda olduğu gibi hastalığın teşhis ve tedavisini yapmaktır. Nükleer tıpta iki önemli bileşen bulunur. Bunlar, radyasyonu sağlayıcı radyoaktif maddelerle radyoaktif maddeleri algılayabilen cihazlardır. Bu yöntemde radyoaktif maddeler, bazı kimyasallarla birleştirilerek vücuda verilir. Verilen sıvı, incelenmek istenen dokularda bir süre kalır. Bu süre zarfında gama ışını yarar. Gama ışınları da çeşitli cihazlar tarafından algılanarak sisteme girer. Böylece farklı yapıdaki hücre ve dokular bulunmuş olur. Yöntemin uygulanmasında tomografi ve MR olarak bilinen cihazlar kullanılmaktadır.

Nükleer tıbbın tedavi aşamasındaysa teşhis aşamasına göre daha fazla doz verilir. Amaç, hastalıklı doku ve hücreleri yok etmektir. Bu uygulamanın en önemli noktası, sağlıklı hücrelerin zarar görmemesidir. Daha çok kanserli hastaların tedavisinde uygulanır. Bu tedavi yöntemine, ışın tedavisi (radyoterapi) de denilmektedir. Radyoterapi yönteminde, radyoaktif maddeler ışın yoluyla, sadece hastalıklı hücre ve dokulara ait alanlara verilmektedir.

Nükleer Güç Santralleri

Ağır bir radyoaktif olan radyum ve benzeri atomların, nötron çarpması sonucu daha küçük atomlara bölünmesi ya da hafif radyoaktif özelliği olan atomların birleşerek, daha büyük atomları oluşturması güçlü bir enerjinin açığa çıkmasına sebep olur. Bu enerjiye, nükleer enerji denir. Nükleer enerji, atom çekirdeğinin yarattığı bir enerjidir. Atomdaki tepkimeyle ortaya çıkan bu güçlü enerji, özel aygıtlarla elektrik enerjisine çevrilebilir. Nükleer enerji yoğunluğu ve gücü bakımından, diğer enerji türlerinden ayrılmaktadır. Çünkü nükleer enerjiyle ortaya çıkan güç, diğer enerji kaynaklarından oldukça fazladır. Nükleer enerji hem büyük bir enerji potansiyeli sahiptir hem de ucuzdur. Ancak santrallerin atıkları, yeryüzünü 100.000 yıl etkisi altında bırakabilmektedir. Bu yüzden bu tesisler, iyi konumlandırılmalı ve titizlikle denetlenmelidir. Atıkların kontrol altında tutulduğu durumlarda, nükleer enerji santralleri çevreye zarar vermemektedir.

Gemiler ve denizaltılar da nükleer enerjiden fazlaca yararlanırlar. Nükleer santrallerde açığa çıkan yüksek ısı; deniz suyunun tuzdan ayrılması, hidrojen elde edilmesi, endüstriyel tesislerin ve konutların ısınmasında kullanılabilmektedir.

Nükleer Serpinti

Günümüzde nükleer enerji sadece elektrik üretimi, ısınma ve sterilizasyon amacıyla değil aynı zamanda silah üretiminde de kullanılmaktadır. Nükleer silahlarda amaç üretmek değil tamamıyla yok etmektir. Bir nükleer silah; bir kentteki hatta koca bir ülkedeki, canlı cansız tüm varlıkları yok edecek güçtedir. En etkili nükleer silahlar atom ve hidrojen bombalarıdır.

Nükleer serpintiler, bu atomların atmosferde patlamaları sonucu radyoaktif maddelerin toz bulutları şeklinde birikmesi ve zamanla yeryüzüne radyoaktif yağışlar şeklinde inmesidir. Yeryüzündeki ilk nükleer serpinti deneyimi, atom bombalarının kullanımıyla gerçekleşmiştir. Dünyadaki ilk atom bombası kullanımı 1945 yılında, Japonya’nın Hiroşima ve Nagazaki kentlerine atılmıştır. Bombanın atılmasıyla gözleri kör eden bir ışık yayılmış, bunun ardından gelen yüksek ısıyla 3 km çapındaki bir alanda, canlı cansız tüm varlıklar yanmıştır. Bu patlamayı, alev rüzgârları ve yağmur şeklinde yeryüzüne inen radyasyon takip etmiştir. Bombanın bilançosuysa 140.000 ölü ve 100.000 yaralı olarak belirlenmiştir.

Bombaların patlamasını takip eden nükleer serpintiler, daha uzun vadede canlılara zarar vermektedir. Çünkü yağmur şeklinde yeryüzüne inen radyasyon; tüm bitki, toprak, hava, su ve hayvanlarda birikmektedir. Bombanın etkisinin geçmesiyle bölgede yaşamaya başlayan insanlar, uzun yıllar sonra bile bu radyasyon yüklü toprak ve suyla yetişen bitkileri ve yine bunlarla beslenen hayvanları yemeleri sonucu hastalanmaya başlamışlardır. Radyasyonun büyük tahribatıyla özellikle kanser vakalarına sık rastlanmış ve sakat doğumlar gerçekleşmiştir. 1960’lı yıllarda en yüksek seviyede olan bu radyoaktif yağışlar, nükleer silah denemelerinin havada yapılmasının yasaklanmasıyla azalmıştır.

1986’daki Çernobil nükleer santralindeki bir kaza sonucunda da benzer sonuçlar ortaya çıkmıştır. Bu kaza sonucunda, birçok insan ölmüş ve bir o kadar da insan sakat kalmıştır. Kazayla ortama salınan atıklar, insanların genetiğinde kalıcı hasarlara yol açmış ve bu hasarın nesilden nesile geçişine neden olmuştur. Ayrıca bu atıklar atmosferik hareketlerle, kilometrelerce uzaktaki bölgelere de yağmur şeklinde düşmüştür. Ülkemizde özellikle Karadeniz bölgesi, Çernobil kazasından etkilenmiştir.

Kaynak: MEGEP Milli Eğitim Yayınları Aile ve Tüketici Hizmetleri Radyasyondan Korunma