Bilimsel Araştırmalarda Radyoaktif İzotopların Kullanım Alanları

Bilimsel araştırmalarda radyoaktif izotopların kullanım alanları

Radyoaktiflik, 1896’ da Fransız Kimyacısı Henri Becquerel tarafından bulunmuştur Becquerel ile Curie’ler, Jotiot, Saddly, Rutherford gibi kimyacıların araştırmaları; bazı ağır kimyasal elementlerin kararlı olmadıklarını ve ışıma yaptıklarını ortaya koydu Işınım yapan bu maddelerin atom çekirdeklerinin kararsız oldukları görüldü



Tıbbi Uygulamalar

Radyoaktivite tıpta bir çok alanda kullanılır bunrın başında hastaların anjio yapılmasında radyoaktıf maddlerden yararlanılar, bunun yanısıra radyasyon onkolojisinde yani radyasyon ile hasta tedavisi hastanın görüntülenmesi ve bunun gibi daha bir çok alanda radyoaktif maddelerden yararlanılır hatda şunu belirtebilirimki radyoaktif maddeler tıpbın vazgeçemeyecegi maddlerin başında gelir

Endüstriyel Uygulamalar

Radyasyon endüstriyel alanda oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır Örneğin, X ve gama ışınlarından yararlanılarak röntgen filmleri çekilen endüstriyel ürünlerin (borular, buhar kazanları, her türlü makine aksamları, vs) herhangi bir hata içerip içermediği tespit edilebilmektedir Bu işlemler, özel olarak imal edilmiş X ışını üreten veya gama ışını yayan radyoizotop içeren cihazlarla yapılmaktadır X ışını ile yapılan çalışmalar X ışını grafi, gama ışınları ile yapılan çalışmalar ise gama grafi olarak, her ikisi birden radyografi olarak adlandırılırlar

Radyografi çalışmalarının yanısıra yine birçok sanayi ürününün (demir, çelik, lastik, kağıt, plastik, çimento, şeker, vs) üretim aşamasındaki seviye, nem ve yoğunluk ölçümleri radyasyondan yararlanılarak yapılmaktadır

Tek kullanımlık atılabilir tıbbi malzemelerin özel tesislerdeki radyasyonla sterilizasyonu (mikroorganizmalardan arındırılması), klasik sterilizasyon yöntemlerine göre kıyaslanmayacak derecede başarılı ve çok daha güvenilir olarak gerçekleştirilmektedir Yine benzer tesislerde yapılan gıda ışınlamaları ile gıdaların daha uzun süre dayanmaları sağlanmaktadır

Radyasyonun zirai alanlarda kullanılması genellikle tohum ıslahı şeklinde olmaktadır Radyasyondan yararlanılarak mutasyona uğratılan tohumlar daha verimli ve dayanıklı hale getirilmektedirler

Akarsularda debi ölçümü, barajlarda su kaçaklarının tespiti, yeraltı sularının hareketlerinin takibi gibi diğer endüstriyel uygulamalar radyasyon sayesinde hem daha ucuz hem de daha kolay bir şekilde yapılmaktadır Radyasyonun bu alanlarda kullanılması sonucu halkın maruz kaldığı yıllık ortalama dozun dünya ortalaması sadece 0001 mSv civarındadır

Araştırma

Endüstriyel uygulamaların yanısıra radyasyon üniversite ve diğer araştırma merkezlerinde araştırma amaçlı olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır

Haberleşme uyduları ve uzay roketleri için gerekli enerji uzun ömürlü nükleer pillerle sağlanır (a); malzeme işaretlemedeki radyoaktif teknikler genetik araştırmalar ve genetik mühendislik dahil bir çok alanda kullanılmaktadır (b); arkeolojik nesnelerin yaş tayininde radyoaktif maddeler önemli rol oynar (c)

Radyoaktif maddelerin araştırma amaçlı kullanıldığı bazı bilim dalları şöyledir:

• fizik,

• madencilik,

• ****lurji,

• biyoloji,

• tıp,

• tarım,

• çevre,

• jeoloji,

• kimya,

• diğer

Çok çeşitli malzemeler üzerine yapılan çalışmalarda, yeni plastik yapıların (özellikle de uçaklarda kullanılan ) geliştirilmesinde x-ışınları ile nötronlar kullanılmaktadır

Kimyacılar ve biyologlar hayatın temel yapı taşı olan proteinler ile pek çok virüs üzerine yaptıkları araştırmalarda x-ışını difraksiyon metodunu kullanmaktadırlar

Çevre bilimciler suyun ve rüzgarın global hareketlerinin veya çeşitli kimyasal kontaminasyonların incelenmesi amacıyla radyoizotopları kullanmaktadırlar

Jeologlar tarafından radyoaktif maddeler kayaların yaşlarının tespiti vb çalışmalar sırasında kullanılmaktadır

Radyoaktif maddeler arkeologlar tarafından C-14 metodu için kullanılmaktadır Yaşayan bir organizma için C-14/C-12 oranı atmosferdeki ile aynıdır Organizma yaşamıyor ise C-14 bozunmaya ve dolayısıyla da C-14/C-12 oranı değişmeye başlar Bu metod o organizmanın ne kadar zaman önce öldüğünü belirlemekte kullanılan iyi bir yöntemdir

Kriminolojistler nötron aktivasyon analizini vücuttaki arsenik gibi toksin maddelerin varlığını tespit etmek amacıyla kullanmaktadırlar

Radyasyon Teknolojisi ve Çevre

Radyasyonun tarihi insanlık tarihi kadar eskidir Buna rağmen radyasyonun bilim adamları tarafından araştırma ve incelemelerde bir araç olarak kullanımları, günümüzden yaklaşık yüzyıl öncesine, yani x-ışınlarının keşfedildiği döneme rastlar Ancak radyasyon teknolojisinin doğuşu, radyasyon kaynaklarının kontrollü bir şekilde üretilmeye ve ticari olarak temin edilmeye başlandığı 1940 dönemlerine denk gelir

Günümüzde dünya nüfusu 65 milyara ulaşmıştır Yılda yaklaşık 80-100 milyon civarında bir artış gerçekleşmektedir Buna bağlı olarak çevre korunması ve yeni teknolojilerin geliştirilmesi gibi evrensel sorunlar karşımıza çıkarmaktadır Artan gıda ve enerji tüketiminin karşılanması ve yaşam standardının yükseltilmesi yanında çevre dostu (alternatif) teknolojilerin geliştirilmesi kaçınılmaz olmuştur Teknolojinin gelişimine paralel olarak toplumdaki çevre bilincinde de gelişim gözlenmiştir Her yeni teknolojinin çevre ve doğa dostu olmasına özen gösterilmesini sağlayacak bir baskı unsuru oluşmuştur Bu baskı sonucu, yeni arayışlar içerisine giren bilim adamları radyasyon ve izotopların kullanımıyla bir çok ileri ve çevreye duyarlı teknolojiler geliştirmişlerdir Bu tür teknolojiler kullanılarak, otomobil lastiklerinden yiyeceklere, telefon kablolarından baca gazlarına, ambalaj sanayiinde kullanılan plastik filmlerden hastane gereçlerine kadar yüzlerce değişik özellik, yapı ve görünüşteki malzemeler ışınlanmaktadır Böylece diğer mevcut teknolojilere göre kimyasal madde ve ısıl işlem gereksinimi en aza indirilmiş olmaktadır Dolayısıyla günümüzün en önemli sorunlarından biri olan çevre kirletici etki, radyasyon teknolojisinin kullanımı ile minimum seviyede tutulmaktadır Radyasyon terminolojisinin zihinlerdeki ürkütücülüğüne rağmen bu teknoloji, pratikte;

son derece güvenli kullanılabilmesi,

iş kazası riskinin minimum olması,

ürün kalitesini artırması,

çok özel özelliklere sahip ürünlerin üretilebilmesi,

enerji verimliliği,

ekonomik oluşu ve

çevre ile uyumluluğu nedeniyle endüstride yaygın bir kullanım alanı bulmuştur

Ülkemizde Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (TAEK), ilgili kanunları çerçevesinde radyasyon teknolojisinin gelişimi, kullanımı, tanıtımı ve halkın aydınlatılması görevini üstlenmiştir Bunun yanında, çevre dostu olan bu teknolojinin gelişimi için endüstriyel ve bilimsel projelere de katkı sağlamaktadır

TAEK bu konudaki ilk endüstriyel girişimini 1990 yılında Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA) ile birlikte başlatmıştır Bu girişimini, Türkiye'de Ankara Nükleer Tarım ve Hayvancılık Araştırma Merkezi bünyesinde, tek kullanımlık tıbbi malzemelerin sterilizasyonunda kullanılan çevre kirletici özelliğe sahip etilen oksit gazı sterilizasyonuna alternatif olarak,

hiçbir kalıntı ve atık bırakmayan,

tamamen çevre dostu

radyasyonla sterilizasyon tesisinin kurulması sırasında gerçekleştirmiştir

TAEK, radyasyon teknolojisi konusundaki çalışmalara; öncülük etmiş, gelişimini sağlamış, yerli üreticilere hizmet ve eğitim vermiş ve özel sektörün bu temiz ve çevre dostu teknolojiye ilgi duymasını sağlayarak, yatırım yapmasını özendirmiştir İlerleyen yıllarda da baca gazları, içme suyu ve endüstriyel atık suların radyasyon teknolojisiyle arıtılması gibi çevre ve doğanın korunmasına yönelik projelere öncelik vererek, destek sağlamıştır

TAEK halen IAEA ile işbirliği içerisinde yürütülen çalışmalar doğrultusunda endüstriyel atık suların (kağıt, tekstil ve kimya sanayi atık sularının) radyasyon teknolojisiyle arıtılması çalışmalarına devam edilmekte ve laboratuvar düzeyinde yürütülen çalışmaların, endüstriyel seviyeye taşınmasına çalışılmaktadır Böylece minimum düzeyde kimyasal madde kullanımıyla arıtma işleminin gerçekleşmesi hedeflenmektedir

TAEK'in bu ve benzeri projelere verdiği destek; diğer kamu kurum, kuruluş ve üniversitelere örnek oluşturduğu gibi Avrupa Birliği'ne girme aşamasındaki Türkiye'nin birlik çevre kriterlerini sağlayan alternatif çevre dostu teknolojilerin geliştirilmesine katkı sağlamakta, çevre, atmosfer ve ozon tabakasının korunması gibi evrensel problemlerin çözülmesine yardımcı olmaktadır

Tüketici Ürünleri

Televizyonlar, duman dedektörleri, fosforlu saatler, paratonerler ve lüks lambası fitilleri gibi bazı tüketici ürünleri az miktarlarda da olsa radyoaktif madde içerirler Kömür ve fosfat kayaları uranyum, radyum, potasyum-40 ve toryum içerirler Fosfatın gübre ve kömürün yakıt olarak kullanılması esnasında çevreye az da olsa belli bir radyasyon dozu verilir Bu tür kaynaklardan maruz kalınan yıllık ortalama dozun dünya ortalaması 00005 mSv 'tir

• Bilgisayar disklerinden, kaset ve CD'lerden tozun uzaklaştırılması,

• Bebek pudralarının, bandajların, kozmetik ürünlerin ve kontak lens çözeltilerinin sterilizasyonunda (bu malzemelerin ışınlanması için genellikle Co-60 gama kaynağı kullanılmakta olup böylelikle bakterilerin ve bazı zararlı organizmaların yok edilmesi sağlanmaktadır ),

• Kağıt, alüminyum folyo gibi pekçok ince malzemenin kalınlığının kontrol edilmesinde yine radyasyon kullanılmaktadır

Ancak hiç bir tüketici ürününde her ne amaçla olursa olsun kullanıldıktan sonra radyasyon kalmamaktadır