Radyasyon Nedir Ve Radyasyondan Nasıl Korunulur?

Radyasyon Nedir ve Radyasyondan Nasıl Korunulur?
Radyasyon Nedir ve Radyasyondan Nasıl Korunulur?
Radyasyon nedir?

Radyoaktif element denilen bazı elementlerin atom çekirdeğinin kendiliğinden parçalanarak etrafa yaydığı alfa, beta ve gama gibi ışınlara radyasyon denir Çevreye yayılan bu ışınlar, canlı hücreleri doğrudan etkileyerek mutasyon denilen genlerdeki bozulmaya neden olur Çok yoğun olmayan radyasyon, canlının bazı özelliklerinin değişmesine neden olurken yoğun radyasyon, canlının ölümüne neden olabilir Örneğin; 1945'te Japonya'ya atılan atom bombası, atıldıktan sonraki 7 gün içinde, vücutlarının tamamı 10 saniye radyasyon almış insanların % 90'ı hiç bir yara ve yanık izi olmadan öldü 26 Nisan 1986'da Çernobil'deki nükleer kazanın; ani ölümler, gebe kadınlarda düşük olayları, kan kanseri, sakat doğumlar gibi olumsuz etkileri oldu
Bir çevredeki belli bir dozun üzerinde olan radyasyon, canlının vücut hücrelerini etkileyerek doku ve organlarda bozulmalara, anormalliklere, üreme hücrelerini etkileyerek doğacak yavrularda sakatlıklara neden olur Uzun süre radyasyon etkisinde kalmanın yaratacağı sonuçlar aşağıdaki gibi sıralanabilir:

•Kanser oluşması
•Ömrün kısalması (erken ölümler)
•Katarakt oluşması
•Sakat ve ölü doğumlar
Radyasyonun zararlı etkilerinden korunmak için, alınabilecek başlıca önlemler şunlardır:
•Özel giysiler (kurşun önlük, özel maske) kullanılmalıdır
•Radyasyon kaynağından uzak durulmalı, en kısa sürede radyasyonlu ortam terk edilmelidir
•Radyasyonlu cihazlarla yapılan teşhis ve tedaviye sık sık başvurulmamalıdır

Radyasyon, doğadaki radyoaktif maddelerden çok, bunların kullanıldığı ortam ve olaylardan çıkar Bunlar; nükleer santraller, nükleer enerjiyle çalışan gemiler ve nükleer denemelerdir Ayrıca teşhis ve tedavide kullanılan bazı cihazlar, tıbbi malzemelerin ve suların dezenfekte edilmesi için kullanılan araçlardan da radyasyon yayılmaktadır

Radyasyonun sağlık üzerinde etkileri kısaca şöyle:

ABD Çevre Koruma Kurumu’na göre millisievert birimiyle, farklı radyasyon seviyeleri ve bunların insan sağlığı üzerindeki muhtemel etkileri ise şöyle:

• 50-100 millisievert radyasyona maruz kalmak, kanın kimyasını değiştiriyor
• 500 millisievert: saatler içinde bulantıya yol açıyor
• 700: kusma
• 750: 2-3 haftada saç dökülmesi
• 900: ishal
• 1000: kanama
• 4000: tedavi uygulanmazsa, 2 ay içinde muhtemel ölüm
• 10,000: bağırsaklarda tahribat, iç kanama ve 1-2 haftada ölüm
• 20,000: merkez sinir sisteminde tahribat ve dakikalar içinde bilinç kaybı Saatler ve günler içinde ölüm

Kaynak: Tayvan Atom Enerjisi Kurumu, Dünya Nükleer Birliği, ABD Çevre Koruma Kurumu

Radyasyon Nedir? Radyasyondan Nasıl Korunulur?

Radyasyon Nedir?

Radyasyon uzayda yayılan enerji olup, insanoğlunun yaşadığı çevrenin bir parçasıdır Bilinen örnekleri ise güneşten dünyaya gelen ışık ve ısıdırX-ışını ve radyo dalgaları da radyasyonun türleridir

Radyasyon atomlardan gelir Doğada bulunan her nesne atomlardan oluşmuştur Atomlar maddelerin yapı taşlarıdır Atomlar, proton ve nötronlardan oluşan çekirdek ve çekirdeğin etrafındaki yörünge elektronlarından oluşur (Şekil-3) Farklı elementler için nötron, proton ve elektron sayıları değişiktir Proton pozitif ve elektron negatif elektrik yüklüdür Bu elektriksel çekim elektronları yörüngede tutar Biraraya gelen atom grubları molekülleri oluşturur Atomlar ve moleküller hareketlerinden dolayı kinetik enerji veya yapılarından dolayı potansiyel enerjiye sahiptirler

Atomlar ve moleküller enerji soğurabilir ve artan enerji miktarına göre hareket ve/veya yapılarında değişiklik olur Fakat atom ve moleküller enerji de yayabilirler Bu da onların kinetik ve potansiyel enerji konumlarındaki değişikliklere neden olur Örneğin mum yandığında, mumun molekülleri ile havadaki oksijenin birleşmesi sonucu mumun yapısında değişiklikler olur Bu yapısal değişikliklerin sonucu ısı ve ışık formunda enerji ortaya çıkar

Farklı kaynaklardan yayılan farklı tipteki radyasyon, kaynakların ve radyasyonun özelliğine bağlı olarak farklı enerjilere sahiptir Isı ve ışık radyasyonları ile mikrodalga ve radyo dalga radyasyonları, elektromagnetik dalga enerjisine örnek olarak verilebilir

Bilinen ışık olarak kabul ettiğimiz elektromagnetik dalgalar, kızılötesi ısı dalgalarından daha fazla enerjiye sahip olmasına rağmen mikrodalgalar ve radyo dalgaları kızılötesi dalgalardan daha az enerjiye sahiptir X-ışınları ve gama ışınları dalgaları ise bunların hepsinden daha fazla enerjiktir Dalga boyları Şekil-2'de gösterilmiştir Çok yüksek enerjili olan dalgalar, yüksek giricilik özelliğine sahiptir Bu nedenle X-ışınları tıbbi alanda organların görüntülenmesinde kullanılır

Şekil 1 Isı ve Işık Enerjisi

Isı ve ışık enerjisi uzayda dalgalar şeklinde yayılır Güneşten gelen bu ısı ve ışık radyasyonu görülebilir veya hissedilebilir Daha fazl veya daha az enerjili diğer radyasyonlar duyu organlarımız ile algılanamaz, fakat duyarlı cihazlar ile ölçülebilir Örneğin radyoaktif artık yönetimi için camlaştırma çalışmalarında kullanılan fırından yayılan ısı enerjisinin kızılötesi tekniği ile çekilmiş fotoğrafını ve aynı fırının görünür ışığa duyarlı teknik ile çekilmiş fotoğraflarını Şekil 1'deki resimde görebiliriz

Duyularımız ile yalnız kızılötesi ve görünür bölgedeki ışığın elektromagnetik dalgalarını algılayabiliriz Diğer elektromagnetik dalgaları özel cihazlardan geçirerek, duyu organlarımız ile algılayabileceğimiz sinyale dönüştürerek algılayabiliriz (dedeksiyon) Örneğin radyo dalgalarının radyoda sese dönüştürülerek algılanabilmesi gibi

Elektromagnetik dalgaların dışında radyasyon, yüksek hızda hareket eden parçacıklardan da oluşur Bunlar kararsız atomlardan yayılan elektronlar, protonlar, nötronlar ve alfa parçacıkları gibi çeşitli tiplerde olabilir

Özetlersek, radyasyon elektromagnetik dalgalar veya hızlı parçacıklar şeklinde yayılan enerjidir

Şekil 2 Elektromanyetik Spektrum
- Elektromagnetik enerji spektrumu: Enerji, elektormagnetik dalgalar olarak bilinen görülemeyen dalgalar şeklinde yayılır - Radyo ve televizyonlar, elektromagnetik dalgaların kullanılması esası ile çalışırlar - Mikrodalgalar yemek pişirme fırınlarında ve uzun mesafeli telefon konuşmalarında kullanılır - Yüksek frekanslı radyasyonlar en büyük enerjiye sahiptir ve giricilik özellikleri en fazladır Bunlar tıp ve endüstri alanında çok değişik amaçlarla kullanılırlar Bu radyasyonların en fazla enerjiye sahip olanları iyonlaştırcı radyasyon olarak isimlendirilir

Radyasyonun yararlarının yanısıra bazı zararlı etkileri de bulunmaktadır Örneğin yaşamımız için güneş enerjisine ihtiyacımız olmasına karşın aşırı ışınlanma durumunda güneş ışınları cilt yanığına ve bazı durumlarda da deri kanserine neden olabilir Aynı şekilde mikrodalga fırınlarında olabilecek kaçaklar da ısı ve laser yanıklarına neden olur Elektromagnetik dalgalar dışında, atomların bozunması sonucu oluşan radyasyonun da faydalı kullanım alanlarına paralel olarak yeterli korunma sağlanmazsa bazı zararlı etkileri bulunmaktadır Atomlar elementlerin en küçük birimidir Hidrojen, karbon, oksijen, uranyum ve bütün diğer 92 doğal element vardır Atomların çoğu kararlıdır

Şekil-3 Helyum Atomu Gösterimi
Örneğin karbon-12 atomu kararlıdır ve bozunmaz yani karbon-12 atomu olarak kalır Bununla beraber karbon atomunları hem kararlı hem kararsız formda bulunabilir Karbon-14 atomu karbon atomunun kararsız bir formudur ve karbon-12’ye göre çekirdeğinde 2 nötron fazlalığı vardır Sonuçta karbon-14 atomu bozunarak tamamen farklı yeni bir element atomuna dönüşecektir Kararsız atomlar "Radyoaktif" olarak ifade edilir ve kararsız atomun fazla enerjisini vererek kendiliğinden, daha kararlı yeni bir atoma dönüşmesi olayı "Radyoaktif Bozunma" olarak ifade edilir Radyoaktif atomlar tıbbi teşhis ve tedavi yöntemleri ile araştırma çalışmaları ve nükleer enerji üretimi için önemlidir

Atom, elementin karakteristiklerini belirten en küçük parçasıdır Atom, pozitif yüklü protonların ve yüksüz olan nötronların oluşturduğu bir çekirdek ve çekirdeğin etrafındaki negatif yüklü yörünge elektronlarından oluşur Atomlar sürekli hareket halindedir Yanda (Şekil-3) Helyum-4 atomu gösterilmiştir Helyum-4 atomunun çekirdeğinde 2 proton ve 2 nötronu ve 2 yörünge elektronu vardır

Radyoaktif bozunma nedir?

Radyoaktif bozunma, kararsız atomların fazla enerjilerini vererek daha kararlı atom haline dönüşmek için kendilerini yeniden düzenlemeleri işlemidir

Şekil-4 Uranyum Madeni
Radyoaktif bozunma olayı fotograf flaş ampulüne benzetilebilir Ampulde depolanan enerji flaş ışığı şeklinde ortaya çıkar Flaş ampulünün ışık vermesi sonucu, depoladığı enerjisi ortaya çıkan ampulun fazla enerjisi kalmamış olup diğer kararlı forma (kullanılmış flaş ambulüne) dönüşür (Şekil-5) Benzer şekilde radyoaktif atom, enerjisini vererek yeni bir forma dönüşür Flaş patlaması olayından farklı olarak radyoaktif atomun bozunma sonucunda yeni forma dönüşen atomu da radyoaktif olabileceği gibi yeni forma dönüşen radyoaktif atomun kararlı atom haline gelebilmesi için bir dizi bozunma gerekebilir (Tablo-1 de gösterilmiştir) Herbir bozunma olayında enerji bir radyasyon formunda ortaya çıkar Yeryüzü oluştuğunda birçok radyoaktif atom bulunuyordu Bunların çoğu şu an kararlı hale gelmiştir Yalnız uzun ömürlü radyoaktif atomlar ve bu atomların bozunma ürünlerinin önemli miktarları bozunmadan kalmıştır Bunların bazıları Potasyum-40, Uranyum-238 ve Toryum-232’dir

Flaş Lambası

Uranyum - 238 Bozunma Zinciri

Radyoaktif atomların kararlı atom haline dönüşmesi için iyonlaştırıcı radyasyon yayınlaması, radyoaktif bozunma olarak ifade edilir Son kararlı duruma erişme süresi, gerekli bozunma adımları ve herbir adımda salınan radyasyon çeşitleri bilinmektedir Uranyumun bütün izotopları kararsız olup, çeşitli bozunma adımlarında alfa, beta ve gama radyasyonları yayılır Bununla ilgili bozunma serisi Tablo-1 de verilmiştir U-238’in bozunma serisinin son ürünü, kararlı kurşun-206 izotopudur Bu tabloda herbir bozunma adımında salınan radyasyon çeşidi ve yarılanma ömürleri verilmiştir Uranyum bozunarak doğal çevre radyasyon seviyesine ulaşır Yüzyıllar önce doğal radyasyon seviyesi bugünkünden daha yüksekti

İyonlaştırıcı Radyasyon Nedir? Radyasyon ile ilgili bilimsel konuşmalar ısı, ışık, radyo ve televizyon dalgaları ile radar ve mikrodalgalarını da kapsar Oysa birçok kişi için radyasyon, X-ışınları ile nükleer reaktörlerle ilgili radyoaktif maddeden yayılan radyasyon anlamındadır Bilim adamları bunları "iyonlaştırıcı radyasyon" olarak ifade etmişlerdir Çünkü radyasyonlar diğer maddelerle etkileştiğinde elektrik yüklü parçacıklar veya iyonları oluşturur ve iyonizasyon meydana gelir Bu olay Şekil-6'da resimler ile açıklanmıştır
tablo2jpg

Şekil-6 Radyoaktif Bozunma
İyonlaştırıcı Radyasyonların Birçok Türleri Vardır;

X-ışınları ışık gibi elektromagnetik dalga yapısında olup, daha yüksek enerjili ve daha fazla giricilik özelliğine sahiptirler X-ışınları, özel olarak yapılmış cihazlarda hızlandırılmış elektronların bir metal hedefe çarptırılması ile elde edilir Insan vücuduna girebilme özelliğinden dolayı X-ışınları tıpta birçok teşhis yöntemlerinde kullanılır

Gama radyasyonlarıtıbbi amaçla kullanılan X-ışınlarından daha büyük enerjili elektromagnetik dalgalardır Bazı radyoaktif maddeler bozunduğu zaman atomların çekirdeğinden gama radyasyonu yayılır X-ışınları gibi gama ışınları da yüksek girici güce sahiptir ve insan vücudunun bir tarafından diğer tarafına geçebilir Kanser tedavisinde tümör hücrelerinin öldürülmesinde gama ışınları kullanılır Gama ışınlarının şiddetinin azaltılması için kalın beton engeller veya kurşun kullanılır

Kozmik radyasyonlaruzaydan yeryüzünü bombardıman eden çok enerjik parçacıklardan oluşmuştur Kozmik radyasyonların şiddeti daha yükseklerde deniz seviyesinden fazla olup, atmosfer yoğunluğu en fazla olduğundan kozmik radyasyona karşı iyi bir koruma sağlar

Nötronlar dagirici özelliği çok fazla olan parçacıklardır Nötronlar, uzaydan, atmosferde atomların çarpışmasından, ve nükleer reaktörün içerisindeki bazı atomların parçalanmaları esnasında (fisyon) oluşur Reaktör içinde nötron radyasyonuna karşı zırhlama amacı ile su ve beton kullanılır

yukardan aşağıya etkileri sırası ile alfa beta gama ışınları

Şekil-7

Resim-2 Doğal Radyasyon Kaynakları

Şekil 7, alfa, beta ve gama radyasyonlarının birbirlerine göre giricilik gücünü gösteriyor Alfa parçacıkları derinin ilk tabakası tarafından tutulur Beta parçacıkları parçacığın enerjisine bağlı olarak insan derisininin 1-2 cm derinliğinde durdurulur Gama radyasyonları çok giricidir, elden tamamen geçer ve şiddetini azaltmak için kalın beton engeller veya kurşun gereklidir

Günlük yaşantımızda karşılaştığımız doğal radyasyon kaynaklarından bazıları Resim-2'de gösterilmiştir Saban ile sürülen toprakta radon gazı yayılmasına neden olan radyoaktif elementler ortaya çıkar Bu doğal radyoaktivite içtiğimiz suya, soluduğumuz havaya ve gıda zincirine geçer Aynı zamanda taş, tuğla, ve betondan yapılmış inşaat malzemelerinden de doğal radyasyon yayılır Hatta düzenli olarak yanında uyuduğumuz diğer kişi radyasyon dozumuzu artırır Ancak bu kaynakların bazıları çok küçük radyasyon dozlarına neden olur

Iyonlaştırıcı Radyasyonlar Hangi Birimlerle Ölçülür? Her bir radyasyon tipine bağlı olarak toplam enerji miktarını ölçebiliriz Verilen bir enerji miktarı için alfa parçacıkları, geçtikleri birim mesafede; beta parçacıkları ile gama ve X-ışınlarından daha fazla iyonlaşmaya neden olurlar Bu farklılık, Sievert olarak adlandırılan radyasyon birimi yardımı ile ifade edilir Zira, radyasyonun tipi ne olursa olsun 1 Sievert’lik radyasyon sabit biyolojik etkiye neden olur Radyasyonun düşük seviyelerinin ölçümünde milisievert (Sievert’in binde biri) ve mikrosievert (Sievert’in milyonda biri) gibi daha küçük birimler kullanılır Normal Olarak ne kadar Iyonlaştırıcı Radyasyon ile Işınlanıyoruz? Oturduğumuz evlerin yapı malzemeleri, cam ve seramikler, su ve yiyecekler, tütün, yol yapım malzemeleri, değişik yakıtlar, havaalanı radar sistemleri, porselen dişlerde kullanılan uranyum, teşhiste kullanılan X-ışınları ve benzeri birçok nedenle dolayı iyonlaştırıcı radyasyonlara, hepimiz hergün maruz kalırız Ayrıca, nerede ve nasıl yaşadığımıza bağlı olarak yılda 1 miliSievert kadar doğal çevre radyasyonuna (back-ground) maruz kalırız Söz konusu bu back-ground radyasyon kaynakları ise güneşten gelen kozmik ışınlar, yeryüzünde ve vücudumuzda bulunan doğal radyoaktif maddelerdir Güneşten gelen kozmik ışınlar dünyamızı çevreleyen atmosfer tabakasında bir miktar tutulur Fakat yaşadığımız bölgenin deniz seviyesinden olan yüksekliğine bağlı olarak kozmik ışınlar nedeni ile maruz kalınan radyasyon miktarı da artar Yüksek bölgelerde yaşayanlar daha fazla radyasyona maruz kalırlar Fazla uçak yolculuğu yapanların yıllık doğal radyasyon dozları artar Kayalar veya toprakta bulunan doğal radyoaktif maddeler nedeni ile zorunlu olarak belirli miktarda radyasyon dozuna maruz kalırız Ayrıca inşaat malzemesi olarak bu toprakların kullanılması ölçülebilir radyasyon miktarını artırır Örneğin, tuğla veya taş binada yaşayanlar, tahta binada yaşayanlardan daha çok radyasyon alır Granit kaya taşlarından yapılmış yapılarda radyasyon miktarı en fazladır Içerisinde doğal radyum bulunan inşaat malzemelerinden radon gazı yayılır Insan vücudunda radyoaktif potasyum bulunduğu için düzenli olarak bir başkasının yanında yatıyorsak, yıllık radyasyon dozumuz artar Bu radyoaktif potasyum, normal potasyumun içinde doğal olarak bulunur ve yaşamımız için gereklidir Fakat aynı zamanda herbirimizin iç radyasyon dozuna neden olur Yiyeceklerde, suda ve havada, dünyanın oluşumundan beri düşük seviyelerde doğal radyoaktivite mevcuttur Bu doğal radyoaktif maddelerin vücuda alınarak, dokular tarafından soğrulması sonucu oluşan iç radyoaktivite yıllık olarak düşük miktarda radyasyon dozlarına neden olur Bazı tipik radyasyon dozları Tablo-2 de gösterilmiştir İyonlaştırıcı Radyasyonun Ne Kadarı Tehlikelidir?

Tüm vücut, kısa bir zaman içinde 10 Sievert gibi şiddetli radyasyona maruz kaldığında, vücuttaki bazı hücreler tahrip olur ve vücut, bu hücreleri tekrar eski haline getiremez Bu gibi durumların hemen ölüm ile sonuçlandığı görülmüştürDaha düşük radyasyon dozları doğrudan öldürücü değildir fakat radyasyon ışınlanmasından sonra uzun sürelerde kansere neden oldukları gözlenmiştir Japonya’nın bombalanmasın-dan sonra sağ kalanlar, radyumlu boya işi ile uğraşanlar, radyotrapi hastaları ve uranyum madenlerinde ilk önceleri çalışanlardan bazılarında bu tür uzun süreli gecikmiş etkiler görülmüştür Iyonlaştırıcı radyasyonun çok düşük dozları için daha sonra oluşabilecek biyolojik etkiler yeterince küçük olduğu için kesinlikle belirlenemez Bununla birlikte, bilim adamları düşük dozlarda dahil olmak üzere iyonlaştırıcı radyasyonla ışınlanan kişilerin alınan dozları ile orantılı olarak kanser riski olacağını kabul ederler Radyasyon etkilerinin bu lineer teorisine göre doz yarıya inerse, risk de yarıya iner Doz seviyelerine göre radyasyonunetkileri yoğun bir şekilde incelenmeiş buna rağmen düşük doz düzeylerinin oluşturacağı risk hakkında tartışmalar devam etmektedir X-ışınları ile beta ve gama radyasyonlarının etkileri üzerindeki bilimsel veriler son olarak BEIR komisyonu gibi kuruluşlarca gözden geçirilmiş (USA: Iyonlaştırıcı Radyasyonun Biyolojik Etkileri) ve lineer hipotezin düşük seviyeli doz etkilerini olduğundan fazla gösterdiği sonucuna varılmıştır Bununla birlikte, alfa radyasyonu için lineer hipoteze göre yapılan risk tahmininin olduğundan fazla bulunması ihtimali daha az olup gerçekte riski olduğundan daha az gösterebilir

Amerikan Ulusal Radyasyon Korunması Komitesine göre (NCRP) kişilerin veya radyasyon görevlilerinin yaşam boyunca maruz kalacakları radyasyon dozları için lineer teorinin risk tahminleri her zaman olduğundan fazladır Bununla birlikte çok düşük radyasyon dozlarında lineer teori üzerine bilimsel tartışmalar vardır Uluslararası kuruluşların radyasyon korunmasından sorumlu uzmanları ihtiyatlı düşünerek, radyasyon görevlileri için alınmasına izin verilen en fazla radyasyon dozunu ardışık beş yılın ortalaması 20 mSv olmak kaydı ile yılda 50 mSv ve halk üyesi kişiler için 1 mSv olarak tavsiye ederler Bu limitler Kanada ve Türkiye gibi bazı ülkelerde, yönetmeliklerde esas alınmıştır Buna ilave olarak doğal radyasyon kaynaklarından ve tıbbi uygulamalar nedeni ile yılda ortalama 2 mSv doz alınabileceği kabul edilir Yoğun tıbbi tetkiklerin yapılması halinde bu değer artabilir
Şekil-9 Lineer Teori
Radyasyon dozu depolanan enerji miktarı olup radyasyonun şiddeti ve ışınlanma süresine bağlıdır Düşük radyasyon dozlarının biyolojik etkileri ölçülemeyecek kadar küçüktür (yılda 2 mSv veya doğal çevre radyasyonundan aldığımız ortalama doz ile tıbbi uygulamalardan aldığımız toplam doz) Birçok bilim adamı, dozun sıfıra doğru azaldığında etkilerinde aynı oranda azaldığını kabul eder Bu, grafikte A çizgisi ile gösterilen lineer teoridir Diğer bir teori ise, düşük dozlarda lineer teoride önerilenden daha önemli bir etki olduğunu önerir (B çizgisi) Yeni çalışmalar sonucu oluşan teori ise, düşük dozların daha az etkisinin olduğunu öne sürmektedir (C çizgisi) Düşük dozların etkileri konusunda bilgilerimizi artırmak için araştırmalar devam etmektedir

Herhangi bir iyonlaştırıcı radyasyon kaynağından çıkan radyasyon dozu, kaynağa olan uzaklığa, ışınlanma zamanına ve sağlanan zırhlamaya bağlı olarak Şekil-10 da resimler ile gösterilmektedir Kaynağa olan uzaklık 2 katına çıktığında radyasyonun şiddeti 14 oranında azalır Bu bilgi radyasyon korunmasında yararlıdır A konumunda bulunan kişinin aldığı radyasyon dozunu, D konumunda bulunan kişi A konumuna göre 27 kez daha uzun sürede alır

Şekil-10 Radyasyon ve Uzaklık

Şekil-10 daki resimdeki şahıslar için radyasyon dozları ve riskleri aynıdır Fakat aynı dozu almak için geçen süre farklı olup kaynağa olan uzaklığa bağlı olarak 5 dakikadan 25 dakika, 45 dakika, ve 135dakika olarak resimlerin altındaki şekildeki saatlerde bu süreler gösterilmiştir Radyasyon kaynağının standart sembolü şekilde sol tarafta bulunmaktadır Resimde soldan sağa gidildikçekaynaktan olan uzaklığa bağlı olarak radyasyonun azalacağı, kırmızı rengin sarıya doğru solması ile göstermektedir Radyasyonun Sağlık Riskleri Nelerdir? Insan vücudu, hücrelerin bir araya gelmesinden oluşur ve bu hücreler ise yaşamımıza yardımcı olan sistemleri ve organları meydana getirir Vücuttaki milyarlarca hücrenin herbiri DNA olarak ifade edilen özel molekülleri içerir DNA molekülü, hücrenin nasıl hareket edeceğini, hücrenin nasıl büyüyeceği ve ne olacağını (örneğin; bir karaciğer hücresi, göz hücresi vb hücreler) kontrol eden bilgileri içerir DNA’daki hasarın çoğu normal olarak canlı organizmalar tarafından düzeltilir Ancak sürekli hasarlar yaşamı etkiliyebilir; örneğin DNA’da kendiliğinden olandeğişiklikler insan vücudunda düzenli olarak görülür ve vücudun onarma mekanizmaları tarafından düzeltilir (Şekil-11) DNA’da kendiliğinden olan olaylara ilaveten endüstriyel kaynaklardan salınan veya yiyeceklerde bulunan kimyasal maddelerden veya sigara içilmesi, virüsler, güneş ışığı ve iyonlaştırıcı radyasyonlar nedeni ile de hasarlar meydana gelebilir Radyasyonun DNA’da neden olduğu hasarlar; doz, doz şiddeti, radyasyonun tipi, vücudun ışınlanan bölümü, yaş ve sağlık durumu gibi birçok faktörlere bağlıdır Hücrelerle etkileşen alfa radyasyonları, genellikle beta, X-ışını ve gama radyasyonlarına göre enerjisinin daha büyük bir miktarını hücrelere aktarır Bu enerji (radyasyon dozu) hücre içerisinde normal hücre yapısını ve fonksiyonunu bozan kimyasal reaksiyonlara ve moleküler değişikliklere neden olur Vücudun kendi onarım mekanizması tarafından değişikliklerin çoğunu düzeltilir Bununla birlikte vücut sistemi ya DNA’daki hasarın bir kısmının düzeltilememesi yada yanlış düzeltilmesi sonucu vücutta küçük fakat belirli bir değişiklik olur Şayet, DNA sürekli olarak hasar görürse, değişiklikler hücrelerin gelecekteki durumunu etkiler Hücreler kontrol dışında çoğalırsa tümör oluşurEğer çoğalan hücreler, üreme hücreleri ise ve bu özel hücreler fetüs içinde gelişirse kalıtımsal etkiler ortaya çıkabilir Doğadan aldığımız yıllık back-ground radyasyon dozundan binlerce ve onbinlerce defa büyük olan iyonlaştırıcı radyasyon dozları alındığında farkedilir sayıda hücre ölür Iyonlaştırıcı radyasyonun bu özelliğinden yararlanarak radyoterapide, kanserli hücrelerin öldürülmesi veya tıbbi ürünlerin sterilizasyonu amacı ile bakterilerin öldürülmesi gibi uygulama alanları geliştirilmiştir

Fakat düşük dozlardaki radyasyon ışınlanmasının kanser yapma olasılığı nedir? Radyasyon dozu ne kadar olursa olsun insan sağlığına hasar verme olasılığı vardır Düşük dozların riski de küçüktür ve klinik etkileri kolaylıkla belirlenemez Kansere neden olan ışınlanma ile hastalığın oluşumu ve başlaması arasında çok uzun yıllar geçebilir Sigara içmek, beslenme alışkanlığı, güneş ışınları gibi kansere neden olan birçok etken arasından söz konusu kansere radyasyonun neden olduğu hakkında karar verebilmek zordur Uluslararası Radyasyon Korunması Komitesi herbir mSv’lik doz için öldürücü kanser riskinin yüzbinde bir olduğunu tahmin eder (Sievert başına 100’de 1) Oysa 1 mSv’lik radyasyon dozunun 7-1/2 sigara içilmesi ile aynı sağlık riskini taşıdığı Ingiliz bilim adamları tarafından açıklanmıştır Bu karşılaştırma ve radyasyon riski ile ilgili lineer teoriye dayanarak nükleer güç santralının hemen yakınında yaşayan bir kişinin taşıdığı ilave risk yılda 1/3 sigara içen kişinin riski ile aynıdır Radyasyonun genetik etkilerinin riskleri ile ilgili hayvanlar ve böcekler üzerinde çalışmalar yapılmıştırBu çalışmalardan çıkarılan sonuçlara göre genetik etkilerin insanlar üzerindeki sonuçları hakkında bilgiler toplanmıştır Atomik Radyasyonun Etkileri üzerine Birleşmiş Milletler Bilimsel Komitesi (UNSCEAR, 1982) insanda bir genetik etki oluşturma riskini, 1 mSv’lik radyasyon dozu için 1 milyon doğumda 15 olarak tahmin eder Buna karşılık insanlarda kendiliğinden olan genetik etki riski gerçekte on doğumda bir ihtimaldir Insanlarda radyasyonun oluşturduğu genetik etkiler doğal oluşumlara göre çok daha az bir sıklıkta olduğu için belirlenmeleri zordur Iyonlaştırıcı radyasyon, insan sağlığı üzerine etki eden birçok nedenden sadece birisidir Bu etkiyi diğer nedenlerde olduğu gibi iyonlaştırıcı radyasyona gereksiz olarak maruz kalmamaya özen göstererek en aza indirebiliriz Örneğin; nükleer endüstriden yayılan radyasyon miktarı yönetmeliklerle kontrol altına alınmıştır Taş ve tuğladan yapılan evlerde ve işyerlerinde uygun havalandırma ile radon gazının dışarıya atılması sağlanabilir Aynı şekilde, tıbbi teşhis amacı ile kullanılan X-ışını cihazlarının verimli olarak ve gerektiğinde kullanılması için doktor ve diş hekimlerini uyarabiliriz

İyonlaştırıcı radyasyon yapı hasarıona neden olur

Kopukluklar gözlenir (endunuclease)

Kopan parçaların ayrılması gözlenir (exonuclease) bazı DNA lifleri çekilişi

Tekrar birleşme (DNA polymerase)

Tamamiyle onarılmış DNAson yapılanma (ligase)

Şekil-11 DNA Yapısı ve Onarım Mekanizması
Doğal çevre ve tıbbi amaçlı tetkikler nedeni ile alınan iyonlaştırıcı radyasyon dozları, maruz kaldığımız radyasyon dozlarının en büyük bölümünü oluşturmaktadır Bu dozlar oldukça düşük miktarlar olarak kabul edilirler ve insanlarda genetik etki ve öldürücü kanser oluşturması açısından çok az risk oluştururlar Bu varsayım üzerine,nükleer endüstriden salınan radyoaktif maddeler back-ground radyasyon seviyelerini önemli derecede artırmaz ve insan sağlığı üzerine önemli bir düzeyde etkileri olmaz Radyasyon Seviyeleri 10000 mSv Bir defada bütün vücudun ışınlanması halinde hastalanmaya ve takibeden birkaç hafta içinde ölüme neden olur Ancak bu doz miktarı vücudun belli bir bölgesine kanser tedavisi amacı ile verilirse etkili olur 1000 mSv Bir defada bütün vücudun ışınlanması halinde mide bulantısına neden olur; fakat hemen ölüm olayı görünmez Işınlanmadan uzun yıllar sonra her 100 kişiden 1’inde kansere neden olabilir 100 mSv Bir defada maruz kalınması halinde gözlenebilen etkisi olmaz

5 mSv Radyasyon görevlisi olmayan halktan bir kişinin yılda almasına izin verilen (ardışık beş yılın ortalaması 1 mSv’i geçmemek koşulu ile) radyasyon dozudur 1 mSvDoğal kaynaklardan yayılan, deniz seviyesinde normal back-ground dozudur Bu doz, dünyadaki bütün insanlar tarafından alınan minimum dozdur Uzun yıllar sonra kanser olma olasılığı 100000 kişide 1’dir 005 mSv Back-ground radyasyonunun 20’de 1’i olan bu miktar, bir nükleer güç santralının hemen yanında yaşayan kişiler için alınabilecek maksimum doz değeridir (Tablo-3) Gerçekte ise dozlar bu değerden daha azdır Aşırı radyasyon dozlarından halkın ve radyasyon görevlilerinin korunması için birçok değişik önlemler geliştirilmiştir Pinawa’daki Whiteshell Nükleer Araştırma Kuruluşu gibi nükleer araştırma merkezlerinde, nükleer enerjinin kullanılmasını gerektiren sistemler tam olarak kullanılmaya başlanılmadan once önce yoğun araştırmalar yapılırGörevliler ve nükleer güç santrallarına gelen ziyaretciler için son derece küçük seviyelerdeki radyasyon dozlarını ölçebilen hassas dozimetreler ve vücut sayıcıları gibi X-ışınları ile teşhis veya tedavi gören hastaların istenmeyen vücut bölgelerinin ışınlanmasını engellemek amacı ile koruyucu örtüler gibi malzemeler kullanılır Aynı şekilde diş filmi çekilirken troid bezi ve yakın vücut organlarını korumak için zırhlama konisi ve önlüklerden yararlanılır Ontario’daki PICKER güç santralı gibi Nükleer güç santrallarında ise yapılan zırhlama ile çok önemsiz miktarda radyasyonun çevreye yayılmasına izin verir Aynı şekilde sıvı artıklar kontrol altında su sistemi ile dışarıya verilir ve bu sıvı artıkların karıştığı sularda tutulan balıklar yemek için, radyasyon açısından son derece güvenilirdir Şekil-12 deki resimde radyasyonun belirlenmesi ve ölçülmesi için bazı metodları ve aletler ile radyasyonun faydalı amaçlarla uygulamalarında, kişilerin gereksiz ışınlanmasını önlemek için alınan önlemleri göstermektedir
Şekil-12 Radyasyon Kaynaklarının Kulanımı: Alanları, Film Dozimetresi ve Çevremiz

Radyasyonun Zararlarından Nasıl Korunuruz ? Iyonlaştırıcı radyasyonlara maruz kalmanın taşıdığı riskten tamamen kaçınabilirmiyiz? Bunun mümkün olduğu herkes tarafından kabul edilse bile imkansızdır Zira doğal radyasyon, çevremizde ve vücudumuzda daima mevcuttur ve bu kaynaklardan alınan doz yıllık radyasyon dozumuzun yarısına karşılık gelir Diğer yarısı ise başlıca iyonlaştırıcı radyasyonun tıbbi alanda hastalıkların teşhis ve tedavisi amacı ile kullanılmasından gelir Bununla birlikte gereksiz ışınlanmalardan kaçınabiliriz Örneğin tuğladan yapılmış binaların iyi havalandırılması, radon gazının neden olduğu radyasyonu azaltır Dişçilikte kullanılan X-ışını cihazlarının üzerinde demet sınırlayıcıların (kolimatör) kullanılması, vücudun diğer bölümlerinin ışınlanmasını önleyecektir Basit ve hassas cihazlar ile doğal veya yapay kaynaklardan yayılan radyasyonun küçük miktarları bile ölçülebilir Bunlara ilaveten, gereksiz radyasyon ışınlanmasına karşı koruyucu önlemler olarak zaman, uzaklık, zırhlama ve dış koruma kabı gibi 4 faktörden yararlanılır Zaman: Bazı kişilerin tekrar tekrar radyasyona maruz kalmaları gerekebilir Böyle durumlarda ışınlama zamanının azaltılması ile alınan radyasyon doz miktarı ve radyasyon nedeni ile hastalık riski minimum düzeyde tutulur Örneğin :

Doktorlar, tetkik edilecek hasta sayısını sınırlayarak ve yeterli görüntü elde edebilmek için en düşük ışınlanma zamanını kullanabilir
Diğer radyasyon görevlileri, radyasyon kaynaklarını mümkün olan en kısa ışınlama zamanında kullanmalıdır

Uzaklık: Herhangi bir ısı kaynağından uzaklaştığımız zaman ısının şiddetinin azalması gibi radyasyon kaynağından uzaklaşıldıkça şiddeti azalır Radyasyonun şiddeti uzaklığın karesi ile ters orantılıdır

Radyasyon görevlileri, radyoaktif kaynaktan güvenli uzaklığı muhafaza etmelidir
Cihazlara bakım veya onarım yapılırken içlerindeki radyoaktif kaynak uzakta bulundurulmalıdır

Zırhlama: X ve gama ışınları gibi giricilik özelliği fazla olan radyasyondan iyi bir şekilde korunmak için kurşun veya kalın betondan yapılmış engeller kullanılmalıdır Bu nedenle,

Giricilik özelliği fazla olan radyasyon kaynakları, zırhlanmış kaplar içinde tutulur
Hastanelerde X-ışını cihazları, duvarları zırhlanmış odalarda bulundurulur
Diş tetkiklerine yönelik X-ışını cihazları, özel zırhlama konileri ile kullanılır

Uzaydan yayılan kozmik radyasyonlar, dünya atmosferinin zırhlama etkisinden dolayı önlenir
Nükleer reaktörlerinin etrafı kalın beton duvarlar ile çevrilir
Nükleer yakıt artıkları zırh görevi yapan 4 metrelik su içerisinde bekletilirler
Modern televizyon cihazlarında radyasyon miktarı ölçülemeyecek kadar azaltılmıştır

Dış koruma kabı:Radyoaktif maddeler özel yapılmış koruyucu kaplarda oldukça küçük hacimler içerisinde ve çevreden yalıtılmış olarak tutulurlar

Tıpta kullanılan radyoaktif izotoplar kapalı hücrelerde işleme tabi tutulurlar
Reaktörler, radyoaktif elemanların, kademeli engeller içerisinde bulunduğu kapalı bir sistem olarak çalışır
Endüstride, kaynak dikişlerin kontrolunda ve diğer amaçlarda kullanılan radyoaktif maddeler kademeli bir şekilde kapsüllenmiş olarak ve zırhlanmış kaplarda korunur

Şekil-13 Radyasyon Kaynaklarının Değişik Kullanımları
Zaman, uzaklık, zırhlama ve dış koruma kabı, kişilerin radyasyonun zararlarından korunmasına yardımcı olan 4 faktördür Bu faktörlerin uygulamalarına ilişkin örnekler Şekil-13 de gösterilmiştir PICKERING Nükleer güç santralı yerleşim alanlarından yeterince uzak bir yerde kurulmuştur Kullanılmış reaktör yakıtlarının depolamasında, zırhlamayı sağlayan su havuzları kullanılır Vücudun X-ışını tetkiki yapılmayan diğer bölümlerinin gereksiz ışınlanmasını önlemek için kurşun eşdeğerli önlükler kullanılır; Nükleer alanda veya radyoaktif maddelerle çalışan işçiler havada bulunabilecek radyoaktif toz ve partiküllere karşı plastik elbiseler giyerler Çok yüksek radyoaktif maddelerle özel olarak zırhlanmış hücrelerde ve yetkili personel tarafından uzaktan kumandalı aletler ile çalışılır Bu fotoğrafta hücre resiminin sol alt köşesinde uluslararası radyasyon sembolü gösterilmiştir Bu üç yapraklı yonca biçimindeki sembol radyoaktif maddeyi belirtir

Iyonlaştırıcı Radyasyonun Yararları ve Riskleri

Arabalar ve kimyasal maddeler, uçaklar ve aspirinler gibi yararlı olan birçok şeyinde zararları vardır Yaşantımızın bir parçası olan bu gereksinimlerin yararlarının yanı sıra risklerini de ederiz Nükleer güç üretimi ile ilgili riskler ise diğer enerji kaynaklarının risklerinden daha düşüktür Tıpta kullanılan radyasyonun da bazı riskleri bulunmaktadır, fakat bu riskler yaşamımızı sürdürebilmemiz, sağlık ve başarımızı artırmamız için elzemdir

Nükleer güç, petrol, doğal gaz ve kömür gibi yenilenemeyen enerji kaynaklarının yerini alabilecek iyi bir elektrik enerjisi kaynağıdır Nükleer güç istasyonları, normal çalışma şartlarında çevreye az miktarlarda radyoaktivite yayarlar, bu miktarlar yönetmeliklerle kişilerin normal çevre radyasyonundan aldıkları radyasyon dozunun çok az bir yüzdesi kadar olacak şekilde düzenlenirler Bazı risklerse bütün enerji kaynakları için geçerlidir Örneğin petrol ve kömür yakan güç santralları havayı kirleterek asit yağmuruına neden olurlar Kullanılan kömürün cinsine bağlı olarak bazı termik santrallar çevreye aynı zamanda radyoaktif madde de yayarlar ve bu miktarlar nedeni ile kişilerin maruz kaldıkları radyasyon dozları, nükleer santralların normal çalışmaları sırasında, çevreye verdiği radyasyon nedeni ile maruz kalınan dozdan çok daha fazladır

Enerji kullanımına bağımlı olan yüksek teknoloji seviyesine ulaşmış toplumlarda; okyanuslardaki petrol platformları, diğer petrol alanları, kömür madenleri ve endüstri alanlarındaki çalışmalarda, enerji ile ilgili bazı kazalar meydana gelmektedir Nükleer olmayan bu tür olaylara karşılık 1979 yılında Three Mile Island nükleer santral kazasında sadece cihazlar hasar görmüş olup herhangi bir ölüm veya yaralanma olmamıştır Nükleer güç santralında çalışanların riski santralın çevresinde yaşayanların riski kadar düşüktür

Nükleer güç santralında, sistemin kendi içindeki güvenlik önlemleri kaza sonucu kişilerin ani radyasyon ışınlanmasını ortadan kaldırır Detaylı olarak hazırlanan güvenlik kurallarına tam anlamıyla dikkat edilmesi ile kaza sonucu alınabilecek radyasyon dozları minimuma düşürülür

Radyasyonun kullanılması bir riski de beraberinde taşır Ancak, tasarım, plan ve kontrol ile bu risk yaşam şartlarımız içindeki diğer birçok riskden daha düşük seviyeye indirilir Örneğin, motorlu taşıtların eksozundan çıkan gazlar atmosferi kirletir ve asit yağmurunun oluşmasına neden olur, asit yağmuru ise sağlığımız için zararlıdır veya dengesiz beslenme sonucu oluşan kollestroll kalp hastalığının önemli nedenlerinden biridir

Beslenme ile ilgili bilimsel verilerin artışı, daha iyi tıbbi kontrol, birçok alanda enerjiden yararlanılması ve teknolojik değişiklikler sayesinde, yüzyılımızda yüksek bir yaşam standardı sağlamıştır Ortalama yaşam süresi uzamıştır Istenilmediği halde kirli havanın solunması, çok yemek yeme, sigara içme gibi nedenler ise kişisel uzun ömürlülüğü azaltabilir

Şekil-14 Günlük Yaşamımızda Değişik Ortamlarda Radyasyona Maruz Kalırız