Maddeden Gelen Enerji
Işınım
(radyasyon) her yerde bulunmaktadır. Işınımın
tıbbi ve endüstriyel amaçlar için faydalı olduğu
saptanmıştır. Işınım, üstünde en fazla çalışılan
sağlık risklerinden biridir ve bu riskler
giderek daha iyi anlaşılmaktadır. Bazıları
diğerlerinden daha zararlı olan birçok ışınım
türü mevcuttur. Işınımdan ve ışınım üreten
süreçlerden güvenle yararlanmanın birçok yolu
bulunmaktadır. |
Evren, aynen dünya ve üzerindeki canlılar gibi, ışınım (radyasyon) seli ile yıkanmaktadır. İnsanoğlu, varlığını keşfettiği 1800’lerin sonlarından bu yana, ışınım (radyasyon) ve ışınetkinlik (radyoaktivite) üzerine birçok kullanım alanı geliştirmiştir.
Tıp bilimi ışınımın nüfuz edici özelliklerinden yararlanan ilkler arasındadır. X-ışınlarının kullanımı insan vücuduna yönelik araştırma ve tedavilerde devrim yaratmıştır. Öte taraftan, faydaların risklerle bir arada bulunduğu ve dolayısıyla insanların ışınıma karşı korunması gerektiği daha ilk yıllardan itibaren anlaşılmıştır. O zamanlardan beri, fayda ve risklerin dengelemesi, ışınım kullanımının ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir.
Işınım
kaynaklarının,
bu
kaynakların
kullanımlarının
ve
etkilerinin
daha iyi
anlaşılmasına
paralel
olarak,
ışınımdan
korunma
üzerine
kuramlar,
politikalar,
yasal
düzenlemeler
ve
uygulamalar
geliştirilmiştir.
Bu
geliştirme
çabaları
yukarıda
belirtilen
fayda-zarar
dengeleme
işlemine
kolaylık
sağlayacak
şekilde
düzenlenmiştir.
Bilimsel ve Tıbbi
Temel
Işınım Türleri
Işınım (radyasyon); "atomların yapı taşlarını oluşturan parçacıklar" veya "elektromanyetik dalgalar" halinde uzayda veya maddede yol alan enerjidir.
Işınetkinlik (radyoaktivite), kararsız bir atomun çekirdeğinde meydana gelen ve ışınım (radyasyon) salınımına yol açan kendiliğinden değişimdir. Bu değişim sürecine genellikle atomların “bozunması” adı verilmektedir. Işınetkin atomlar, çoğu kere, söz konusu kimyasal elementin “ışınetkin çekirdekleri (radyonüklitler)” veya “ışınetkin izotopları (radyoaktif izotopları)” olarak adlandırılmaktadır.
Işınım; etkileştiği atomların elektronlarını yerinden çıkarmaya yetecek enerjiye sahip olduğundan, atomların “yüklü hale gelmesine (iyonize olmasına)" yol açmaktadır. Bu tür ışınım; "yüklü hale getiren ışınım (iyonize edici radyasyon)" olarak adlandırılmaktadır. Bu etkileşmeden kaynaklanan iyonların, insan hücrelerinde hasara neden olan kimyasal değişimlere yol açabilme yetisi bulunmaktadır.
Işınım; atomları iyonize etmeye yetecek enerjiye sahip değilse "yüklü hale getirmeyen ışınım (iyonize-edici olmayan radyasyon)" olarak adlandırılmaktadır.
İyonize edici ışınım –alfa parçacıkları, beta
parçacıkları, nötronlar ve elektromanyetik ışınım (gama
ve x-ışınları) gibi– çeşitli şekillerde bulunmaktadır.
Her iyonize edici ışınım türü, madde ile farklı bir
şeklide etkileşmekte (insan vücudu da dahil) ve her biri
farklı materyal türleri tarafından etkin bir şekilde
durdurulabilmektedir (bkz. Şekil 1).
Alfa Parçacıkları (a);
bir atomun çekirdeğinden salınmakta ve iki proton ile iki nötrondan meydana gelmektedir. Bir helyum atom çekirdeği ile özdeş olup, iki kat pozitif yük taşımaktadır. Ağır ve iki kat yüklü olduklarından, enerjilerini madde içinde hızla kaybetmektedir. Bir sayfa kağıt veya insandaki ölü derinin yüzey katmanı tarafından durdurulabilmektedir. Alfa parçacıklarının, sadece, sindirim veya solunum yoluyla vücuda girerek duyarlı hücrelerle temas ettiklerinde, insan sağlığı için tehlike oluşturdukları kabul edilmektedir.
Maruz kaldığımız ışınım kaynakları; doğal kaynaklar ve
insan-yapımı kaynaklar olarak iki farklı sınıfa
ayrılmaktadır.
Doğal Işınım
Doğal ışınım, iyonize edici olsun veya olmasın, “uzay kaynaklı (kozmik)” veya “dünya kaynaklı” olarak karakterize edilebilmektedir. Kozmik ışınım uzaydan gelmektedir ve yıldızların doğum ve ölümlerini de içeren çeşitli süreçlerde ortaya çıkmaktadır. Yeryüzündeki bizler için şu ana dek bilinen en büyük kozmik ışınım kaynağı güneştir.
Kozmik kökenli (cosmogenic) ışınetkin çekirdekler, kozmik ışınımın bir atomun çekirdeğiyle etkileşmesi sonucu oluşmaktadır. Dünyanın atmosferinde ve yerkabuğunun yüzeyinde bulunabilmekte veya meteorlarda veya diğer dünya dışı materyallerde üretilip, daha sonra dünyaya düşmektedirler. Fazladan iki nötronu olan hidrojen 12.3 yıl yarı ömrü Trityum (3H) ile, ve 5730 yıl yarı ömürlü karbon-14, bütün canlılarda az miktarlarda bulunan ışınetkin çekirdeklerin örnekleri arasındadır. İlksel (primordial) ışınetkin çekirdekler, dünya ve evrenin yaradılışından bu tarafa mevcuttur. Bunlar tipik olarak uzun-ömürlü olup, yarı ömürleri yüzlerce milyon yıl mertebesindedir. Uranyum-238 (yarı ömrü 4470 milyon yıl), toryum-232 (yarı ömrü 14100 milyon yıl) ve potasyum-40 (yarı ömrü 1280 milyon yıl), ilksel ışınetkin çekirdeklerin önemli örnekleri arasındadır. |
Uranyum bozunma zincirinin üyelerinden biri, dünya yüzeyinin yakınında “doğması” halinde atmosfere girebilen radon gazıdır. Işınetkin radon, yerküre içindeki ağır çekirdeklerin bozunması sonucunda oluşmakta, yerküre üzerindeki çatlaklardan kaçarak atmosfere girmektedir. Dolayısıyla, ışınetkin radon gazı soluduğumuz atmosferin bir parçasını da oluşturmaktadır.
Dünyanın bulunduğumuz bölgesinde, toprak, kaya gibi yerküre ile ilgili maddelerde bulunan doğal ışınetkin madde miktarlarına ve türlerine göre değişen miktarlarda da dünya kaynaklı ışınıma maruz kalmaktayız.
Bitkiler ve hayvanlar da çevreden radyoaktif materyal soğurmaktadır. Dolayısıyla, bitki ve hayvanları kullanarak hazırlanan yiyeceklerimiz bile doğal olarak ışınetkindir. Bunun sonucu olarak, vücudumuzda ve özellikle de kemiklerimizde karbon-14, potasyum-40 ve radyum-226 gibi ışınetkin çekirdeklerden az miktarda bulunmaktadır.
Potasyum önemli bir besleyici mineraldir; örneğin muz, ışınetkin potasyum-40 izotopunu içeren, zengin bir potasyum kaynağıdır.
Hem doğada
bulunan hem
de insan
eliyle
üretilen,
bölümünü
oluşturan
bir hidrojen
izotopu olan
trityum da,
başta
yumuşak
dokular ve
kanda olmak
üzere, az
miktarda
vücudumuzda
da
bulunmaktadır.
İnsan-yapımı Işınım
Nükleer bilimin gelişmesi çeşitli yeni ışınım (radyasyon) kaynaklarını, yani "insan-yapımı ışınımı" yaratmıştır. İlk önceleri yerüstünde gerçekleştirilen nükleer silah denemeleri, büyük miktarlarda ışınetkin maddenin arz kürenin etrafını saran üst atmosfere saçılması ile sonuçlanmıştır. Kuzey Yarımküre’deki nüfusun büyük çoğunluğu ve Güney’dekilerin ise bir bölümü bu maddelerden kaynaklanan ışınıma maruz kalmış ve hali hazırda da kalmaya devam etmektedir.
Nükleer enerjinin 1950’lerden bu yana sağladığı gelişme, yakıt çevriminin çeşitli kademelerinden, atmosfere ve suya ışınetkin maddelerin bırakılmasına da yol açmıştır. Bırakılan bu ışınetkin (radyoaktif) maddeler daha çok kullanılmış yakıtın yeniden işlenmesinden ve daha az miktarlarda da yakıt imalatı ve enerji üretiminden kaynaklanmıştır.
Işınım (radyasyon), keşfinden bu yana, tıp sektöründe yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. X-ışınlarının kullanımı "yüklü hale getiren ışınımın (iyonize edici radyasyon)" önemli uygulamalarından bir tanesidir. En son gelişme, ameliyathanede cihazları hassas bir şekilde konumlandırabilmek için cerrahlara yol gösterici destek sağlayan, “televizyon ekranlı gerçek-zamanlı X-ışını görüntüleme" sistemleridir. Bilgisayarlı tomografi (CT) ve pozitron salınım tomografisi (PET), gama ışınlarının ileri teknoloji tıbbi kullanımları arasında bulunmaktadır.
Işınım, tümör hücrelerini öldürebilme özelliğiyle,
tedavide de kullanılmaktadır. Işınım kaynakları cerrahi
olarak tümörlerin içine yerleştirilebildiği gibi, sıvı
ışınım kaynakları ile kan akımına zerk edilip hedef
hücrelerde yoğunlaştırılabilmektedir. Örneğin, tiroit
kanserinin tedavisinde bu yöntem sıkça kullanılmaktadır.
Tüm bu işlemler, hem hasta hem de tıp çalışanların
iyonize edici ışınıma maruz kalmasına sebep olmaktadır.
Işınlama Düzeyleri
İnsanların tipik olarak hangi düzeylerde ışınıma maruz kaldıkları, en önemli ışınım kaynakları, ve ışınımın etkileri hakkında Birleşmiş Milletler Bilimsel Komitesi (UNSCEAR), 1955’den beri toplamakta olup, tüm kaynaklar yüzünden maruz kalınan ortalama ışınlanma düzeylerini özetleyen bir raporu yaklaşık dört yılda bir yayımlamaktadır. UNSCEAR 2000 sonuçlarını Şekil 2'de özetlenmektedir. (UNSCEAR raporları)
Söz konusu çeşitli doğal ve insan- yapımı ışınım
kaynakları tarafından ışınlanmamız, elbette, gönüllü
olabileceği gibi istemimiz dışında da olabilmektedir.
Işınlanmanın Etkileri
Bir maddeden geçen ışınım, geçmekte olduğu ortama enerji aktarmaktadır. Örneğin, ışınım insan dokusundan geçerken, bu dokuya enerji bırakmaktadır. Işınım madde ile etkileştikçe enerji kaybetmekte ve dolayısıyla madde de bu enerjiyi kazanmaktadır. Bu yüzden, ışınımı ölçmek için kullanılan birim, soğurulan enerji miktarına dayanmaktadır. Son zamanlarda, ışınım doz miktarı ölçmek için “GRAY” (Gy) birimi kullanılmaktadır.
Bir joule, bir gram suyun sıcaklığını 0.24°C artırmak için gerekli enerjidir. Doz ve ışınlanma (exposure) terimleri, genelde, eşdeğerdir ve birbiriyle yer değiştirebilir. her ikisi de yaygın olarak kullanılmaktadır. |
Bir GRAY, bir kilogram maddeye bir joule enerji aktaran ışınım soğurulması olarak tanımlanmaktadır.
İyonize edici ışınımın bazı türleri diğerlerinden daha tahrip edicidir. Örneğin alfa parçacıkları, büyük kütleleri ve elektriksel yükleri nedeniyle çok kısa mesafelerde çok miktarda enerji aktarma eğilimi taşıdıklarından, duyarlı biyolojik dokular boyunca hareket ettikleri taktirde ciddi hasar meydana getirebilmektedir. Diğer taraftan, nötronlar atomlarla çok seyrek etkileşmekte, ama etkileştiklerinde yarattıkları etki kayda değer olabilmektedir.
Bu nedenlerden ötürü, farklı ışınım türlerine, fiziksel olarak aktardıkları enerji ile neden oldukları hasarın biyolojik önemini ilişkilendirmekte kullanılan, farklı ağırlık faktörleri verilmektedir. Bu biyolojik önemi ölçmekte kullanılan birim SIEVERT (Sv) dir.
SIEVERT, aktarılan GRAY cinsinden enerjinin ilgili ağırlık faktörü ile çarpımına eşittir.
Faktör büyüdükçe öngörülen hasar da büyümektedir. Bu faktör alfa parçacıkları için 20; nötronlar için, enerjilerine göre, 5-20 arası; gama, beta ve x-ışınları için 1 dir.
Hasar tahmin edilirken,
tüm vücudun mu yoksa sadece bir bölümünün mü, ve
vücudun hangi bölümünün
ışınıma maruz kaldığını hesaba katmak gerekmektedir. Farklı dokular (örneğin, akciğerler, karaciğer, kemikler) ışınım hasarına karşı farklı duyarlılıklara sahiptir.
İnsanlar iyonize
edici olmayan ışınımla rutin olarak
karşılaşırlar. Bu ışınım görünür ışığımızı,
radyo ve televizyon sinyallerimizi oluşturmakta,
bilgisayar ekranlarımızdan yayınlanmakta ve
mikrodalga fırınlardaki yiyeceklerimizi
ısıtmaktadır. Düşük enerjileri yüzünden, tüm bu
örnekler şimdiye kadar iyonize edici olmayan
radyasyon şeklinde sınıflandırılmaktadır.
Örneğin, uranyum tarafından salınan biyolojik açıdan en önemli ışınım alfa parçacıklarıdır. Bunlar bir insanın derisinden bile nüfuz edemediklerinden, derinin uranyum tozuna maruz kalması genellikle tehlikeli bulunmamaktadır. Fakat aynı toz solunduğu ve duyarlı akciğer dokusuna komşu olduğu taktirde, maruz kalan hücreler için son derece hasar verici olabilmektedir. Bu durumda, öncelikle sadece tek bir doku ışınıma maruz kalmakta ve aktarılan enerji yalnızca bu doku ile sınırlı olmaktadır.
Her hangi bir
dokunun ışınlanma değerini, diğer dokuların ışınlanma
değerleri ile karşılaştırılabilir hale getirmek amacıyla
bilim adamları doku ağırlık faktörlerini geliştirmiştir.
Bu sayede, tüm vücudu etkileyen herhangi bir ışınım türü
ile sadece belirli bir organı etkileyen başka bir ışınım
türünün biyolojik etkilerini mukayese etmek ve
birbirleri ile toplamak mümkün hale gelmektedir. Ayrıca,
bu sayede farklı radyasyon ışınlamalarının biyolojik
etkilerini tek bir ölçek üzerinde gösterme olanağı da
doğmaktadır.
Işınlanmanın
Biyolojik Etkileri
Işınım, tüm zehirli maddeler içinde, üzerinde en fazla çalışma yapılanlardan biridir. Kanser yapan kimyasal maddelerin aksine, dokunulamasa da, tadına bakılamasa da ve kokusu duyulamasa da, varlığının belirlenmesi ve miktarının saptanması gayet kolaydır. Işınımın maddeye nüfuzu ile ilgili fiziksel olaylar gayet iyi anlaşılmış olması, farklı miktarlardaki ışınlanmalarının insanlar üzerindeki etkilerinin bilimsel olarak incelenmesini mümkün kılmaktadır.
Buna karşın,
ışınım fiziği hikayenin sadece başlangıcıdır. Daha
yakından bakıldığında, iyonize edici ışınımın enerjisini
içinden geçtiği maddenin atomlarına aktardığı
görülmektedir. Su, vücudumuzda en bol bulunan molekül
olduğundan, ışınımın geçişi sırasında oldukça sık
iyonize olmaktadır. Bir başka ifadeyle, su molekülleri,
ışınım tarafından, normal olmayacak bir şekilde kimyasal
açıdan reaktif hale getirilmektedir. Bu su molekülleri,
insan doku hücresi içinde bulunan bir dioksiribonükleik
asit (DNA) molekülüne komşu bir konumdaysa, onu tahrip
edebilmektedir. DNA, hücrenin yeniden üreme (kendini
yenileme) motorudur. Işınım tarafından zarar görmüş
hücrelerin başına prensipte aşağıda listelenen 3 farklı
şey gelebilmektedir:
Hücre kendini başarıyla onarabilir,
Hücre kendini onarmakta başarısız olur ve ölür,
Hücre kendini
onaramaz, fakat ölmez.
Uzun vadeli etkilere dönük potansiyel üçüncü seçenekte saklıdır; hasar, hücrenin kanserleşmesine yol açabilir. İlaveten, hasar gören hücre insanın üreme hücresi – bir yumurta veya sperm hücresi – ise, DNA’nın gördüğü hasar, genetik bir mutasyona yol açma potansiyeli taşımaktadır. Bu iki potansiyel etki, radyasyon sağlığı bilim adamlarının iki temel endişe kaynağıdır.
Işınetkin
çekirdekler
vücudumuza
girdikten sonra
belirli bir süre
vücutta
kalmaktadır. Bu
çekirdekler
ışınetkin
bozunma
yardımıyla ya
kararlı
çekirdeklere
dönüşmekte veya
biyolojik
işlevler
yardımıyla
vücuttan
atılmaktadır. Bu
ışınetkin
çekirdekler
yüzünden vücudun
aldığı doz
miktarını hesaba
katabilmek ve
ilgili risklerin
normalden daha
düşük olacak
şekilde tahmin
edilmelerini
engellemek için,
yasal amaçlarla,
ışınetkin
maddenin vücut
içine
alınmasının
ardından, vücudu
içerden 50 yıl
süreyle
ışınlaması
sonucunda ortaya
çıkacak doz
miktarının
hesabı
yapılmaktadır.
Hesaplanan bu
doza "işlenmiş
doz (committed
dose)" adı
verilmektedir.
İnsanlar
iyonize edici radyasyona maruz kaldıklarında,
sağlıklarına yönelik olası etkiler aşağıdaki gibi
sınıflandırılabilir:
Radyasyona maruz kalındığında hemen ortaya çıkan ve "deterministtik" etkiler olarak adlandırılan, ivedi etkiler (kesin etkiler).
Kendilerini
ancak çok yıllar sonra ortaya çıkaran ve "stokastik"
etkiler olarak anılan, geç etkiler (olasılıksal
etkiler).
Işınımın insanlarda deterministtik (kesin) etkilere yol açma eşik düzeyi 0.25 Sievert (250 miliSievert) civarındadır. Bu eşiğin üzerinde kalan doz miktarına bağlı olarak çeşitli biyolojik tepkime türleri meydana gelmekte ve doz arttıkça etkilerin şiddeti de artmaktadır (bkz. Şekil 4).
Bu denli yüksek
radyasyon ışınlanmaları çok nadirdir ve böylesi
ışınlanmalara maruz kalan insanlara yönelik tıbbi
tedaviler büyük ölçüde gelişmiştir ve geliştirilmeye de
devam edilmektedir.
Tek bir seferde kısa sürede alınan yüksek ışınım (radyasyon) dozlarının etkileri hakkında önemli miktarda bilgi birikimi mevcut bulunmaktadır. Japonya’ya karşı atom bombası kullanılmasından bu yana geçen sürede, ışınıma maruz kalıp da hayatta kalan 100,000 kurban tıbbi olarak izlenmiştir. Bu nüfus içindeki ölümlerin yaklaşık %20’si bir tür kansere bağlı olarak gerçekleşmiştir. Bu oran, herhangi bir Batı toplumunda benzer bileşimdeki herhangi bir nüfus grubu için ortalama kanserden ölüm oranına yaklaşık olarak eşittir. Bununla beraber, bombalamaya maruz kalmayan benzer Japon nüfus topluluklarıyla karşılaştırıldığında, bombada sonra hayatta kalanlar içindeki kanser ölümlerinin 400 kadarının bomba patlamalarında alınan ışınımla ilişkilendirilebileceği sonucuna varılmıştır.
Japonya
bombalamaları dahil, yüksek dozun söz konusu olduğu
kazalardan toplanan bilgiler yardımıyla bir doz-etki
eğrisi oluşturmak mümkün hale gelmiştir. Bu eğri
hesaplanan bireysel ışınlanma miktarları ile öngörülen
kanser ölümleri sayısını ilişkilendirmektedir. Bu eğri
herhangi bir ışınlanma düzeyine karşılık toplumda
fazladan oluşmadı beklenen kanser ölümleri sayısının
tahmin edilmesinde ve oluşan fazladan ölümlerin
açıklanmasında kullanılmaktadır. Her 1 Sievert ışınlanma
için, %20’lik “normal” kanserden ölüm olasılığının
üzerine, ilave bir %5'lik risk daha binmektedir. Bir
başka ifadeyle, 1 Sievert’lik fazladan ışınlanma maruz
kalındığında, ömür-boyu kansere yakalanma riski %20’den
%25’e yükselmektedir.
Düşük Dozlardaki
Riskler
Aynen bütün
bilimsel çalışmalarda genellikle olduğu gibi, ışınımın
biyolojik etkileri konusunda da bilinenler ve
bilinmeyenler bulunmaktadır. Bugüne dek dikkate alınan
istatistik değerleri, nispeten yüksek sayılabilecek
dozları esas almıştır. Yüksek dozlarda, kanser riski
artışının ne kadarından ışınımın (radyasyonun) sorumlu
tutulabileceği bilinmektedir.
Bütün insanların maruz kaldığı doğal fon
ışınımın dozunun veya bazı çalışanların işleri gereği
aldıkları düşük ışınım dozlarının benzer etkilere sebep
olup olmayacağı ise henüz bilinmemektedir.
Yüksek doza maruz kalmış insanlardan elde edilen
veriler, doğal fon düzeylerinin takriben 100 mSv kadar
üzerinden başlayarak, doz miktarı ile artan kanser riski
arasında kesin bir ilişki olduğuna işaret etmektedir. Bu
düzeyin altındaki ışınlanmalara yönelik bugüne kadarki
çalışmalar, hasar yönünden herhangi bir istatistiksel
kanıt ortaya koymamıştır. Doğal fon dozunun üzerine
fazladan 100 mSv’lik doz miktarının altında ışınıma
maruz kalan birçok nüfus grubuyla yapılan çalışmalarda,
bu fazladan ışınıma maruz kalmayan benzer nüfus
gruplarıyla karşılaştırmalı olarak, hiçbir kanser artışı
gözlenmemiştir.
Öte yandan, ışınımın yüksek dozlarda kanser yaptığı
bilindiğinden ve konuya ilişkin biyolojik mekanizmalar
hakkındaki bilgimiz tam olmadığından, düşük ışınım
dozlarının kansere yol açamayacağını varsaymak da makul
bulunmamaktadır. Bu yüzden, alınan her dozun, ne
kadar küçük olursa olsun, dozla orantılı belli bir risk
taşıdığını varsaymak her zaman sağgörülü bir davranış
olarak kabul edilmiştir. Bir başka ifadeyle, bir
güvenlik eşiği bulunmadığı varsayılmaktadır. Her ne
kadar küçük olursa olsun, hiç risk içermeyen bir doz
bulunmamaktadır.
Her radyasyon dozunun belli
bir risk taşıdığı ve riskin dozla orantılı olduğu
varsayımları, doğası gereği oldukça muhafazakar bir
hipotez oluşturmaktadır. LNT (eşiksiz doğrusal hipotez)
olarak adlandırılan bu hipotez, ışınımla korunma ile
ilgili yasal düzenlemeleri oluşturmada ve gerekli
uygulamaları kurallarını belirlemede temel olarak
kullanılmaktadır. Düşük dozların kanser riski taşıyıp
taşımadığına dair kesin bilimsel kanıt bulunmadığından,
böyle sağgörülü ve ihtiyatlı bir yaklaşımın seçilmesi
uygun görülmüştür.
Işınımdan Korunma
Sistemi ve İlgili Yasal Düzenlemeler
Radyasyondan korunmanın amacı, halkı
ışınımın zararlı etkilerine karşı korurken, ışınlanmaya
ile ilgili faydalı faaliyetlere de imkan tanımaktır.
Dünya çapında
uygulanan "ışınımdan korunma sistemi", 1928’de,
Uluslararası Radyoloji Kongresi’nde Uluslararası
Radyasyondan Korunma Komisyonu (ICRP)’nin kurulmasından
başlamıştır. Bu sistem, yukarıda sözü edilen nüfus
toplulukları gibi ışınlanmaya maruz kalan insanlar
üzerinde yapılan çok sayıda araştırmayla kazanılan
bilgiyi uygulamak ve radyasyonun bitkiler, böcekler ve
hayvanlar üzerindeki etkilerini incelemek suretiyle
geliştirilmiştir. Dünya ölçeğinde kabul görmüş bu sistem
halen üç temel prensibe sahip bulunmaktadır:
Işınlanmaya yol açacak uygulamaların, hayata geçirilmeden önce haklılıklarının kanıtlanması (gerekçeleme prensibi),
Korunmanın optimizasyonu;
Bireylerin
ışınlanmalarının sınırlandırılması.
ICRP’nin tavsiyeleri’nde sistematik hale getirilen bu yaklaşım, fiilen tüm ulusal yasal düzenlemelerde hayata geçirilmiştir. ICRP, yıllık olarak toplanmakta ve yeni gelişmeleri yansıtmak üzere ihtiyaç duyuldukça tavsiyeler yayımlamaktadır. Mevcut ışınımdan korunma sistemi, gelişme halinde olup, ICRP’nin yeni tavsiyeler setinin gündeme gelmesiyle, esaslı bir revizyona tabi tutulacağı düşünülmektedir. Bütün farklı yeni gelişmeler arasında, "insan-dışı türlerin radyasyondan korunmasının öngörülmesi" özellikle vurgulanmaya değerdir.
ICRP Tavsiyeleri ayrıca Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'nın Temel Güvenlik Standartları (BBS) gibi uluslararası standartlarda ve AB direktifleri (örnek: 96/29/EURATOM) gibi bölgesel anlaşmalarda da yansıma bulmaktadır.
Gerekçeleme Prensibi
Söz konusu olan hiçbir uygulamaya, haklılığı kanıtlanmadıkça izin verilmemesi prensibidir. Böylesi bir konudaki karar kriterleri, sadece bilimsel değerlendirmelere dayalı olmamakta; sosyal, ekonomik ve ahlaki faktörleri de gözetmesi gerekmektedir. Bilim dünyası riskleri değerlendirebilir ve risk hakkında bilgi üretebilir. Ancak, risk yaratan uygulamanın mazur görülüp görülmeyeceğine, demokratik yöntemleri kullanarak eninde sonunda karar verecek olan toplumun kendisidir. Bu karar süreci, esas itibariyle, toplumun konu ile ilgili kanaatine bağlı bulunmaktadır.
Gerekçeleme prensibi, her durum için ayrı ayrı kullanılmaktadır. Önemli nokta, insanları ışınıma maruz bırakma kararını alanların, önceden haklı gerekçelerini hazırlamaları gerekmesidir. Ayrıca bu gerekçelerin toplum tarafından kabul edilmemesi olasılığına da hazırlıklı olunması gerekmektedir.
Genel bir örnek olarak, x-ışınlarının tıp sektöründe alışılagelmiş gösterilebilir. Bir hastayı x-ışınımına maruz bırakmadan önce, sağlık personelinin her seferinde çok hassas bir değerlendirme yapması gerekmektedir. Işınıma maruz bırakmak suretiyle yaratılan kanser riskindeki artış ile, x-ışınları kullanarak gerçekleştirilecek tedaviden elde edilecek faydalar karşılaştırılarak karar verilmelidir.
Benzer bir şekilde, birçok ülkede, nükleer enerji kullanarak elektrik üretmenin faydaları ile nükleer enerjiden kaynaklanacak riskler, kamu politikalarını belirlerken hassas bir şekilde tartılmalı, kararlar ona göre verilmektedir.
Optimizasyon Prensibi
Korunmayı optimize etme prensibi sadece mazur görüleceği kanaatine varılan uygulamalar içindir. Optimizasyon prensibi, tüm ışınlanmaların “mümkün olabilecek en düşük seviyede tutulmasını” gerektirmektedir. Nükleer terminolojide ALARA olarak da bilinen bu prensip, İngilizcesi "As Low As Reasonably Achievable" olan cümlenin baş harflerinden oluşturulmuştur. ALARA prensibini, aşağıdaki sorularla pratiğe aktarmak mümkündür:
Bu özel durumdaki ışınlanmayı azaltmak için gerekenler yapılmış mıdır?
Işınlanmayı daha fazla azaltmak mümkün ve makul müdür?
Optimizasyon hedefinin, yani ALARA’nın; ışınlanmaları sıfıra indirgemek yerine, her durumun kendi koşulları çerçevesinde riskleri kabul edilebilir bir düzeye azaltmayı güvence altına almak demek olduğunu vurgulamamız gerekmektedir. Neyin kabul edilebilir olduğu ise, bilimsel ve sosyal bir karar konusudur.
Bu amaçla, ışınım kaynağının boyutunun en aza indirilmesi, bireyin ışınıma maruz kaldığı sürenin sınırlandırılması, ışınım kaynakları ile insanlar arasındaki mesafenin arttırılması, zırhlama kullanılması v.b. gibi çeşitli yöntemler kullanılmaktadır.
Bir uygulamada ışınlanan insanların sayısı ve dozların coğrafi dağılımı (örneğin, belirli bir coğrafi alandaki halkın ışınıma maruz kalması) da optimizasyon bakımından önem taşıyan konular arasında bulunmaktadır.
Sınırlandırma Prensibi
Dozların, ALARA gereğince optimize edilmesinden önce, bireylerin maruz kalacakları ışınlanmalara sınır getirilmesi gerekmektedir. Sınırlandırma, bilimsel çalışmalar ışığında belirlenmiş doz sınırları kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bireylerin bu sınırları aşan dozlara maruz kalmaması gerekmektedir.
Halktan bireyler için yıllık ışınlanma sınırları 1 mili-Sievert olarak belirlenmiştir. Bu sınır değeri üzerinde hem ulusal hem de uluslararası düzeylerde anlaşmaya varılmıştır.
Radyasyon çalışanları için uluslararası sınır, beş yıllık bir dönemin hiçbir çalışma yılında 50 mili-Sievert'i aşmamak kaydıyla, toplamda 100 mSv dir. Bazı ulusal düzenleyici kurumlar, çalışanlar için daha sıkı bir sınır olan yıllık 20 mili-Sievert uygulamaktadırlar. Pratikte, ALARA prensibi ve nükleer tesislerden gaz ve sıvı boşaltımları üzerine getirilen sınırlamalar gibi önlemlerin titizlikle uygulanması sayesinde, gerçekleşen/ortalama dozlar söz konusu sınırların çok altında kalmaktadır.
Otoyol hız sınırlarında olduğu gibi, doz sınırı da, üzerine çıkıldığında korkunç sonuçların ortaya çıkacağı, altında kalındığında ise kesinlikle hiçbir olumsuzluğun yaşanmayacağı bir sınır anlamına gelmemektedir. Sadece, toplumların ve toplumları temsil eden ulusal hükümetlerin bu sınırların üzerindeki rutin şartlar içine girmemeyi yeğlediği bir düzeyi temsil etmektedir. Işınımla ilgili alınan birçok kararda olduğu gibi doz sınırları da, riskler ile ilgili ulaşılabilen en iyi bilimsel bilgi birikimini içerse de, sonuç itibariyle tamamen yargısal bir özellik içermektedir.
Özet olarak, haklılığı kanıtlanan herhangi bir uygulama için, ışınımdan korunma, tüm bireysel dozlar mümkün olabilecek en alt düzeyde, fakat aynı zamanda ilgili yasalarla belirlenmiş sınırın da altında olacak şekilde, optimize edilmelidir.
Nükleer Endüstride
Işınımdan Korunma
Uranyum ve türev izotopları doğal olarak ışınım
(radyasyon) yayınladığından, nükleer bölünme (fisyon)
ışınım yayınladığından ve ışınım yayınlayan atık meydana
getirdiğinden, "ışınımdan korunma", nükleer endüstri
açısından temel bir güvenlik konusu niteliğindedir.
Bununla birlikte, nükleer yakıt çevriminin çeşitli
sektörleri farklı ışınımdan korunma sorunlarıyla
karşılaşmaktadır.
Çevrenin sürekli izlenmesi, bütün nükleer tesisler için yasal bir şarttır. |
Örneğin, uranyum madenciliği çalışanların uranyum ve onun türev ürünlerini içeren toza maruz kalmasına yol açmaktadır. Bunlar, solunumla alınabilecek alfa-yayınlayan ışınetkin çekirdekler yüzünden akciğerler için tehlikeli olabilmektedir. Dolayısıyla, madenin yeterince havalandırılmasına ve çalışanların solunum yönünden korunmasına gerek duyulmaktadır. Aynı alfa-yayınlayıcı çekirdekler, “ön” (front-end) yakıt çevrim işlemleri sırasında da en başta gelen potansiyel tehlike kaynağıdırlar.
Nükleer enerji santralarında, çalışanların ışınıma maruz kalması genellikle nüfuz edici özelliği daha fazla olan gama yayınlayan kobalt-60 gibi ışınetkin çekirdeklerden kaynaklanmaktadır. Bu ışınım, sadece santral içindeki, borular ve reaktör kalbinin soğutulmasıyla doğrudan bağlantılı sistemlerden alınabilmektedir. Bunlar, çalışanlar için genelde yalnızca anılan sistemlerin bakımı sırasında bir risk oluşturmaktadır. Normal işletme sırasında bu sistemler zırhlanmış durumdadır ve çalışanlar tehlikeli alanların dışında tutulmaktadır. Çalışanların bakım sırasında korunması zırh kullanarak, iş bölümünü uygun şekilde yaparak ve işi ışınım-yayınlayan kaynaklar yakınındaki çalışma sürelerini en aza indirecek şekilde yöneterek gerçekleştirilmektedir.
Kullanılmış yakıt idaresi dahil, atık yönetimi faaliyetleri kökenli ışınlanma tehlikeleri büyük ölçüde gama-yayınlayan ışınetkin çekirdeklerden kaynaklanmaktadır. Düşük (LLW) ve orta (ILW) seviyeli nükleer atık için, kobalt-60 en önemli ışınım kaynağıdır. Yüksek seviyeli atık ve kullanılmış nükleer yakıt için, sezyum-137 ve stronsiyum-90 gibi bölünme (fisyon) ürünleri önem taşıyan ışınım kaynaklarıdır. Atık yönetiminde, ışınım kaynaklarını çalışanlardan uzak tutan ve özel olarak tasarımlanan tesis, ekipman ve prosedürlerin kullanılması sayesinde ışınlanma en aza indirilmeye çalışılmaktadır.
Nükleer yakıt çevriminin çeşitli bölümleri çevreye az miktarda ışınetkin madde bırakır. Bu dışarıya bırakılan maddelerin büyük çoğunluğu kullanılmış nükleer yakıtın yeniden işlenmesinden kaynaklanmakla birlikte, nükleer santrallerden de normal işletme sırasında salınım söz konusudur. Bu bağlamda, halkı ve çevreyi korumak için, bu salınımları en aza indirmek ve sürekli ölçümler almak gerekmektedir. Hava ve su atıklarının filtrelenmesi ve saflaştırılması işlemleri anılan ışınetkin salınımları en aza indirirken, tüm nükleer tesisler civarında kapsamlı çevresel izleme yapılarak işlemlerin uygun şekilde gerçekleştirilmesi kontrol altında tutulmaktadır.
Kazaya Karşı Harekat
Hiçbir insan faaliyeti için sıfır risk olası değildir.
Tüm radyolojik etkinliklerde çok yüksek düzeyde nükleer
güvenlik sağlanmasına karşın, çalışanların ve halkın
ışınlanmasını gündeme getiren kazalar meydana
gelebilmekte ve bunlar (Çernobil gibi) uluslararası
boyutta olabilmektedir. Bu yüzden uluslararası toplum,
nükleer acil durum hazırlığı ve nükleer kaza yönetimi
için ayrıntılı programlar ve yaklaşımlar geliştirmiştir.
Bu programların ve yaklaşımların temel gayesi, bu türden olayların yaratacağı olumsuz sonuçları en aza indirmektir. Nükleer kaza hazırlığı, hızla hayata geçirilebilecek planlar ve süreçler geliştirilmesini içermektedir. Bu çerçevede öncelikle çeşitli “kaza senaryolar” tasavvur edilerek değerlendirilmekte, daha sonra da, gerekli tüm hizmet birimleriyle danışma halinde, temel bir örgütsel yapı ve şartlara göre değişen bir planlanmış karşı harekat seti geliştirilmektedir. Bu esnek planlar daha sonra uygulanmaya her an hazır olacak şekilde tutulmakta ve sık sık prova edilmektedir.
Hazırlık programları kapsamında komuta ve iletişim sistemleri geliştirilmekte, programda görev alması muhtemel çeşitli kurum, kuruluş ve hizmetlerin sorumlulukları dikkatle tanımlanmakta ve görev alacak personelin düzenli bir şekilde eğitilmesi sağlanmaktadır. Dünyadaki bütün nükleer tesislerde, bu tür planlar yapılmakta ve ilgili örgütsel yapılar oluşturulmaktadır. Bu planlar hazırlanırken diğer ilgili kuruluşlarla beraber çalışılmaktadır. Bir programda karar verici konumunda olacak kişiler, teknik uzmanlar tarafından sürekli eğitilmektedir. Bu ilgili kişiler, kendi aralarında düzenli eğitim faaliyetleri de düzenlemektedir. Birçok ülkede, nükleer tesis civarında yaşayan halk da bilgilendirilmekte ve eğitim amaçlı provalara ve tatbikatlara katılmaları sağlanmaktadır.
Yıllar Sonra
Çernobil’in Sağlık Etkileri
Çernobil
kazasının sağlık
etkileri akut
sağlık etkileri
ve geç sağlık
etkileri olarak
ikiye
ayrılmaktadır: Akut sağlık
etkileri, santral personeli ile acil durum halinde
yangın mücadelesi yapan, tıbbi yardım sağlayan ve ivedi
temizlik işlemlerine katkı yapan kişiler arasında ortaya
çıkmıştır. Kazanın doğrudan sonucu olarak 31 kişi
hayatını kaybetmiş ve 140 kadar kişi çeşitli derecelerde
ışınım (radyasyon) hastalığına ve sakatlığına
yakalanmıştır. Halktan hiç kimse bu tür etkilere maruz
kalmamıştır. Geç sağlık
etkileri bağlamında, eski Sovyetler Birliği’nin kirlilik
bulaşan bölgelerinde yaşayan çocuklar arasındaki tiroit
kanserlerinde, aksi kanıtlanmadıkça kaza ile
ilişkilendirilmesi gereken, gerçek ve önemli bir artış
söz konusu ortaya çıkmıştır. Örneğin, kazadan önceki
sekiz yılda, BeyazRusya’nın başlıca çocukluk çağı tiroit
kanseri teşhis ve tedavi merkezi olan Minsk’de, sadece
beş çocukluk çağı (0-14 yaş) tiroit kanseri vakası
görülmüştü. Beyaz Rusya’da 1998 sonu itibariyle
çocuklardaki toplam tiroit kanserlerinin sayısı 600’ü
aşmıştır. Benzer şekilde, Ukrayna da 1986 ile 1998
arasında 402 tiroit kanseri vakası yaşanmıştır. Bu
vakalar arasından üç çocuk hayatını kaybederken, geri
kalanlar başarıyla tedavi edilmiştir. Anılan bölgelerde
yaşayan yetişkinler arasındaki tiroit kanserlerinde de
bir miktar artış olması muhtemeldir. Tiroit
kanserlerinin bu artışının gözlenen eğiliminden, tepe
noktasına henüz ulaşılmadığı ve bu kanser türünün bir
süre daha bölgedeki doğal oranının üstünde görüleceği
tahmin edilmektedir.
Diğer taraftan,
halk üzerinde
bugüne kadar
yapılan bilimsel
ve tıbbi
gözlemler, diğer
kanser
türlerinde veya
lösemide,
doğuştan gelen
anomalilerde,
olumsuz
hamilelik
sonuçlarında
veya kaza ile
ilişkilendirilebilecek
diğer
radyasyon-kökenli
hastalıklarda
“doğal”
düzeylerinin
üzerinde bir
bulgu ortaya
koymamıştır.
Acil duruma karşı harekat, nükleer tesisin ve kazanın doğasına göre gerekli önlemlerin uygulamaya konması anlamına gelmektedir (örneğin; yangın, tesis de kaza eseri oluşacak zincirleme tepkime veya ışınetkin maddelerin salınması gibi). Özellikle nükleer santraller olmak üzere büyük nükleer tesisler, oluşabilecek kazanının gelişmesini önlemeye yönelik birçok engelle donatılmıştır. Ciddi kazaların oluşabilmesi için, bu engellerin birer birer arızalanması ve işlevini yarine getiremez hale gelmesi gerekmektedir. Normalde, ciddi kazaların, halka karşı tehlikeye oluşturmadan önce uzun bir gelişim sürecinden geçmesi gerekmektedir. Ciddi bir kazaya karşı koruyucu önlemler alınması ile ilgili bir uyarı için genellikle saatler, bazen de günler mertebesinde zaman bulunmaktadır.
Bir nükleer veya ışınetkin maddelerle ile ilgili acil durumun ilk aşamalarında alınabilecek üç tür karşı tedbir bulunmaktadır:
Etkilenen insanların kapalı alanlara/sığınaklara alınması: Bu açıdan basit önlemler etkin olabilmektedir. Çevreye bırakılan ışınetkin bulutun halka olan etkilerini büyük ölçüde azaltmanın en kolay yolu, halktan, bulutun rüzgar ve hava sayesinde dağılmasını beklerken, kapalı yerlere girmelerini, tüm pencereleri ve havalandırma sistemlerini kapamalarını istemektir.
Etkilenen halkın tahliye edilmesi: Bu önleme, beklenen salınımın yeterince yüksek olduğu tahmin edildiğinde başvurulmaktadır. Tahliyenin, bir salınımdan önce ve bu salınımın muhtemel yönü ve dağılım hızı hakkında zaruri meteorolojik değerlendirmeler yapıldıktan sonra gerçekleştirilmesi halinde en etkin sonucu vereceği aşikardır.
Etkilenen insanlara ışınetkin olmayan, kararlı bir iyot formu içeren iyot tabletleri verilmesi: Kararlı iyodun tabletler vasıtasıyla alınması, bölünme (fisyon) tepkimesi sırasında oluşan ve ciddi bir kaza sonucu bir nükleer santralden kaynaklanabilecek bir salınımın önemli bir bölümünü oluşturacak, radyoaktif iyodun vücuda alınmasını büyük ölçüde azaltabilmektedir. İyot, vücut tarafından çeşitli amaçlarla kullanılmakta ve tiroit bezinde depolanmaktadır. Dolayısıyla, vücuda giren ışınetkin iyot tiroitte yoğunlaşarak, başta çocuklarda olmak üzere, tiroit kanserine yol açabilecek bir dozu tiroit bezlerine aktarmaktadır. Yerde biriken radyoaktif iyot da, benzer sonuçlara yol açacak şekilde, süte ve diğer yiyeceklere geçebilmektedir. Bu yüzdendir ki, çözüm, iyot tabletleri almak suretiyle, tiroit bezini ışınetkin olmayan, kararlı iyot ile “doldurmaktır”. Daha sonra vücuda girecek herhangi bir iyot fazlalığı, ter ve idrar ile, hızla atılacaktır.
Birçok ülkede, bölünme (fisyon) ürünleri salınımına
karşı hassas konumdaki nüfus topluluklarına süratle iyot
tabletleri sağlanmasına yönelik adımlar atılmaktadır.
Bununla beraber, iyot tabletlerinin kullanımı,
barındırma ve boşaltmaya ilave bir önlem olarak
görülmelidir.
Kazanın Ardından Eskiye Dönüş
için Düzeltme Çabaları
Bir acil durum kontrol altına alınıp,
halkın korunması sağlandıktan sonra, uzun vadeli
düzeltme ve iyileştirme çalışmaları başlatılması
gerekmektedir. Bu çerçevede, çevreye aktarılan kirlilik
düzeylerinin saptanması, bireylerin alacağı dozların
tayin edilmesi ve uygun temizlik ve tıbbi izleme
programlarının geliştirilmesi ilk yapılacaklar
arasındadır. Kirlenmiş toprakların, özellikle de yiyecek
üretiminde kullanılanların, temizlenmesi bu programların
önemli bir bölümünü oluşturacaktır. Işınımın kolaylıkla
algılanabilir olması gerçeği, mevcut birçok ilgili
temizleme tekniğinin uygulanmasına büyük ölçüde katkı
sağlamaktadır.
Hasar gören
Çernobil reaktörünü çevreleyen alandaki gibi çok ciddi
kirlilik olması durumunda, kaza-öncesi düzeylere geri
dönmek, ancak tüm üst katman toprağının ve nebatatının
sökülüp atılması veya yerel ürünlerin tüketimine gönüllü
kısıtlama koyulması gibi aşırı önlemlere başvurmak
suretiyle gerçekleştirilebilmektedir.
Kaynaklar
UNSCEAR (Işınımın Etkileri üzerine Birleşmiş Milletler Bilimsel Komitesi), "Report on sources of radiation along with average exposures", (Çernobil ile ilgili özel bir bölüm de içermektedir) New York: UNSCEAR, 2000 (yaklaşık dört yılda bir yayınlanmaktadır).
ICRP, International Commission on Radiation Protection, Publication 60. Stockholm: ICRP, 1991.
NEA, Radiation Protection Overview: International Aspects and Perspective, Paris: OECD, 1994.
NRPB (National Radiological Protection Board), Living With Radiation, Chilton: NRPB, 1998.
AEA, The Radiochemical Manual. Harwell: AEA Technology, plc, 1998.
NEA, A Critical Review of the System of Radiation Protection: First Reflections of the OECD/NEA Committee on Radiation Protection and Public Health (CRPPH), Paris: OECD, 2000.
NEA, Developments in Radiation Health Sciences and Their Impact on Radiation Protection, Paris: OECD, 1998.
NEA, Better Integration of Radiation Protection in Modern Society, Workshop Proceedings, Villigen, Switzerland, 23-25 January 2001. Paris: OECD, 2002.
NEA,
Experience from International Nuclear Emergency
Exercises: The INEX 2 Series, Paris: OECD, 2001.
Nuclear Energy Today" isimli OECD Nükleer
Enerji Ajansı Dokümanından Tercüme Eden ve Düzenleyen:
SÜLEYMAN
SIRRI ÖZTEK