Işınım (radyasyon) kararsız atomların enerji ve parçacık fırlatarak daha kararlı hale gelmesi olayıdır.

Nasıl fazla kiloları olan bir insan kendisini rahatsız hisseder ve fazla kilolarından kurtulmaya çalışır, atomlar da çekirdeklerinde bulunan fazla kilolar nedeniyle kararsız hale gelirler. Doğa kanunları gereği bu kararsızlıklarından kurtulup kararlı atomlar haline gelmek isterler. Bu amaçla dışarıya kendilerini kararsız yapan fazlalığı küçük parçacıklar ve/veya enerji paketcikleri olarak atmaya çalışırlar.

Dolayısıyla, eğer bir madde ışınetkin (radyoaktif) ise, bu maddenin içinde etrafa gözle görülmeyecek kadar küçük parçacıklar ve/veya enerji paketcikleri fırlatan kararsız atomlar var demektir. Fırlatılan bu parçacıklar çok küçük olduklarından gözle görülemez, kulakla duyulamaz ve tenle hissedilemezler.

 

 

Işınım (radyasyon) olayını ilk kez 8 Kasım 1895 yılında Wilhelm Konrad Röntgen isimli Alman bilim adamı keşfetmiştir. Röntgen katı maddelerin içinden geçebilen ve gözle görünmeyen bir ışın türü bulduğunu bütün dünyaya açıklamış. O günlerin bilim dünyasında çok esrarengiz olarak nitelendirilen bu ışınlara X-ışını adı takılmıştır. Bugün tıp sektöründe teşhis amacıyla (röntgen) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Röntgen'in keşfinden yaklaşık 2 ay sonra, 1896 yılında Fransız bilim adamı Henry Becquerel, Uranyum tuzlarından bazı açılardan X-ışınlarına benzer ışınların çıktığını belirlemiştir. Becquerel bu buluşu ile 1903 yılında fizik alanında Nobel ödülü kazanmıştır.

 

 

Uranyum madenlerinin ışınetkin olduğunun bulunmasının ardından, Curie ailesi ışınım olayı üzerine çalışmaya başlamış, 1898 yılının Aralık ayında Curie ailesi Polonyum ve Radyum atomlarının da ışınetkin olduğunu bulmuştur. Bu buluşlarından ötürü Curie ailesi de aynen Becquerel gibi 1903 yılında fizik alanında Nobel ödülü kazanmıştır.

 

1920'li yıllarda İsveç'li bilimadamı Rolf Sievert, ışınım teknolojisinin tıp sektöründe teşhis ve tedavi amacıyla kullanılmasına büyük katkılar yapmıştır. Ayrıca 1925 yılında oluşturulmasını sağladığı bir organizasyon sayesinde tehlikeli ışınımdan korunma konusunda ilk adımların atılmasını sağlamıştır. O günden beri ışınım bilimi ve teknolojisi akıl almaz bir şekilde gelişmiştir.

 

Işınım kaynaklarını "doğal" ve "yapay" ışınım diye ikiye ayırmak mümkündür.

 

 

Doğal Kaynaklar

Çevremizde birçok doğal ışınım kaynağı bulunmaktadır. Bunlar arasında, güneşi, uzayı, yiyecekleri, yeryüzündeki toprağı, bitkileri saymak mümkündür.

Doğal ışınetkin (radyoaktif) atomlar havada, suda, kayada, kumda, toprakta, betonarme binalarda, inşaat malzemelerinde ve dünya üzerinde yaşayan her canlıda bulunmaktadır.

İnsanlık, ilk ortaya çıktığından bu yana hep ışınetkin (radyoaktif) bir ortamda yaşayagelmiştir.

Örneğin, güneş ışığı en iyi bilinen ışınımdır. Güneşten dünyamıza hergün büyük miktarlarda ışınım gelmektedir.

Güneş altında ısınmamız, görmemizi sağlayan ışık, derimizin bronzlaşmasını sağlayan gözle görülmeyen mor-ötesi ışık hep ışınım sayesindedir.

Uranyum, toryum gibi doğal ışınetkin (radyoaktif) atomlar kayada, toprakta ve deniz suyunda farklı minarellerin parçası olarak bulunmaktadır.

Dolayısıyla içinde yaşadığımız betonarme binaların duvarlarında, inşaat malzemelerinde ve seramik ev eşyalarında birçok ışınetkin atom bulunmaktadır. Birçok yiyecek ve içecekte ışınetkin çekirdek olan kalsiyum-40 ve karbon-14 bulunmaktadır. Sıvı yağın birim miktarında saniyede 180 ışınım olayı gerçekleşmektedir. Sütte saniyede 20 ile 60 arası, ıspanakta saniyede 90-220 arası, sıvı yağda saniyede 180, alkolde saniyede 40 ışınım olayı oluşmaktadır. Bu örneklerin sayısını arttırmak mümkündür. Doğal beslenme zincirinin bir parçası olarak bu besinleri tükettiğimizde, bu doğal ışınetkin çekirdekler vucudumuza girmekte ve vucudumuza yerleşmektedir.

Örneğin 60 kg ağırlığındaki bir insanın vücudunda saniyede yaklaşık 4000 ışınım olayı gerçekleştirecek miktarda kalsiyum-40 atomu bulunmaktadır. Her saat vucüdumuzda yaklaşık 16 milyon ışınım olayı gerçekleşmektedir. Dolayısıyla kendimiz de dahil dünyada yaşayan bütün canlılar aslında ışınetkindir.

Dünyamıza ayrıca uzaydan önemli miktarda kozmik ışınım gelmektedir. Bu ışınım atmosferin farklı tabakalarından geçerken azalmakta ve bir kısmı yeryüzündeki canlılara kadar ulaşmaktadır. Kozmik ışınımın etkisi yaşadığımız şehrin yüksekliğine göre değişmektedir. Örneğin Erzurum gibi yüksek şehirler uzaya daha yakın olduğundan kozmik ışınlardan daha fazla etkilenmektedir. Aynı şey uçak seyahati sırasında da söz konusudur.

 

Yapay Kaynaklar

Yapay olanlar ise insan eliyle oluşturulan ışınım kaynaklarıdır. Örneğin tıp sektöründen teşhis ve tedavi amacıyla kullanılan bazı ışınetkin atomlar nükleer reaktörlerde yapay olarak üretilmektedir.

İnsan-eliyle (yapay) oluşturulmuş ışınım kaynaklarına örnek olarak televizyon cihazları, röntgen ve görüntüleme cihazları gösterilebilir. Ayrıca nükleer enerji üretmek için inşa edilen nükleer tesisler de yapay yollarla üretilmiş ışınetkin maddelerin oluşmasına neden olmaktadır. İnsanlar günlük hayatlarında yapay ışınetkin maddelerle sürekli karşılaşmaktadır.

Maruz kaldığımız yapay ışınımın (radyasyonun) büyük bölümü tıp doktorlarının, diş hekimlerinin röntgen çekimleri ve tıbbi görüntüleme cihazları sonucunda oluşmaktadır. Diğer bir bölümü de tüketici ürünlerinden kaynaklanmaktadır. Bunlar arasında en tanınmış olanlar televizyon, yangın tespit cihazları, fosforlu saatler ve bazı bina malzemeleri bulunmaktadır. Ayrıca nükleer tesislerin de yapay ışınıma az miktarda katkısı olmaktadır.

 

Bir yıl boyunca maruz kaldığımız yıllık ışınımın (radyasyonun) sadece %20'si televizyon, röntgen cihazları gibi insan eliyle oluşturulmuş ışınım kaynaklarından, %80'i doğal kaynaklardan gelmektedir.

 

 

 

 

 

Radyasyon Birimleri

Becquerel (Bq): IŞINIM ETKİNLİĞİNİ (AKTİVİTESİNİ) BELİRTEN BİRİM

Işınım olayını ölçmek amacıyla farklı birimler kullanılmaktadır Bunlardan ilki, ışınımın etkinliğini (aktivitesini) gösteren Becquerel birimidir. Bu birim Fransız bilim adamı Henry Becquerel anısına konmuştur ve "Bq" kısaltması ile gösterilmektedir.

"Işınım etkinliği" ışınetkin maddede her saniye kaç tane ışınım olayı gerçekleştiğini ifade etmektedir. Saniyede gerçekleşen 1 ışınım olayı 1 Becquerel olarak ifade edilmektedir.

 

 Örneğin, ışınetkin maddenin etkinliği (aktivitesi) 5000 Bq ise, bu maddede saniyede 5000 ışınım olayı gerçekleşiyor demektir. Becquerel biriminin kullanımına günlük hayatımızdan örnekler vermek mümkündür. Soluduğumuz havanın metrekübünde 5-40 Bq'lük ışınetkin Radon gazı bulunmaktadır. İnsan vucüdunda ışınetkin Potasyum yüzünden oluşan ışınım 4000-6000 Bq arasındadır. Bir el arabasına doldurulmuş toprak yaklaşık 1000 Bq'lık ışınetkin Radyum atomu içermektedir. Hafif beton kullanılarak inşa edilen prefabrik bir bina 50,000-250,000 Bq arası ışınetkin Potasyum içermektedir. Bazı ülkeler aktiviteyi ölçmek belirtmek için Curie (Ci) birimini kullanmaktadır. 1 Curie, 37 milyar Becquerel'e eşittir.

 

1 CURIE = 37,000,000,000 Bq

 

Gray (Gy): SOĞURULMUŞ DOZU BELİRTEN BİRİM

Sıkça kullanılan bir diğer birim de Soğurulmuş Doz olarak adlandırılan ve GRAY (Gy) ile ifade edilen birimdir.

Soğurulmuş Doz ışınımın çarptığı maddenin birim kilogramına bıraktığı Joule cinsinden enerji miktarıdır.

Işınım sonucunda ortaya çıkan enerji paketleri ve parçacıklar çarptığı şeylere enerjisini bırakmaktadır. Bunu aynen bir kaya parçasına çarpan güneş ışığı gibi düşünmek mümkündür. Zaman geçtikçe güneş ışınları taşıdığı enerjiyi kaya parçasına bırakmakta ve kaya parçacı ısınmaktadır. Kaya parçasının 1 kilogramının soğurduğu "Joule" cinsinden enerji miktarı arttıkça, kaya parçası daha da sıcak hale gelmektedir. Işınetkin bir madde tarafından salınan ışınım da aynen bu şekilde çarptığı maddelere enerjisini bırakmaktadır. 1 kilogramlık kütleye 1 Joule'luk enerji bırakan ışınım miktarına 1 Gray adı verilmiştir.

Örneğin, ışınımın "soğurulmuş dozu" 500 Gray dendiğinde, söz konusu ışınım çarptığı maddenin 1 kilogramına 500 Joule'luk enerji bırakıyor anlamına gelmektedir. Ayrıca soğurulmuş dozu göstermek için eskiden RAD diye bir birimi kullanılmaktaydı ve 1 Gy, 100 rad'a eşit bulunmaktadır.

 

1 GRAY = 100 RAD

 

Sievert (Sv): CANLILARA OLAN ETKİYİ GÖSTEREN IŞINIM BİRİMİ

En yaygın olarak kullanılan ışınım birimi Doz Eşdeğeri olarak bilinen birimdir. Bu birim ışınımın canlılara olan etkisini yani ışınımın biyolojik etkilerini belirmektedir. Dolayısıyla da bizim için en önemli olan birimdir. Doz Eşdeğeri İsveçli bilim adamı Rolf Sievert'in anısına SIEVERT olarak adlandırılmakta ve "Sv" kısaltması ile gösterilmektedir.

Işınım sonucunda fırlatılan enerji paketleri ve parçaçacıklar canlı hücrelere çarptığında, enerjisini bu hücrelere bırakmaktadır. Fakat farklı türde ışınım parçacıkları aynı miktarda enerji bıraksalar dahi, canlı hücerele olan biyolojik etkileri farklı olmaktadır. Ağır parçacıklar hücrelere daha fazla zarar verirken, hafif parçacıklar daha az zarar vermektedir. Dolayısıyla Doz Eşdeğerini göstermek için kullandığımız SIEVERT birimi ışınım türünü de hesaba katarak ışınımın biyolojik etkisi belirtmektedir. Sv doğada günlük hayatta karşılaştığımız ışınım seviyeleri karşısında çok büyük kalmaktadır. Doğada günlük hayatta maruz kaldığımız ışınım miktarı Sievert'in binde biri mertebelerinde bulunmaktadır. Bu nedenle SIEVERT'İn binde birine eşit olan mili-Sievert (mSv) birimi çok daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, çevremizdeki doğal ışınım kaynakları nedeniyle her yıl 1-2 mSv'lik bir ışınıma maruz kalmaktayız. Ayrıca doz eşdeğerini göstermek için eskiden REM diye bir birimi kullanılmaktaydı ve 1 Sv, 100 rem'e eşit bulunmaktadır.

1 SIEVERT = 100 REM

 

Işınım sonucunda kararsız atomlardan fırlatılan parçacıkları bir ağaçtan düşen elmalara benzetebiliriz.

 

 

 Doğal ve Yapay Işınım Kaynakları nedeniyle oluşan doz eğdeğeri

(biyolojik etki)