Radyasyon

Bilgibank, Hoşgeldiniz
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla
Radyasyon Uyarı ikaz Simge veya Logo

Radyasyon, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerjinin emisyonu veya aktarımıdır. Bilindiği gibi maddenin temel yapısını atomlar meydana getirir. Atom ise, proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdek ile bunun çevresinde dönmekte olan elektronlardan oluşmaktadır. Eğer, herhangi bir maddenin atom çekirdeğindeki nötronların sayısı, proton sayısına göre oldukça fazla ise bu maddeler kararsız bir yapı göstermekte ve çekirdeğindeki nötronlar dönüşerek β- (negatron) yayarlar. Eğer protonlar, nötronlardan fazla ise protonlar dönüşerek β+ (positron) yayarlar. Atom çekirdeğinden ayrılan nöronlar ve protonlar kararlı olmayan atom çekirdeği gama (γ) ışını yayar. Ağır çekirdekler alfa(α) ışını(helyum çekirdekleri) yayabilir veya fizyon reaksiyona maruz kalabilirler. Bu tepkimelere maruz kalarak parçalanan maddelere ‘radyoaktif madde’, çevreye yayılan alfa, beta ve gama gibi ışınlara ise ‘radyasyon’ adı verilmektedir.[1] Elektronların bir yerden diğer bir yere doğru hareketi bir radyasyon olayıdır.Radyasyonun başlıca 3 kaynağı var:

  1. Kozmik radyasyon (güneşteki nükleer reaksiyonlardan gelir - UV)
  2. Gama ışınları (radyoaktif elementlerden gelir)
  3. X ışınları (elektronların yörünge değiştirmesi ile meydana gelir)
Radyoaktif Uranyum-238 Çekirdeğin Bozunma Serisi (y = yıl, g = gün, ve d = dakika)


Tarihçe

Batıya göre 1896' da Fransız fizikçi Henri Becquerel ilk olarak uranyum tuzunun görünmez ışınlar yaydığını farketmiştir. İki sene sonra Marie Curie ve eşiPierre Curie uranyum ile deney yaparken benzer ışınlara rastlamışlardır. Bu deneyde polonyum ve radyum oluştuğunu görmüşlerdir ve bu iki elementi ilk keşfedenler olmuşlardır. Polonyum ve özellikle radyum'un daha fazla ışın yaydıklarını gözlemişlerdir.[2]

Özetle

  • Radyasyon, radyoaktif bir atom çekirdeğinin bozunması sonucu ortaya çıkar.
  • Bir çekirdeğin kararlı olması çekirdekteki nötron/proton oranına bağlıdır.
  • Kararlı nötron/proton oranına ulaşmak için çekirdekler bozunmaya uğrarlar ve bu şekilde kararlı hale geçmeye çalışırlar.
  • Bu bozunmalar alfa (α), beta (β), ve gama (γ) bozunmaları olarak bilinir.
  • Alfa (α) taneciği çekirdeğidir. Beta (β) taneciği bir elektrondur . Gama bozunması ise, sadece bir enerjidir.
  • Her bir radyoaktif maddenin bir yarı ömrü (t1/2) vardır. Yarı ömür "başlangıçtaki radyoaktif maddenin miktarının yarıya inmesi için geçen süre" olarak tanımlanır.
  • Radyoaktivitenin zararlı etkileri olduğu gibi oldukça da önemli yararlı etkileri vardır. Radyoaktivitenin yararlı etkileri özellikle tıpta ve endüstride kullanılmaktadır.

Radyoaktif Parçalanma ve Radyasyon

Bir radyoaktif element ister metal halinde, ister bileşik halinde olsun ister katı, sıvı veya gaz halinde olsun daima aynı şekilde görünmeyen ışınlar yayınlamağa devam eder.Bu ışınlar 3 türlüdür. Radyoaktif parçalanma sırasında bunların biri, ikisi veya üçü birden ortaya çıkabilir.

  1. alfa parçacıklar
  2. beta parçacıklar
  3. gamma ışınları

İlk ikisi hareketli taneciklerden oluşurlar. Üçüncüsü ise ışık gibi elektromanyetik dalgadır (Radyasyon).Elektromanyetik radyasyon gamma-ışınları veya fotonlarla bunlara çok benzeyen ancak dalga boyları daha kısa olan x-ışınlarından ibarettir.Radyasyon bugün alfa, beta ve gama ışınları olarak bilinir.

Radyasyon Çeşitlerine Göre Penatrasyon


Alfa ışınları

Bir atom çekirdeğinin parçalanmasından meydana çıkan helyum çekirdeklerine (2 proton, 2 nötron) alfa parçacıkları denir. Alfa ışınları bu parçacıkların yayılmasından oluşur. Bir radyum-226, 88 proton ve 138 nötrona sahiptir. Bu durumda nötron sayısı, proton sayısına göre daha fazla olduğu için, atomun çekirdek yapısı sağlam değildir. Bu yüzden radyum, çekirdeğinden bir helyum çekirdeği ayırarak parçalanır ve radyumdan, 86 proton ve 136 nötrona sahib olan yeni element radon oluşur. Radyum çekirdeğinden ayrılan 2 protonlu helyumdan alfa ışınları oluşur:[3]

Beta ışınları

Beta ışınları da alfa ışınaları gibi bir atom çekirdeğin parçalanmasından oluşur. Bu parçalanmada çekirdekten 2 proton değil, bir elektron veya bir pozitron ayrılır. Bu elektron, çekirdeğin içindeki bir nötronun bir protona dönüşmesinden oluşur ve asla atomun kendi elektronu değildir. Çekirdeğin içindeki bir protonun bir nötrona dönüşmesinde bir pozitron oluşur. Bu çekirdekte oluşan elektronlara beta- parçacıkları denir, pozitronlara ise beta+ parçacıkları. Bu parçacıklardan beta- veya beta+ ışınları oluşur.Beta ışınları oluşması için çekirdeğin içinde bir nötron, bir proton ve bir elektrona dönüşür:[3]

Gama ışınları

Gama ışınlarının dalga boyu ışığın dalga boyundan daha kısa olmasına rağmen ışık gibi fotonlardan oluşur ve ışık hızıyla yayılır. Atom çekirdeğinden bir alfa veya bir beta parçacığı ayrıldıktan sonra çekirdekte fazladan enerji oluşur. Gama ışınları, atomun fazladan sahip olduğu enerjiyi çekirdeğinden ayırmasından oluşur. Yüksek enerji seviyesine sahip olan atom çekirdeğinin yapısı kararsız olur. Kararlı bir yapıya sahip olmak için çekirdekten enerji ayrılır. Gama ışınları çekidekten ayrılan elektromanyetik enerjidir.Enerji seviyesi yüksek olan baryum atomu kararsız yapılıdır ve bu enerjiyi gama ışınları şeklinde çekirdeğinden ayırır:[3]

Radyasyonun Biyokimyasal etkileri

  • Doğrudan etkileme İyonlaştırıcı radyasyonun DNA ile doğrudan etkleşmesi sonucunda ortaya çıkan DNA hasarı.
  • Dolaylı Etkileme Su moleküllerinin iyonizasyonu sonucunda oluşan serbest radikallerin hücre molekülleri ile etkileşimi nedeniyle ortaya çıkan hasar.

Doğrudan etkileme

İyonlaşabilen elektromanyetik radyasyonları, hücrenin materyali olan DNA’yı parçalayacak kadar enerji taşımaktadır. DNA’nın zarar görmesi ise hücreleri öldürmektedir. Bunun sonucunda doku zarar görür. DNA’da çok az bir zedelenme, kansere yol açabilecek kalıcı değişiklere sebep olur.

Dolaylı Etkileme

Radyoaktif kirleticiler özellikle insan, hayvan ve bitki sağlığına olumsuz etkiler yaparak çevreyi ve ekolojik dengeyi bozmaktadır. Ayrıca radyasyon, canlılarda genetik değişiklere de yol açmaktadır. Radyasyonun etkisi; cins, yaş ve organlara göre değişmektedir. Özellikle göz en fazla etkilenen organ olup, görme zayıflığı, katarakt ve göz uyumunun yavaşlamasına sebep olmaktadır. Deri ise, radyasyona karşı daha dayanıklıdır. Radyasyonun zararları genellikle zamanla ortaya çıkan bir etki olup, ani etki ancak atom bombalarının yol açtığı ölümler ve yüksek radyasyondaki yanmalar şeklinde kendini göstermektedir.

Zararsız radyasyon

X ışınları ya da röntgen ışınları temas ettikleri maddelerin elektron kaybetmelerine yani iyonize olmalarına neden olan yüksek enerjili radyasyondur. Bu ışınlar tanı amaçlı kullanılan filmlerin çekilmesinde kullanılırlar. Doza bağlı olarak hücre bölünmesi ve genetik yapısında bozulmalara neden olabilirler. Röntgen ışınlarının da dahil olduğu iyonize radyasyona en hassas olan hücreler hızlı bölünen hücrelerdir bu nedenle gelişmekte olan fetus ve ona ait dokular bu ışınlardan en fazla zarar görmesi beklenilen yapılardır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta sadece ışın ile temas eden dokunun etkilenmesi ve bu ışınların vucüt içinde seyahat etmemesidir. Örneğin çekilen bir el filminde alınan ışınlar vücüt içinde ilerleyerek rahime kadar ulaşmaz.

tıpta kullanım alanları

Kanser tedavisi

Düşük dozdaki iyonlaştırıcı ışınlar kansere neden olabilir. Fakat aynı ışınları,örneğin γ ışınları kanser tedavisinde de kullanılabilir. İyonlaştırıcı ışınlar bütün hücreleri tahrip etsede, kanserli hücreler sağlam olanlardan daha kolay tahrip edilir. Bu nedenle, dikkatlice yönlendirilmiş γ - ışınları ve yüksek enerjili x - ışınları uygun dozda verildiğinde, kanserli hücrelerin büyümesini dordurabilir. Son zamanlarda bazı kanser türlerinin tedavisi için proton ya da nötron demetleri de kullanılmaya başlanmıştır.[4]

Radyasyona hassasiyet

  1. Kan ve kemik iliği, lenfatik sistem, üreme organları (testisler ve gonadlar) ve göz mercekleri,
  2. Bazal hücreler, kıl kökü,
  3. Akciğerler, bronş-alveol hücreleri,
  4. Sindirim yolu, safra kanalı,
  5. Adrenal bezler (böbrek tubul hücreleri),
  6. Bağ, kas, kemik ve sinir doku hücreleri.
  • Kritik Dokular: Kırmızı kemik iliği, Gonadlar ve Göz mercekleri

Radyoaktivite Ölçümleri ve Birimleri

Radyoaktif parçalanmanın bulunması ve şiddetinin ölçülmesi için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Radyoaktif ışınlar, fotoğraf filmine aynen ışığın etkisini yaparlar, bununla birlikte, ışımanın bu yolla nicel ve nitel analizi kolay ve çabuk bir yol değildir. Radyoaktif ışınların analizi için, sintilasyon sayıcısı, wilson sis odası ve en çok kullanışlı olanı Geiger - Müller sayıcısı dır. Geiger - Müller sayıcısı,tüpe ince bir pencereden giren α - veya β - parçacıkları veya γ - ışıması tüpteki argon gazını iyonlaştırır ve Ar+ iyonları oluşur. Tüpün elektronları arasına bir gerilim uygulanırsa, bu iyonlar bir elektriksel boşalmaya neden olurlar ve puls verirler. Bu pulsların şiddeti arttırılarak (ve çoğu zaman bir sese dönüştürülerek) otomatik olarak sayılırlar.[5] Radyoaktif maddenin saniyedeki bozunma sayısına aktivite denir. Aktivitenin SI (Uluslararası Birim Sistemi) birimi "Becquerel" (Bq) olarak adlandırılır. Curie (Ci) SI öncesi kullanılan radyoaktivite birimidir.[6]

Kaynakça

  1. ↑ "Radyasyon nedir.?". 21 Aralık 2012 tarihinde erişilmiştir.
  2. ↑ "1896 Fransız fizikçi Henri Becquerel tarfafından bulunmuştur". 21 Aralık 2012 tarihinde erişilmiştir.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 "Radyasyon". 21 Aralık 2012 tarihinde erişilmiştir.
  4. ↑ Erdik, E. ve Sarıkaya, Y. "Temel Üniversite Kimyası", Gazi kitabevi, Ankara, 1997
  5. ↑ Bettelheim, F.A. and March J. Introduction to General, organic and Biochemistry, Fourth Edition, Saunder College Publishing, USA, 1995.
  6. ↑ Petrucci, R. H. and Harwood, W. S. "General chemistry principles and modern Applications", sixth Edition, Macmillan Publishing Company, USA, 1993.
"Bilgibank.tk" adresinden alınmıştır.