Etkisi ve Tehlike Seviyeleriyle Radyasyon • Kozmik Anafor | Türkiye'nin Astronomi Kaynağı
Berkan Alptekin 8 Haziran 2019 Fizik / Astrofizik, Kozmik Anafor Arşivi, Popüler Bilim
Paris’te 1852’de dünyaya gelen Antoine Henri Becquerel ile başlayalım. Kendisi fosforlu maddelerin ışık saçmasının nedenleri üzerinde deneyler yaparken, kullandığı fotografik levhaların, sadece uranyum tuzu tarafından siyahlaştırılması ile radyasyon ve radyoaktiviteyi keşfetmiştir.
Radyoaktivite Uranyum gibi atom numarası büyük ve stabil olmayan elementlerin iyonlaştırıcı radyasyon yayarak kütle kaybedip enerji saçmasıdır. Temel olarak Alfa, Beta ve Gamma bozunumu olarak üç başlıkta toplanır.
Radyoaktif elementlerin bozunmasından kaynaklı iyonlaştırıcı radyasyon türleri alfa, beta, nötron parçacıkları ile gamma ışınları kaynaklı radyasyondur. Doğada bulunan diğer iyonlaştırıcı parçacıklar da muon, meson, pion ve hatta pozitron gibi parçacıklardır. Bu parçacıkların çoğunluğu uzaydan gelen kozmik ışınların (%99u alfa parçacığı ve %1 daha ağır parçacıklar olan esas kozmik ışınların)atmosferimiz ile çarpışması sonucu oluşan ikincil kozmik ışınımlardır.
Alfa Parçacıkları: Uranyum, Toryum, Aktinyum ve Radyum gibi ağır elementlerin bozunumu sonucu açığa çıkar. 2 proton ve 2 nötrondan oluşan, helyum çekirdeğine benzer bir parçacıktır. Bu radyasyondan korunması kolaydır, birkaç milimetrelik kurşun, alfa parçacıklarını yalıtabilir.
Okumalısınız: Kurtuluşumuz: Termonükleer Füzyon Enerjisi
Kısa menzillidir, giyisileri ve insan tenini delip geçemez. Bu nedenle vücudun dışındaki bi alfa kaynağı çok yakın mesafeden maruz kalınmadığı sürece ciddi bir tehlike sayılmamakla beraber, bu parçacığı saçan herhangi bir elementin, solunumu, yutulması veya açık bir yaraya temas edip dolaşım sistemine sokulması çok zararlı olabilir. Kendisi dokuya temas halinde maruz kalınabilecek en güçlü iyonize edici radyasyon türüdür ve aynı dozda bir beta yada gamma radyasyonuna maruz kalmaktan 10-1000 kat arasında daha zararlıdır.
Beta Parçacıkları: Carbon-14, Trityum, Potasyum-40 gibi elementlerden salınan beta parçacıkları aslında yüksek enerjili ve yüksek hızlı elektron ve pozitronlardır. Örneğin nükleer reaktörlerin sıvı soğutma sistemlerinde görülen mavi ışık, fisyon reaksiyonlarında üretilen beta parçacıkları kaynaklı Cherenkov radyasyonu’dur.
Işığın sudaki faz hızı, boşluktaki ışık hızının %75’i iken, beta parçacıklarının ışığın sudaki hızından daha hızlı hareket etmeleri sonucu bu mavi ışık oluşur. Beta radyasyonu kısa menzillidirler, kaynaklarından en fazla bir kaç metre uzağa etki edebilirler. Bu radyasyon türüne karşı normal kıyafetler kısıtlı korunma sağlayabilir ve yakın temas halinde insan tenini, yeni hücrelerin üretildiği tabakaya kadar geçebilir, uzun süreli temas halinde ciltte yara açabilir, DNA mutasyonlarına ve kansere sebep olabilir.
Okumalısınız: Gama Işını Patlamaları
Gama Işınları: Radyasyon ve kanser riskinden bahsedilirken, X-ışınları ile birlikte en akla gelen radyasyon türüdür gamma ışınları. İyodin-131, Kobalt-60, Radyum-226 gibi elementlerin atom çekirdeklerinde (nucleus) gama bozunumu sonucu oluşan çok yüksek frekanslı ve yüksek enerjili elektromanyetik radyasyon türüdür. Temel olarak kütlesi ve yükü olmayan fotonlardır. Tür olarak görünür ışığa, radyo dalgalarına ve ultraviyole ışığa benzerler. En büyük farkları, taşıdıkları enerjinin fazlalığıdır.
Radyoaktif elementlerin bozunumunun, kozmik ışınların atmosferle etkileşiminde, yıldırımlarda, pulsar ve magnetarlarda, gama ışını patlamaları gibi ilginç doğa olaylarında üretilir. Delip geçici, uzun menzilli bir radyasyon türüdür ve korunumu çok zordur. Alfa ve Beta radyasyonlarından daha az iyonize edici olmalarına karşın, delip geçici olmaları ve uzun menzilleri gamma ışınlarını en riskli radyasyon türlerinden biri yapar. DNA’larda yapısal bozulmaya sebep olup, kansere sebep olmasıyla birlikte kanserle savaşta da yine gama ışınları kullanılır.
Tıbbi taramalar yada havaalanlarındaki güvenlik taramaları gibi düşük dozlara kısa süreli maruz kalmak bir sağlık riski oluşturmazken, yüksek dozlara maruz bırakacak olaylar, örneğin bir gama ışını kaynağı elementin yakınında bulunmak, nükleer silah kullanımı veya bir nükleer reaktör sızıntısı, gama ışınları kaynaklı ciddi sağlık problemlerine, kansere ve radyasyon zehirlenmesine sebep olabilir.
Dünyaya yönlenmiş bir gama ışını patlaması ise birkaç bin ışık yılı mesafeden ozon tabakamızı kavurup, biz dahil canlı türlerinin çoğunun soykırımına sebep olabilir. Böyle korkunç olaylar ve kanserle savaşın yanı sıra, astronomide, tıbbi gereçler gibi sterilizasyon gerektiren malzemelerin mikroorganizmalardan arındırılmasında ve birçok başka tıbbi alanda da gamma ışınlarından söz edilebilir.
Antimadde tahmin ettiğimizden daha çok hayatımızın içindedir. Örneğin PET taramaları(Positron Emission Tomography), elektronun karşıt parçacıkları olan pozitronları kullanır. Bu taramalarda dolaşım sistemine enjekte eden kısa ömürlü bir radyoaktif bir izotop pozitron yayan bir bozunum geçirir.
Bu pozitronlar dokuda 1mm gibi kısa bir mesafe kat ederler. Bu sürede kinetik enerjileri azalır ve sonunda bir elektron ile temas ederek birbirlerini yok ederek birbirinin aksi yönünde hareket eden gamma ışınları (yüksek enerjili fotonlar) oluştururlar. PET tarayıcısı aynı anda oluşup birbirlerinin aksiyönünde hareket eden bu gamma ışınlarını tespit ederek taranan bölgenin üç boyutlu bir resmini çıkartır.
45,000 feete (13.7 km) kadar çıkabilen Boeing 747-SP uçağının içine yerleştirilmiş bir teleskoptan ve diğer …