Radyasyonun Canlılara Etkisi

[SERDEM]

RADYASYONUN CANLILARA ETKİSİ

Radyasyon bir çok insanın düşündüğü gibi 1900’lü yıllarda keşfedilmesi ile ortaya çıkan bir tehlike değildir. Tam aksine ilk çağlardan beri vardır. Ancak, teknolojinin ve sanayileşmenin gelişmesi, uranyum elementinin eldesi ve kullanılması ile radyasyonun etkileri giderek artmıştır.

Radyasyon üreten bir çok kaynak vardır. Bunlardan televizyon gibi elektronik cihazlar, X–ışını üreten tıbbi ve endüstriyel röntgen cihazları en sık karşılaşılanlardır. En önemli bir başka radyasyon kaynağı da nükleer reaksiyonlardır. Nükleer denemelerde (atom ve hidrojen bombaları) reaksiyon sonucu oluşan ürünler radyoaktif olduklarından reaksiyonlar dursa da radyasyon uzun zaman devam eder.

Diğer bir radyasyon kaynağı ise uzaydır. Güneş ve yıldızların enerjisi nükleer reaksiyonlardan (füzyon) kaynaklanır. Dünyamıza uzaydan ısı ve ışık ile birlikte nükleer radyasyon da gelir. Dünyaya gelen bu tür ışınlara kozmik radyasyon denir. Atmosferdeki ozon tabakası tarafından bu radyasyonun çoğu soğurulsa da az bir kısmı yeryüzüne ulaşır. Kısacası radyasyondan kaçınmak mümkün değildir.

Radyasyon denince ilk akla gelen X ve gama ışınlarıdır. Her iki ışınında enerjisi çok yüksektir. Bu yüzden bu ışınların maddelere nüfuz etme özellikleri çok fazladır.

Alfa ve beta ışınları atomun çekirdeğinden kaynaklanan radyoaktif ışınlardır. Her iki ışın da belirli bir kütleye sahiptir. Alfa ve beta ışınları kütleleri ve elektriksel yüklerinden dolayı, X ve gama ışınlarına göre, maddelere daha az nüfuz ederler. Ancak, bu ışınların iyonlaştırıcı etkileri daha fazladır. Nötron ve proton ise kütleleri alfa ışınlarının dörte biri kadar olan nükleer taneciklerdir. Çeşitli nükleer reaksiyonlar sırasında çekirdekten kopan nötron ve protonlar insan sağlığı için en tehlikeli radyasyonlardır. Özellikle nötron, elektrik yükü olmadığından çok büyük nüfuz etme özelliğine sahiptir. Buraya kadar kaynağını ve özellliğini anlattığımız radyoaktif ışınların insan vücuduna etkisi bu ışınların hareketleriyle ilgilidir.

Uzayda saniyede yaklaşık 300.000 km gibi çok yüksek hızlarla hareket eden bu ışınlar kolaylıkla insan vücuduna nüfuz edebilir ve vücudu oluşturan biyolojik hücrelere hasar verebilirler. Ayrıca, bu ışınların hücrelerin kimyasal yapılarını değiştirmeleri de mümkündür. Özellikle elektrik yüklü ışınlar saniyenin binde biri gibi çok kısa süre içinde hücre moleküllerini parçalayıp iyonlarına ayrıştırabilirler. Bununla birlikte, etrafta bulunan diğer hücreleri de fizyolojik görevlerini yapamaz duruma getirebilirler. Bütün bunların sonucunda radyasyona maruz kalan bir hücre ya ölür veya işlevini yitirir. Aslında az sayıda hücrenin ölmesi önemli değildir. Çünkü, normal yaşamda yıpranan hücrelerin ölümü ve yerlerine yenilerin doğması doğaldır. Ancak, yüksek radyasyon sonucu çok sayıda hücrenin aniden ölmesi veya normal çalışmasının bozulması canlının sağlığını önemli ölçüde etkileyecek bir olaydır.

Hayati önemi fazla olan dokularda (kemik iliği, dalak, kan ve üreme hücreleri) radyasyonun etkisi daha erken görülür. Çünkü, bu hücreler daha çabuk çoğaldığından bir hücredeki hasar, sakat doğan yeni hücrelerle çığ gibi büyür. Bu ise uzun bir zaman dilimi içerisinde her an bir tümör olarak sonuçlanabilir. Radyasyonun kanserojen etkisi bu şekilde ortaya çıkmaktadır.

En büyük tehlike ise hücre çekirdeği içindeki DNA’ların bozulmasıdır. DNA’lardan oluşan kromozomların yapılarının değişmesi, taşıdığı sırların kaybolması ve yeni genetik yapılı hücreler haline dönüşmesi sonucunda ebeveyne benzemeyen yeni bir genotip ortaya çıkar. Bu farklılaşmaya mutasyon adı verilir. Eğer bu durum, bireyin üreme hücrelerinde gerçekleşirse radyasyondan kaynaklanan bu değişiklik gelecek nesillere de aktarılır.

Yüksek dozda radyasyona maruz kalmış bireylerde görülebilecek başlıca hastalıklar şunlardır: Kanda ve kan yapan organlarda tahribat (anemi, lösemi), ciltte ateş yanığını andıran yaralar, gözde katarakt, kısırlık, kanser ve kalıtımsal bozukluklar.

Bir insan vücudunun kısa bir süre belirli bir radyasyon dozuna maruz kalması sonucu görülebilecek rahatsızlıklar ise kişiden kişiye değişebilir. Ancak, bu rahatsızlıkların genel özellikleri şu şekilde özetlenebilir:

50 rem gözlenebilir bir biyolojik etki meydana getiren en küçük radyasyon dozudur. Bu doz kandaki akyuvar sayısında geçici bir değişiklik meydana getirir.

100 – 200 rem arasında radyasyona maruz kalan bir insanda 3 saat içerisinde kusma ile birlikte yorgunluk ve iştahsızlık görülür. Bu tür hastalarda bir kaç hafta içinde iyileşme gözlenir.

300 rem radyasyon dozuna maruz kalan kişilerde 2 saat içinde kusma ve halsizlik başlar. Yaklaşık 2 hafta sonra ise saçlar dökülmeye başlar. Bir ay ile bir yıl arasında bu kişilerin %90’ı iyileşir. Vücut tarafından alınan radyasyon dozunun artmasıyla gözlenen etkiler daha belirgin ve ciddi olmaya başlar.

400 rem radyasyon dozuna maruz kalan kişilerde bir kaç saat içerisinde başlayan bulantı ve kusma dönemini iştahsızlık, halsizlik, ateş ve saç dökülmesi izler. Yaklaşık iki hafta sonra ağızda iltihaplanma görülür, ishal ile birlikte hızlı kilo kaybı başlar. Bu dozda radyasyona maruz kalan fertlerin %50’si 2 ile 4 hafta içinde ölür.

Doz 600 rem’e çıktığında ise ölüm oranı %90’a çıkar. Kalanların iyileşmesi ise çok uzun süren tedaviler gerektirir.

Radyoaktif ışınların zararları yanında bir çok yararları ve kullanım alanları da mevcuttur.

Radyoaktif izotoplar ile radyoaktif olmayan izotopların kimyasal özellikleri aynıdır. Bundan dolayı radyoaktif izotoplar izleyici olarak kimya araştırmalarında yaygın bir şekilde kullanılırlar. Örneğin bitki besin maddesine az miktarda katılan radyoaktif özelliğe sahip fosfor – 32 izotopu ile, fosforun bitki tarafından kullanılması izlenebilir. İzleyiciler özellikle tarımda kimyasal gübrelerin en uygun bileşiminin kullanım biçiminin bulunmasında büyük önem taşır.

Ayrıca, bir kimyasal tepkimenin mekanizması ya da bir bileşiğin yapısı çoğu zaman deneylerde radyoaktif izleyiciler kullanılarak aydınlatılır. Örneğin karbon – 14 izotopu ile fotosentez olayı incelenmiş ve CO2’nin şekerlere ve nişastalara dönüşümü hakkında geniş bilgi edinilmiştir.

Radyoaktifliğin ışınım etkilerinden yararlanılan uygulamaların başında ışın (Curie) tedavisi gelir. Bu yöntem kanser ve benzeri habis tümörlerin yok edilmesinde kullanılır. Bu tedavi için en çok kullanılan radyoaktif izotop bir gama yayımlayıcısı olan kobalt – 60 izotopudur.

Radyoaktif izotoplar hastalıkların teşhisinde de kullanılır. Örneğin günümüzde yaygın olarak kullanılan pozitron ışın tomografisi (PET scan) özellikle beyindeki bazı hastalıkların teşhisinde kullanılır. Bu yöntemde hastaya çok az miktarda karbon – 11 izotopu içeren glikoz (C6H12O6) verilir. Daha sonra glikoz ile beyne giden karbon –11 izotopunun yapmış olduğu pozitron ışınlarını belirlemek için beyin tomografisi çekilir. Bu yolla beyindeki anormallikler teşhis edilebilir.

Radyoaktif iyot – 131 izotopu tiroid bezi ile ilgili hastalıklarda kullanılır. Hastaya iyot –131 izotopu içeren NaI çözeltisi verilir. Kan dolaşımındaki bu izotopun vücuttaki hareketi radyasyon algılayıcılarıyla izlenir. Bunun sayesinde tiroid bozuklukları tiroid kanserleri, böbrek ve karaciğer hastalıkları teşhis edilebilir.

Radyografi radyoaktif ışınlar yardımıyla film veya duyarlı plaka üzerinde görüntü elde etme yöntemidir. Bu yöntem tıpta röntgen çekimi olarak bilinir. Röntgen çekiminde elektronik cihazların ürettiği X–ışınları kullanılır.

Endüstriyel radyografi de ise iridyum – 192 ve kobalt – 60 gibi radyoizotopların ürettiği gama ışınları kullanılır. Bu ışınlar ile metal ve plastik levhaların kalınlıklarının ölçülmesi, iç yapılarının incelenmesi mümkündür.

Radyoizotopların diğer bir kullanım alanı ise petrol sanayisidir. Örneğin bir petrol boru hattında akışa katılan az miktarda radyoizotop ile borunun dışından akışı izlemek mümkündür. Ana boru hattından benzin, gaz ve motorin gibi petrol ürünleri arka arkaya gönderilebilir. Aktarılan ürünlerin son kısımlarına konulan radyoizotoplar sayesinde boru hattının diğer ucunda bir ürünün bitip diğer ürünün başladığı anlaşılabilir.

Kaynak: Kimya 1, Sürat yayınları, Altın seri, Necdet Çelik, Ali Rıza Erdem, Ayhan Nazlı, Varol Gürler, Hulusi Patlı, Hasan Karabürk, 1997, İstanbul