Radyasyon
Radyasyon, endüstride, tıpta ve araştırmada kullanılan çok çeşitli kaynaklar ve cihazlar tarafından yayılır. Aynı zamanda çevrenin doğal bir parçasıdır. Bu bölümün amacı okuyucuya radyasyonun doğası, biyolojik etkileri ve ona karşı alınması gereken önlemler hakkında geniş bir fikir vermektir.
Maddenin yapısı
Tüm maddeler elementlerden oluşur, örneğin hidrojen, oksijen, demir. Herhangi bir elementin temel birimi, kimyasal yollarla daha fazla bölünemeyen atomdur. Atomun kendisi üç tip parçacığın bir düzenlemesidir.
- 1 Proton. Bunlar birim kütleye sahiptir ve pozitif elektrik yükü taşırlar.
- 2 Nötron. Bunların da birim kütlesi vardır, ancak yük taşımazlar.
- 3 Elektron. Bunlar, proton ve nötronlardan 2000 kat daha az kütleye sahiptir ve negatif bir yük taşırlar.
Protonlar ve nötronlar, atomun çekirdeğinin merkezi kısmını oluşturur; iç yapıları burada alakalı değildir. Elektronlar çekirdeğin etrafındaki yörüngeleri alır ve elektriksel olarak nötr bir atomda elektronların sayısı protonların sayısına eşittir. Elementin kendisi, çekirdekteki proton sayısı ile tanımlanır.
Bununla birlikte, belirli bir element için, nötronların sayısı, o elementin farklı izotoplarını oluşturmak üzere değişebilir. Bir elementin belirli bir izotopuna nüklid denir. Bir nüklid, elementin adıyla ve kütlesiyle tanımlanır, örneğin karbon-14. Doğal olarak oluşan 90 element vardır; plütonyum ve amerikyum gibi ek elementler, örneğin nükleer reaktörlerde insan tarafından yaratılmıştır.
Elektron sayısı proton sayısına eşit değilse, atom net pozitif veya negatif yüke sahiptir ve iyonize olduğu söylenir. Böylece nötr bir atom bir elektron kaybederse, pozitif yüklü bir iyon ortaya çıkacaktır. Elektron kaybetme veya kazanma işlemine iyonizasyon denir ve birçok kimyasal ve fiziksel işlem sırasında meydana gelir.
Radyoaktivite
Bazı nüklidler kararsızdır ve kendiliğinden diğer nüklidlere dönüşürler, ya parçacık (örneğin a ve p parçacıkları) ya da elektromanyetik (örneğin y-ışınları) radyasyon şeklinde enerji yayarlar. Bu özelliğe radyoaktivite denir ve bunu gösteren nüklidin radyoaktif olduğu söylenir.
Doğada meydana gelen nüklidlerin çoğu stabildir, ancak bazıları radyoaktiftir, örneğin uranyum ve toryumun tüm izotopları. Stronsiyum-90, sezyum-137 ve insan yapımı elementlerin izotopları, plütonyum ve amerikan gibi birçok başka radyoaktif nüklid (veya radyonüklid) yapay olarak üretilmiştir.
Radyasyon Nedir
Günlük hayatta radyasyon
Alfa radyasyonu
Nükleer radyasyon nedir
Kozmik radyasyon
Yapay radyasyon
Yapay radyasyon kaynakları
Gama radyasyon
İyonize radyasyon
Radyoaktif bozunma sırasında yayılan radyasyon, içinden geçtiği malzemenin iyonlaşmasına neden olabilir ve bu nedenle iyonlaştırıcı radyasyon olarak adlandırılır. X ışınları, başka bir iyonlaştırıcı radyasyon türüdür. İyonizasyon, canlı hücrelerde değişikliklere yol açabilecek ve sonunda belki de biyolojik etkilerin ortaya çıkmasına neden olabilecek kimyasal değişikliklere neden olabilir.
Endüstride karşılaşılan iyonlaştırıcı radyasyonlar başlıca a,p, y ve X-ışınları, bremsstrahlung ve nötronlardır. Kişiler vücut dışındaki kaynaklardan (dış ışınlama) veya vücut içinde biriken radyonüklidlerden (iç ışınlama) ışınlanabilir. Radyasyon, epidermisin bazal tabakasına (yani derinin canlı hücrelerine) ulaşmak için yeterince nüfuz ettiğinde dış ışınlama ilgi çekicidir. Dahili ışınlama, radyoaktif materyalin yutma, inhalasyon veya cilt veya açık yaralar yoluyla emilim yoluyla alınmasını takiben ortaya çıkar.
Parçacık iki protondan ve iki nötrondan oluşur. Bu nedenle ağırdır ve çift yüklüdür. Alfa radyasyonu çok kısa bir menzile sahiptir ve birkaç santimetre hava, bir kağıt yaprağı veya derinin dış ölü tabakası tarafından durdurulur. Vücut dışında, bu nedenle bir tehlike oluşturmaz. Bununla birlikte, vücut içindeki a-yayan radyonüklidler endişe vericidir, çünkü bir parçacık enerjilerini çok kısa mesafelerde dokuya kaybederek nispeten yoğun lokal iyonizasyona neden olur.
p parçacığının kütlesi ve yükü bir elektrona eşit büyüklüktedir. Dokudaki aralığı, enerjisine büyük ölçüde bağlıdır. Enerjisi yaklaşık 0.07 MeV’nin altında olan bir p partikülü derinin dış ölü tabakasına nüfuz edemez, ancak 2.5 MeV enerjisi olan biri yumuşak dokuya yaklaşık 1.25 cm derinliğe kadar nüfuz eder.
Enerji burada elektron volt (eV) birimiyle ifade edilir; bu, bir elektronun bir voltluk potansiyel farkından geçerken kazandığı enerjinin bir ölçüsüdür. Elektron voltunun katları yaygın olarak kullanılır; MeV, Mega elektron Volt (1MeV = 1000000V) anlamına gelir.
Maddede parçacıklar yavaşladıkça, daha uzak mesafelere nüfuz edecek olan bremsstrahlung (bir tür X-radyasyonu) üretilir. Bu nedenle, vücudun dışındaki bir P-radyasyonu kaynağı, P radyasyonunun enerjisinden hemen görünenden daha fazla nüfuz edici radyasyona sahip olabilir. Vücut içindeki beta yayan radyonüklidler de endişe vericidir, ancak P parçacıklarının neden olduğu toplam iyonizasyon, ct parçacıklarının neden olduğu kadar yoğun değildir.
Gama ışınları, X ışınları ve bremsstrahlung, çok daha yüksek frekans ve enerjilere sahip olmaları dışında, doğaları gereği sıradan ışığa benzeyen elektromanyetik radyasyonlardır. Üretildikleri şekilde birbirlerinden farklıdırlar. Gama radyasyonu radyoaktif bozunmada yayılır.
X-ışınlarının en yaygın olarak bilinen kaynağı, elektronların boşaltılmış bir tüpteki metal bir hedefi bombalamak için yapıldığı bazı elektrikli ekipmanlardır. Bremsstrahlung, P parçacıklarının yavaşlaması ile üretilir; enerjisi orijinal P parçacıklarının enerjisine bağlıdır.
Elektromanyetik radyasyonun nüfuz etme gücü, enerjisine ve içinden geçtiği maddenin doğasına bağlıdır; yeterli enerji ile bir insan vücudundan geçebilir. Bu radyasyonların vücut dışındaki kaynakları bu nedenle zarar verebilir. X-ray ekipmanı ile makine kapatıldığında radyasyon durur. Ancak gama ışını kaynakları her zaman radyasyon yayar.
Nötronlar, belirli nükleer süreçler sırasında, örneğin ağır bir çekirdeğin iki parçaya ayrıldığı nükleer fisyon sırasında yayılır. Ayrıca, ct parçacıkları belirli nüklidlerin çekirdeğiyle çarpıştığında üretilirler; bu fenomen, toprağın nem içeriğini ölçmek için metre cinsinden kullanılır.
Yüksüz oldukları için atomların etrafındaki elektrik alanlarından etkilenmeyen nötronlar, büyük nüfuz gücüne sahiptir ve vücut dışındaki nötron kaynakları zarar verebilir. Nötronlar dolaylı olarak iyonlaşma üretir. Yüksek enerjili bir nötron, içinden geçtiği malzemedeki bir çekirdeğe çarptığında, enerjisinin bir kısmı çekirdeğe aktarılır ve daha sonra geri teper. Elektrik yüklü olması ve geri tepme çekirdeğinin yavaş hareket etmesi, kısa bir mesafede yoğun iyonizasyon yaratır.
