“Hemen hatırlayalım, ‘Çernobil nükleer santralindeki’ kaza dolayısıyla oluşan menfi radyasyonun başlıca içeceğimiz olan suyu nasıl zehirlediğini...
"Ve biz bu zehirlenmeyi asla farkedemeyiz. Ama öyle bir tesir gösterir ki yıllar sonra da olsa radyasyon etkisini kaybetmez ve siz bu degisimin hiçbir zaman farkında olamazsınız."

Yine hazırlıksız yakalayan nükleer bir kaza ve uzun yıllar sürecek yan etkileri ile karşı karşıyayız. Türkiye gibi gelişmekte olan ülkeler için kabul edilebilir ancak Japonya gibi gelişmiş bir ülkeden beklenmeyen hata bu...

Japonya’nın kuzeyindeki bir kasabada nükleer yakıt üreten bir fabrikada, atom bombasının hammaddesi olan uranyum reaksiyona girdiğinde, ülke; tarihinin en büyük nükleer faciasını yaşadı ve yaşayacak...

Sıvı uranyumdan, nükleer santraller için katı uranyum elde edilen Nükleer yakıt fabrikasında; 2.4 kilogram uranyum yerine 12.4 kilogram uranyum boşaltılması ile tankta nükleer füzyon başladı. Patlama sonucunda da, havaya büyük miktarda radyasyon yayıldı.

Bilindiği gibi, uranyum atomu içinde bulunan nötronlar, atom çekirdeğine çarpar ve uranyum parçalanır. Radyasyon; atomlardan enerji salınmasıdır. Uranyum parçalanması ile çok büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bu zincirleme reaksiyon, atom bombası ile aynı sistemi oluşturur.

Nükleer tepkime, geri dönüşümsüz şekilde başlamıştır, artık sadece, yan etkilerini en aza indirme çabaları vardır. İlk planda; reaksiyonu değil durdurmak, müdahale imkanı dahi yoktur. Bölgede yoğun radyasyon ve geçici ısı artışı izlenmiştir.

Merkezde radyasyon miktarı, normalin on beş bin kat fazlası olarak saptanmıştır ve halkalar şeklinde azalarak yayılmaktadır.

Olayı takiben 5-6 saat sonra reaksiyonun sıfıra indiği belirtilmekle birlikte; yoğun radyasyona dayanıklı elbiseleri olmayanların bu saptamayı yapabilmeleri şüpheli görünmektedir. Kaldı ki, bilimsel veriler bu tespite uymamaktadır.

Radyasyonun özellikleri, şu şekilde sıralanabilir:

1. Hızları; ışık hızına eşittir,

2. Geçtikleri tüm ortamlara enerji transfer ederler. Enerji frekansları ile doğru, dalga boyları ile ters orantılıdır,

3. Boşlukta düz bir çizgi boyunca yayılırlar,

4. Maddeyi geçerken enerjileri azalır, (Absorbe edilir ve saçılır.)

Radyasyon ölçüm birimi olarak RAD kullanılır.

RAD = Radyasyon Absorbsiyon dozudur. Maddenin 1 gramının absorbe ettiği enerji miktarıdır.

Radyobiyoloji, radyasyonun canlı organizmalar üzerindeki etkilerini inceleyen bilim dalıdır.

Hücre, canlı organizmanın en küçük birimidir. Büyük bölümü sudur. Hücrenin yapı taşları olan enzim, protein, DNA-RNA gibi makromoleküller ve mitekondri, ribozom gibi organeller sudan oluşan bir ortam içinde bulunurlar.

Radyasyonun madde ile etkileşimi sonucu, ısı, eksitasyon ve iyonizasyon oluşur. Bunların sonucunda, kimyasal ve biyolojik etkiler ortaya çıkar.

Elementlerin dış orbitlerindeki elektronlar, kimyasal reaksiyonlarda önemli rol oynar. Radyasyon etkisiyle bu elektronların sökülmesi, maddenin kimyasal özelliğini değiştirir.

Hücre içerisindeki makromoleküllerde (DNA-RNA) veya su moleküllerinde görülebilir. Buna göre radyasyonun hücreye etkileri doğrudan veya dolaylı olarak ikiye ayrılır;

Doğrudan etki= Makro moleküllerde görülür. Makromoleküllerden enzimler gibi bir kısmının, hücre içerisinde çok sayıda benzeri vardır. Işının etkisi ile yapısı değişen molekülün işlevi, benzerleri tarafından yerine getirilir. Böylece hücrede ışına bağlı bir değişiklik görülmez.

DNA gibi makromoleküllerden ise, hücre çekirdeğinde ancak gerektiği kadar vardır, benzerleri bulunmaz. Bunlara “anahtar molekül” adı verilir. Işının anahtar moleküllerde oluşturduğu değişiklik, doğrudan hücrenin yapısını etkiler. Kromozomların yapısında bulunan ve kalıtsal karakterlerin geçişini saptayan DNA’da meydana gelecek değişiklikler, derecesine göre genetik mutasyon veya hücrenin ölümü ile sonuçlanır.

Dolaylı etki= Su moleküllerinde görülür. Su molekülleri iyonize olur, serbest kökler açığa çıkar. Bunların birleşmesiyle ortaya çıkan hidrojen peroksit, şiddetli oksidan bir maddedir, hücre metabolizmasını bozabilir. Ayrıca, oluşan serbest kökler makromoleküller ile birleşerek kimyasal yapılarını değiştirebilir.

Böylece, doğrudan etki ile oluşan değişiklikler, dolaylı olarak ortaya çıkmış olur.

Hücre türünün radyasyona karşı duyarlılık derecesi farklıdır. Organizmadaki en duyarlı hücreler, lenfositler (bağışıklık sisteminin temel hücreleri), en dirençlileri ise kas ve sinir hücreleridir.

Hızla çoğalan ve bölünme fazında olabilen hücreler, radyasyona daha duyarlıdır.

Radyasyonun organizmadaki etkileri ışınlamanın şekline ve dozuna göre değişir ve bu faktöre bağlı olarak, hemen görülebilir veya sessiz bir devreden sonra ortaya çıkabilir. Sessiz devre, yüksek dozlarda on beş günden başlayıp, az dozlarda kronik ışınlamalarda yirmi yıla kadar değişebilir.

Bu etkileri şöyle sınıflandırabiliriz:

1- Yüksek Dozlarda Akut Radyasyon Etkileri:

Bir kez yüksek doz radyasyon ile oluşur. Atom bombasında, nükleer reaktörlerdeki kazalarda, hayvan deneylerinde görülür.

Etkiler, dozla orantılıdır. Önce hücre bölünmesinde yavaşlama, kromozomlarda kırılma, alyuvar sayısında azalma ve bağışıklık sisteminde inaktivasyon oluşur.

300-600 RAD= Kemik iliğinin çalışmaması sonucu % 50 ölüm görülür.

1000-1200 RAD= Sindirim sisteminde yaygın kanlanma bozukluğuna bağlı % 100 ölüm.

5000 RAD= Beyin etkilenir; ani ölümle sonuçlanır.

2- Az Dozda Kronik Radyasyon Etkileri:

Röntgen teknisyenleri ve radyologlarda ellerde deride kuruluk, pigmentasyon, erken katarakt, kısırlaşma, lösemi izlenebilir.

ünlük hayatımızın hemen her alanında, gerek doğal yollardan, gerekse teknolojik gelişmelerin getirdiği kolaylıkların, belki de bir bedeli olarak sürekli radyasyona maruz kalmaktayız. Hiç farkında olmadığımız bir şekilde organlarımız, dokularımız radyasyonla etkileşime girmektedir. Bu etkileşim bazı durumlarda gözle görülür sonuçlar doğururken, bazen de hiç haberimiz olmadan vücudumuzun içinden geçip gitmektedir.
Radyasyonun ne olduğunu, maddeyle ve bedenlerimizle etkileşiminin nasıl gerçekleştiğini anlayabilmek için öncelikle atom hakkındaki bilgilerimizi tazelememiz gerekmektedir.

Atom:

Literatürde atom; bir elementin kimyasal tepkimelere girebilen en küçük parçası olarak tanımlanır. Yalnız bu tanımlamanın en can alıcı kelimesini gözden kaçırmamak gerek: “Küçük” kelimesi kanaatimce, bizler için en ilginç ve anahtar kelimedir. Muhakkak sorulması gereken şey küçüklüğün ne kadar olduğudur.
Şunu söyleyebilirim ki, bu küçüklük bizim düşünce ve hayal sınırlarımızı zorlayacak değerlere sahiptir.
Bu konu ile ilgili rakamsal verilere geçmeden önce, atomun şekli hakkında kısaca bilgi vermek yerinde olur:
İlk atom modeli Rutherford (1911) tarafından sunulmuştur. Bu modele göre ortada pozitif yüklü bir çekirek bulunmaktadır. Çekirdeğin etrafında, durmaksızın dönmekte olan ve çekirdekteki pozitif yük sayısına eşit sayıda elektron vardır.
Daha sonra bu model, Rutherford ve Bohr`un çalışmalarıyla geliştirilmiştir. Günümüzün modern atom kuramına göre, yüksüz nötron ve pozitif yüklü protondan oluşan bir çekirdek ve bu çekirdeğin etrafında belirli enerji bölgelerinde ve yerleri tam olarak tesbit edilemeyen elektronlar bulunmaktadır.
Bu kısa bilgilerden sonra, hayalimizde küçük bir atom küresi canlandırabiliriz. Yalnız, kürenin çapı, 1 santimetre 100.000.000 eşit parçaya bölündükten sonra, o parçalardan bir tanesinin uzunluğu kadar olacaktır.
Hayal gücünüzü zorlayarak şunu başarmayı deneyin: Önce bir santimetre uzunluğunda bir ip bulun, daha sonra o ipe 100.000.000 adet atom küresi dizebilmeyi hayal edin. Tabii bu küreleri hayalinizde bile görmek çok zor olacaktır.
Bunun ötesinde atomun çekirdeğini göz önüne alırsak, artık hayal sınırlarımızı çoktan aşmış olacağız. Atom çekirdeğinin çapı 1 santimetrenin 1.000.000.000.000`da biridir. Demin verdiğimiz örnek üzerinden düşünmek gerekirse, 1 santimetrelik bir ipe 1.000.000.000.000 adet atom çekirdeğini yan yana dizebiliriz.
Peki, atom çekirdeğinin içindeki parçacıklar için yukarıdaki rakamların nerelere ulaşabileceğini düşünebiliyor musunuz? Her bir protonun da 3 adet kuarktan oluştuğunu söylersek bu kuarkların boyutları hakkında bir fikire sahip olursunuz sanırım.(?)
Atom için düzenlenen ilk modellerde, çekirdek etrafında dönen elektronların belirli yörüngelerde bulundukları düşünülüyordu. Bir çeşit mikrogüneş sistemi olarak tanımlanıyordu diyebiliriz. Daha sonraları, bu yörüngelerin yerine enerji kabukları tanımlandı. Yani her elektronun belli bir enrji kabuğu içinde herhangi bir yerde olacak şekilde hareket ettiği anlaşıldı. Bunu daha iyi hayal edebilmek için iç içe geçmiş içi boş küresel kabuklar düşünebilirsiniz. Bu küresel kabukların her biri elektronların hareket ettiği enerji düzeylerini temsil eder.Ve bu enerjiler, elektronun atomdan kaçmak için yeterli enerjiye sahip olmadığını belirleyen negatif değerlerdir. En düşük enerji düzeyine “atomun kararlı durumu” ve yüksek düzeylerine de “uyarılmış durumlar” denir. Enerji düzeyi sayısı olan n kuantum sayısı arttıkça buna tekabül eden enerji değeri de sıfıra yaklaşır. N sonsuz sınırında enerji değeri de sıfır olur ve elektron artık bir atom oluşturmak için çekirdeğe bağlı değildir.
Atomun elektronlarına yönlenmiş herhangi bir enerji elektronda iki tür etkiye neden olur: Eksitasyon (uyarma) ve iyonizasyon.
Eksitasyon olarak tarif edilen olayda elektron kendisine gelen enrji miktarına bağlı olarak bir üst düzeydeki enerji kabuğuna atlama yapar. Bu da elektronun çekirdeğe daha uzak bir düzeye geçiş yapması demektir. Elektron geçiş yaptığı bu yüksek enerjili düzeyde uzun süre kalamaz. Sadece saniyenin 100.000.000 `da biri kadar kısa bir sürede eski düşük enerjili düzeyine geri döner. Geri dönüş sırasında fazla enerjisini bir foton yayrak dışarı atar.

İyonizasyon olayında ise atomdan elektron kopması söz konusudur. En dış enerji seviyesindeki elektronlar atoma bağlılıkları en düşük olan elektronlardır. Bu bağlılık (kararlılık durumu) iç kabuklara gidildikçe artış gösterir. Dolayısıyla, bir atomdan elektron koparmak için gerekli olan minimum enerji, en dış yörüngedeki elektronun atoma bağlılık enerjisine eşittir. Yeterli enerjiyi alan elektron atomdan ayrılır. Bu şekilde ortaya çıkan eksik elektronlu atoma iyon ismi verilir. Meydana gelen elektron ve iyon ikilisi ya tekrar birleşir ya da başka atomlarla etkileşerek eksiklerini tamamlama yoluna giderler.

Radyasyon Çeşitleri ve Radyoaktif Maddeler

Radyasyon bir kaynaktan çıkan ve boşlukta yayılan enerji olarak tanımlanabilir. Birkaç çeşit radyasyon türü vardır. Bunları şu başlıklar altında toplamak mümkündür:

Parçacık Radyasyonu : Alfa (a) , beta (b) , proton (p) , nötron (n) olarak sayabiliriz.
Elekromagnetik Radyasyonlar : Mikrodalga, ınfraruj, görünen, ultraviyole, c-ışınları, g-ışınları, kozmik ışınlar.
İyonize Etmeyen Radyasyon : Ses, ultrases…

Radyoaktif maddeler, bulundukları ortama radyasyon yayan maddelerdir. Doğada atom çekirdekleri kararsız durumdan daha kararlı bir duruma geçmek için çekirdekleri içindeki bazı parçacıkları atarlar. Buna radyoaktivite denir. Kararsız durum ne demektir kısaca açıklamak gerekirse, parmağınızın ucunda havada tutmaya çalışacağınız topu örnek olarak vermek mümkündür. Topun parmağınız üzerinde kalması ihtimali son derece düşük olup her an öne, arkaya, sağa ya da sola düşmesi ihtimali söz konusudur. Bu dururmda topun kararsız bir durumda olduğunu söylemek mümkündür. Aynı şekilde sepet içine koyduğunuz topun da dış etkenler olmaksızın oradan çıkma ihtimali sıfırdır. Buna da kararlı durum diyebiliriz.
Bir çekirdeğin kararlılığı dendiğinde, çekirdeği oluşturan parçacıkların birbirlerine ne derecede güçlü bağlı olduklarını düşünmek gerekir. Buna çekirdeğin bağlanma enerjisi denir. Çeşitli çekirdeklerin parçacık başına düşen ortalama bağlama enerjilerine dikkât ettiğimizde, demir, nikel, kobalt gibi en kararlı çekirdeklerin atom ağırlıklarının 60 civarında olduğunu görürüz. Bu nedenle doğada, demir ve benzeri metaller, uranyum ve toryuma göre daha fazla bulunur.

Doğada atom numarası yani çekirdekteki proton sayısı 83 `ten büyük olan tüm elementler kararsız durumdadır.Dolayısıyla hepsi radyoaktiftir. Radyoaktif olarak dünya üzerinde 40 kadar element ve 80 kadar radyoizotop bilinmektedir.

Yukarıda da belirttiğimiz gibi kararsız bir atom çekirdeği daha kararlı bir duruma geçmek için içinde bulunan parçacıkların bazılarını atar. Bu olaya bozunma adı verilir.

Radyoaktif atomlardan oluşan bir maddenin atomlarının yarısının bozunuma uğraması için geçen süreye o maddenin yarı ömrü denir. Örneğin, her canlının içinde bulunan, Karbon 14'ün bir gramının yarısı 5770 yıl içinde bozunuma uğrayarak azot gazına dönüşür. Bu değişim sırasında Karbon 14 çekirdeğinden bir elektron atılır. Burada bahsedilen 5770 yıl, yarı ömürdür. Toryum bir milyar dört yüz milyon yıl gibi uzun bir yarı ömüre sahiptir.

Çekirdek içinden parçacık atmak yoluyla daha kararlı duruma geçen atomların yanı sıra kararlı bir duruma geçebilmek için tümüyle ikiye bölünen kararsız atomlar da bulunmaktadır. Bu ikiye bölünme olayının teknik adı fisyondur. Örneğin doğada bulunan Uranyum 238 çekirdeğinin kendi kendine fisyon yapma yarı ömrü 10.000.000.000.000.000 yıldır.

Buna karşılık, insan yapısı olan Fermium'un kendi kendine fisyon yapma yarı ömrü, bir yıldan daha azdır. İlk yapay radyoaktif element olan radyoaktif fosfor F.Joliatre Irere Joliot tarafından 1934 yılında elde edilmiştir. Günümüzde 2000` den fazla yapay radyoelement üretilmiştir.