Radyoaktivite nedir, nasıl oluşur, özellikleri nelerdir? Radyoaktivitenin canlılar üzerinde etkileri ve korunma yolları nelerdir?.
Radyoaktivitenin Canlılar Üzerindeki Etkileri
Radyoaktivite Nedir?
Henri Becquerel radyoaktiviteyi bulan kişi olarak ünlüdür. Kendisinin, aynı zamanda, radyoaktif maddelerin canlılar için tehlikeli olduğunu da keşfettiğini bilen pek azdır. Becquerel, içinde radyum örneğini taşıdığı cebinin altında, derisinin yandığına dikkat etmişti. O zamandan beri, radyumun zararlı ışınımlar meydana getirdiğinden haberimiz vardır ve hiç kimse cebinde radyum taşımayı aklına getirmez. Işınımların tehlikesi çok büyüktür, çünkü etkisi, zarar meydana geldikten bir süre (birkaç yıl bile olabilir) sonraya kadar hissedilmez.
Atom ışınımları nedir?
Bu terim parçalanan atomlardan fırlatılan hızlı taneciklerden oluşmuş demetler ve enerji dalgaları için kullanılmaktadır. Her atom parçalandığı zaman çekirdeğinin bir kısmını dışarı fırlatmaktadır. Bir atom ortasındaki, çekirdek adı verilen bir göbekten belirli uzaklıkta, bu göbeğin çevresinde dönen ve elektron adı verilen küçük taneciklerden yapılmıştır. Her elektron negatif elektrik yükü taşımaktadır. Çekirdek, proton ve nötron adı verilen iki cins tanecikten yapılmıştır. Protonlar pozitif elektrikle yüklüdür, nötronlar yüksüzdür (yansızdır).
Bir radyoaktif atomun çekirdeği hiç bir sebep olmadan parçalanma eğilimi gösterir. Parçalandığı zaman proton ve nötron fırlatacağını söyleyebiliriz. Gerçekten böyle olur, ama çoğunlukla, fırlatılan tanecikler alfa ve beta tanecikleridir.
Alfa taneciği (∝ taneciği diye yazılır) iki proton ve iki nötrondan oluşmuş bir gruptur; içinde proton olduğu için pozitif elektrikle yüklüdür. Beta taneciği (β taneciği diye yazılır), elektronla aynıdır. Negatif elektrik yükü taşımaktadır. Çekirdeğin çevresinde dönen elektronlardan gelmemektedir, ama nötronlardan birinin, bir proton ve bir elektron haline gelmesini sağlayan bir dönüşüm sonunda çekirdekten fırlamaktadır. Taneciklerin hızı bunların enerjisini ve giderek, cisimlere geçme yeteneğini belirtir.
Alfa ve beta tanecikleri
Alfa ve beta tanecikleri hemen hemen ışık hızına yakin bir hızla hareket ederler. Enerji dalgalarına gamma ışınları (γ ışınları diye yazılır) denir ve ışıkla aynı ailedendir. Görünen ışıktan ve X ışınlarından çok daha fazla geçme yeteneği, yardır. Bir doğru boyunca giderler ve elektrik yükü taşımazlar. Bütün bu ışınlarda ve hareket eden taneciklerde, önemli bir ortak özelik, yolları üzerine rastlayan atomların elektronlarını koparma eğilimidir. Dönmekte olan elektronlarından bazılarını kaybedince, bu atomlar, elektrikle yüklü hale gelir ve ilk hallerindeki atomlardan çok daha fazla ve değişik şekilde kimyasal reaksiyon meydana getirme özeliği , kazanır. Belki de, atom ışınımlarına gösterilen canlı dokuların harap olması bu yüzdendir.
Herhangi bir ışınımın cisimlere ne kadar geçebileceği bunun enerjisine bağlıdır. Çünkü, ışınım her bir atoma çarpışında, bu atomdan elektron kopartmakla enerjisinin bir kısmını kaybeder. Alfa ve beta taneciklerinin enerjisi genellikle çok fazla değildir. Alfa tanecikleri havada birkaç santimetre ilerleyince havadaki gaz atomlarından elektron kopartmak yoluyla bütün enerjisini kaybeder. Madenlerde yaklaşık olarak milimetrenin binde birkaçından ve canlı dokulardaysa yaklaşık olarak yüzde birinden fazla bir derinliğe giremez.
Bir tek alfa taneciği milyonlarca atomdan elektron koparabilir. Beta ışınlarının geçme yeteneği alfa ışınlarından daha fazladır, ama canlı dokular içerisinde fazla ileri gidemez. Alfa ve beta ışınları veren cisimler deride ışınım yanıklarına sebep olabilir. Kazara nefes alma yoluyla ya da yutularak vücuda girerlerse, özellikle tehlikeli olurlar, çünkü bu ışınımların geçme yeteneği küçük olmakla beraber, uzun bir süre boyunca akciğerlerin ve midenin çeperlerinde meydana getirdiği etki çok önemlidir. Gamma ışınları alfa ve beta ışınlarından çok daha öldürücüdür;, hızlı nötronlar da öyledir. Bunun sebebi, menzillerinin hemen hemen sınırsız olmasıdır. Bu ışınlar, örneğin, insan vücudunun bir tarafından öte tarafına ya da yüksek enerjili gamma ışınları halinde yirmi santimetre kalınlığında kurşundan geçebilir.
Zararları
Acaba ışınım, hayvan olsun bitki olsun, canlılara neden zarar verir?
Bütün canlılar, canlı hücrelerden yapılmıştır. Büyüme ve eskiyen hücreleri yenileme her bir hücrenin kendisinin bütünüyle aynı olan iki hücreye bölünme yeteneğiyle mümkün olmaktadır. Bu bölünme, hücrenin çekirdeği ve belki bu çekirdekte meydana gelen bir kimyasal ürünle —dezoksiribonükleik asit (DNA)— meydana gelmektedir. Hücreye hayat veren şeyin ne olduğunu daha kimse tam olarak bilmemektedir, ama bunun, hücrenin çekirdeğini meydana getiren çok atomlu karmaşık moleküllerdeki atomların, anlaşılması güç bir düzenlenmesiyle ilgili olduğu sanılmaktadır.
Bölünmenin meydana gelmesi için hücrede normal miktarın iki katı DNA bulunmalıdır ki yeni hücrelerin her birine normal miktarda DNA gidebilsin. Elektrikle yüklü bir tanecik sıradan bir moleküle çarparsa, bunun yapısını altüst eder, çünkü atomların bir araya gelmesi elektrikle yüklü taneciklerin (dıştaki elektronların) çeşitli atomlarda ortaklaşa bulunması ve atomlar arasında değiş tokuş edilmesiyle mümkün olmaktadır. Işınımın elektrikle yüklü taneciklerinin, canlı hücrenin çekirdeğindeki atomların çok karışık ve çok dengeli olan düzenine ve su gibi olan dış kısmına gelişi, nasıl olduğu daha tam olarak bilinmemekle beraber, hücrenin hayatını ve yapısını zedeleyen yeni bir düzenlemeye sebep olur.
Işınların etkilediği bir hücre hemen ölür
Işınların etkilediği bir hücre hemen ölür, ya da ışınların dozu çok büyük ve etkilediği süre çok uzun değilse, kendini iyi edebilir. Tek bir hücrenin, hatta birçok hücrenin kaybı o kadar kötü değildir, normal olarak bunların yeri doldurulur. Ama, bir hayvanın bölünebilen bütün aktif hücrelerinin çekirdeği, bunların bölünmesini engelleyecek kadar zarar görürse, o zaman, yeni hücreler meydana gelemez ve biraz gecikirse de, eninde sonunda hayvanın ölümü gelir. Çok yüksek dereceli ışınım bir canlıyı hemen öldürebilir, çünkü, hücrelerinin kimyasal düzenini bozmakla can alıcı organları öylesine kötü bir şekilde zedeler ki, bu organlar görevlerini yapamaz hale gelir, bu da ani ölüm demektir.
İnsan vücudundaki can alıcı organların (örneğin kurşun levhalarla) korunması derine geçebilen y ışınlarından ve nötron ışınımlarından bile kurtulma şansını artırabilir, çünkü ana organlar zarar görmezse vücut fonksiyonlarını yapmaya devam edebilir. Alyuvarların üretiminde artmaya sebep olarak vücudun dayanıklılığını artıran dalak özellikle önemli bir organdır. Biraz tuhaf gelir ama, vücuttaki en büyük kemiklerin korunması da önemlidir, çünkü vücuttaki hasarları onaracak olan yeni kan hücreleri bunların ilik kısmında meydana gelir. Eğer, örneğin sadece bir kalça kemiği korunursa, bu bir tek «fabrika» nın kan hücreleri üretmeye devam etmesi iyileşme ve yaşama şansını önemli derecede artırır.
Hücrelerin ışınımların etkisine uğramasıyla ilgili birçok araştırmalar yapılagelmektedir; ama, hâlâ, birçok şey iyice anlaşılmış değildir. Eğer, hücre olgun bir hücreyse, bunun iyileşme ve bölünerek çoğalabilme şansı çok fazladır. Bölünmenin ilk basamaklarında olan daha genç hücreler ışınlara karşı çok duygundur ve ancak hafif dozlardan zarar görmeden kurtulabilir.
Korunma Yolları
Çeşitli ışınların etki alanları hakkında bildiklerimizle, halkı, radyoaktivitenin tehlikelerinden koruyacak güvenlik tedbirlerini bulmak mümkündür. Hiç bir radyoaktif maddenin çıplak elle tutulamayacağı apaçıktır. Cisim, sadece, alfa ve beta ışınları veriyorsa, bunlarla çalışan kimse eldiven giyerek bunları elleyebilir. Ama, gene de radyoaktif tozların (yani radyoaktif maddenin hava uçan taneciklerinin) solunum yoluyla vücuda girmesi tehlikesi vardır. Bunu önlemek için, cisim, üzerinde içini görmek için bir pencere ve kenarlarındaki deliklerde bir çift eldiven bulunan ve «eldivenli kutu» adı verilen bir kutunun içinde ele alınır. Çalışan kimse, kutunun dışından içeriye erişmek için ellerini eldivenlere sokar. Bu şekilde kutu hava sızdırmaz ve radyoaktif madde çalışan kimsenin hiç bir yerine değmeden kullanılabilir.
Gamma ışını veren cisimlerin kurşun ve betondan kalın duvarların arkasında saklanması gerekir. Bunlarla ancak uzaktan kumandayla çalışılabilir.
Radyoaktif cisimlerle çalışanların koruyucu elbise, eldiven ve ayakkabı giymeleri ve bazen maske takmaları, laboratuvardan ayrılırken de bunları çıkartmaları şarttır. Koruyucu elbisenin bir şekli, üzerinde- toplanması mümkün olan «kir» leri çıkarmak için fırçalanabilir şişirilmiş, su geçirmez elbisedir. Bu tedbirler kazara çalışan kimsenin üzerine konan radyoaktif tozların laboratuvarda kalmasını sağlar. Laboratuvarda yemek içmek, makyaj tazelemek ya da sigara içmek tehlikelidir, işçiler ve laboratuvarlar, ışınım miktarını düzenle kaydeden ölçü aletleriyle kontrol edilir.
Eğer maksimum bir doz bulunursa işçi bir süre ışınımlardan uzak durur. Işınımlara karşı korunma, özellikle nükleer reaktörlerin yakınında önemlidir, çünkü buradaki ışınım isteyerek meydana getirilmiştir ve laboratuvarlardakinden çok daha şiddetlidir. Reaktörler kurşunla- kaplanmış tek parça bir beton duvarla çevrilmiştir. Bu «biyolojik kalkan» en hızlı nötronlar ve gamma ışınlarını bile durduracak şekilde tasarlanmıştır. Tabiî kontrol çubukları ve nükleer yakıt, ancak uzaktan kumandayla yönetilir. Bu biyolojik kalkandan dışarıya biraz ışınım sızarsa, otomatik monitörler hemen alarm işareti verir. Atmosferi kirletebilecek tozlardan temizlenmesi için, nükleer elektrik santrallarının havalandırma tesislerinden gelen hava süzgeçlerden geçirilir. Günümüzde radyoaktif maddelerden ve radyoaktif hale. gelen gereçlerden kurtulma, önemli bir problemdir.