1 Radyasyon: Dalga ya da parçacık biçiminde ışıma, enerji yayımlama olayı. Radyasyon biyofiziği: İyonize edici radyasyonun biyolojik sistemler üzerindeki etkileri ile ilgilenen bilim dalı.Radyobiyoloji: Radyasyonun canlıda yarattığı biyolojik ve tıbbi sonuçlarla ilgilenen bilim dalı Radyasyonla enerji transferi ya elektromanyetik dalgalarla ya da parçacık dalgaları ile olur.
2 Radyasyon: Bir enerji kaynağından çevresine enerji transferi ya doğrudan doğruya ya da radyasyonla olur.Dalga, parçacık veya foton olarak adlandırılan enerji paketleri ile yayılan enerjidir.Radyasyonun madde ile etkileşimi fiziksel, kimyasal ve biyolojik davranışını değiştirir. Alfa, beta parçacıklarından ya da gama fotonlarından atom ya da moleküllere kinetik enerjinin aktarıldığında, bu atomlar ve moleküller iyonlaşır ya da uyarılır.
3 Nükleer kuvvet (Çekirdek kuvveti): Nükleonlar elektrik ve yer çekimi kuvvetlerinden farklı olan bir kuvvetle bir arada tutulurlar.Bu kuvvet, küçük mesafelerde elektrik kuvvetinden daha büyüktür ve nükleonlar arasındaki mesafe arttıkça, hızla azalır.
4 Negatif P. E. nükleonlar arasındaki çekimi gösterir Negatif P.E. nükleonlar arasındaki çekimi gösterir. Hem proton-nötron hem de nötron - nötron eğrileri r= m civarında en düşük değerdedir. n-p kuvveti n-n kuvvetine göre daha güçlüdür çünkü potansiyeli daha negatiftir.10-15 m civarı ani artış : küçük mesafelerde kuvvetli itim kuvveti
5 Çekirdekteki nötron-proton oranını belirleyen iki etmen: 1. n-p kuvveti n-n kuvvetine göre daha güçlüdür. Bu, proton-nötron sayısının eşit olma eğilimini doğurur.2. Protonlar arası itim kuvveti. Bu kuvvet p sayısı büyüdükçe, büyür. Bu itici kuvvetler, nötron sayısının proton sayısından daha fazla olma eğilimini doğurur.Hafif çekirdeklerde (kütle numarası düşük elementlerde, A 40) , ilk etmen ağırlık kazanır: kararlı çekirdeklerde proton, nötron sayısı eşit gibidir.Daha ağır çekirdeklerde (A 40, p sayısı fazla) ikinci etmen ağırlık kazanır. Nötron sayısı protonlardan daha fazladır. N, Z’den büyüktürZ>84, Radyoaktif çekirdekler bulunmaktadır.
6 Çekirdeğin Kararlılığı: Nükleonlarının sayısı bir çift sayı olan çekirdekler genellikle kararlıdırlar.Çekirdeki nötron sayısının proton sayısına oranı da kararlılıkla kısmen ilişkilidir.Kararlı çekirdeklerin nötron sayıları proton sayılarına göre bir grafikle gösterildiğinde bu elementlerin kararlılık kuşağı adı verilen bu bölgede yer aldıkları görülür.
7 Kararlılık KuşağıKararlı nüklitlerden oluşan bir eğriHafif elementler, radyoaktif olmayanlar, yaklaşık eşit sayıda proton ve nötron içerirler.Daha ağır elementlerden radyoaktif olmayanlarda nötron sayısı proton sayısından fazladır.Kararlılık kuşağı üzerinde olmayan çekirdekler, radyoaktiftir.
8 Z yükseldikçe. nötron/proton oranı yavaşca artar. Pb gibi ağır, kararlı elementlerde bu oran yaklaşık 1.5’ turGenelde, çift Z sayısına sahip izotoplar tek sayılılara göre daha kararlıdır. Radyoaktif bozunmanın temelinde çekirdekteki nötron-proton sayılarının yeniden düzenlenmesi yatar.
9 Kararlılık 1- Bir nötron’un proton’a dönüşmesi; n p Çekirdekler, aşağıdaki yollardan biri ya da birkaçı ile kararlılığa ulaşırlar:1- Bir nötron’un proton’a dönüşmesi; n pÇekirdekten bir NEGATRON (-) salınırnegatron: çekirdek kaynaklı bir elektronnötron - proton dönüşümü gerçekleşir ve p/n oranı artar.
10 Kararlılık 2- Bir proton’un nötron’a dönüşümü ; p n. Bu olay ya: (a) Çekirdekten bir, pozitif elektronun: POZİTRON’un (+) yayılımı Ya da:(b) genellikle K-kabuğundan bir elektron yakalama-yolu ileKarbon-11 ‘in Bor-11’e bozunumuBerilyum-7’nin elektron yakalama yolu ile Lityum-7’ye bozunumu
11 Kararlılık3- Çekirdekten bir -parçacığının salınımıYukarıdaki süreçlerden hepsine elektromanyetik dalgaların yayılması eşlik edebilir (çekirdek kaynaklı gamma-ışınları, ya da bir elektronun dış kabuktan iç kabuğa taşınmasına eşlik eden X-ışınları).Heliyum-3’ün Gamma Bozunumu
12 Radyasyonların Sınıflandırılması Radyasyonlar, kararsız çekirdeğin saldığı parçacığın türüne göre sınıflandırılabilir. Radyasyonları, ayrıca doğal ve yapay olarak da sınıflandırabiliriz.Kararlılık açısından ele alındığında, 3 durumdan söz edebiliriz:A. kararsız çekirdek kararlılık kuşağının üstündeB. kararsız çekirdek kararlılık kuşağının altındaC. kararsız çekirdek kararlılık kuşağının dışında (Z>83)
13 A. Kararsız Çekirdek Kararlılık Kuşağının Üstündeyse Çekirdeğin nötron-proton oranı çekirdeğin maksimum kararlılığı için gerekenden daha büyüktür; olasılıklar:(i) bir nötronun salınması(ii) bir beta parçacığının (negatron) salınması(i) bir nötronun salınması: çok enderÖrneğin.: He He n t½ = 2 x san.87 36 Kr Kr n t½ ~ 1 dak.(ii) bir beta parçacığının salınması: çok daha sık rastlanır; çekirdekten bir birimlik negatif yükün azalmasına yol açar. Bu bozunum sırasında, bir nötron bir proton’a dönüşür. Kütle numarası sabit kalır, atom numarası artar.
14 B. Kararsız Çekirdek Kararlılık Kuşağının Altındaysa Maksimum kararlılığı için nötron / proton oranı gerekenden daha küçük.Nötron sayısını arttırıp, proton sayısını azaltmalı(i) bir pozitron’un salınması : (01e , pozitif elektron, +)3015 P Si e t½ = 2.5 dak.(ii) çekirdeğe K-kabuğundan bir elektronun alınması: K-yakalama3718 Ar Cl t½ = 35 günK-yakalamaK-kabuğundaki boşluğu doldurmak için bir dış kabuktan elektron K-kabuğuna düşer ve X-ışını cinsinden enerji açığa çıkar.
15 Kararsız Çekirdek Kararlılık Kuşağının Dışındaysa (Z>83) Bu çekirdekte ne kadar fazla nötron olsa da, proton sayısı çok yüksek olduğu için kararsızdır. Bu nedenle, kütlenin azaltılması gerekir.Bu, bazen birkaç aşamada gerçekleşir. Yüksek atom numaralı birçok çekirdek ALFA parçacığı (iki proton ve iki elektron) salarak yıkılır, 42 He.i. Tek aşamada:21284Po Pb He t½ = 0.3 x san.
16 ÇEKİRDEĞİN ÖZELLİKLERİ Kütle ve EnerjiAtom çekirdeği, gram ile ifade edilemeyecek kadar küçüktür; bu nedenle farklı birimler kullanılır.Bir atomun kütlesi atomik kütle birimleri ile ölçülmektedir.Kütle hatasıAtomun kütlesi kendini oluşturan nükleonların toplam kütlesinden daha azdır.(Kütle hatası, mass defect)Kütle hatası: Atomun kendisini oluşturan parçacıkların kütlesi- Atomun kendi kütlesi
17 BAĞLANMA ENERJİSİ:Nükleonlar bir araya gelip çekirdeği oluştururlarken kütlelerinin bir bölümü enerjiye dönüşür.Çekirdeğin parçalanması da aynı miktarda enerji gerekir.Çekirdeği parçalamak için gerekli enerjiye bağlanma enerjisi denir.Değişik atomların nükleon başına düşen bağlanma enerjileri hesaplandığında bu enerjinin, çok küçük çekirdeklerden başlayarak atom numaraları demir (56)civarındaki çekirdeklere kadar arttığı, buradan itibaren daha ağır çekirdekler içinde yavaş yavaş azaldığı görülür.
18 Nükleon başına düşen bağlanma enerjileri karşılaştırıldığında, bağlanma enerjisi küçük olan ağır çekirdekler kararsızdırlar.Bu çekirdekler daha küçük çekirdeklere parçalanırsa ürün çekirdekler daha kararlı olacaktır.Doğal radyoaktif çekirdeklerin parçalanma eğilimlerinin nedeni budur.Çekirdeğin bu şekilde parçalanmasına Fisyon denir.Fisyonla parçalanan çekirdekten büyük miktarda enerji açığa çıkar.Atom bombasında ve nükleer enerji santrallarında açığa çıkan enerjinin kaynağı bu tür fisyon reaksiyonudur.
19 Çok hafif çekirdeklerin nükleon başına düşen bağlanma enerjileri dikkate alındığında bu çekirdeklerin birleşerek daha büyük çekirdekler oluşturmaları halinde daha büyük miktarlarda enerji açığa çıkacaktır.Hafif çekirdeklerin birleşerek daha ağır çekirdekler oluşturmaları reaksiyonuna füzyon denir.Kararlı olmayan bir izotop , , parçacıkları yayarak bozunuma uğrar. Yeni oluşan parçacık :1) kararlı olabilir veya2) kararsızdır ve bozunuma uğrar veya3) yüksek enerji durumundadır ve ışınları yayar.
20 UyarılmaEğer aktarılan enerji iyonlaştırma için yeterli değilse, uyarılma gerçekleşir.Yörüngeç elektrona enerji aktararak elektronu daha yüksek bir yörüngeç ya da enerji düzeyine yükseltmekUyarılmış durumda olan elektronlar elektromanyetik ışıma yaparak eski durumlarına geri dönebilirler.
21 İyonlaştırmaNet elektrik yükü olmayan bir atomdan ya da molekülden, bağlanma enerjisinden fazla bir enerji ekleyerek bir elektron koparmak ( kuru havada yaklaşık 33.9 eV) .Bir iyon çifti oluşturma (pozitif ya da negatif atom, molekül ve serbest bir elektron)İyon çiftleri, çevre madde ile etkileşerek daha fazla iyon çifti ya da ikincil iyonlaşmalara neden olabilirler.Eğer aktarılan enerji yeterli değilse, uyarılma gerçekleşir.
23 İyonlaştırıcı Radyasyon Eğer kuantum enerjisi bir atom ya da molekülden elektronları koparmak için yeterliyse (E 10 eV), ışıma iyonlaştırıcıdır.Enerjii eV , keV, MeV cinsinden.1 eV: yüklü, tek bir parçacığın 1 volt’luk gerilim farkından geçerken kazandığı kineiik enerji .1ev = X JDoğrudan Doğruya İyonlaştırıcı Radyasyonlar ( yüklü )Dolaylı Olarak İyonlaştırıcı Radyasyonlar ( yüksüz )
24 Doğrudan doğruya iyonlaştırıcı radyasyonlar: Bunlar alfa, beta (pozitron), proton, ve döteron gibi yüklü parçacıkların radyasyonlarıdır.Dolaylı olarak iyonlaştırıcı radyasyonlar:Kendileri yük taşımadıkları için dolaylı olarak iyonlaştırıcı radyasyonlardır. Bunlar X ışınları, gama ışınları ile nötron radyasyonlarıdır.
25 Doğrudan Doğruya İyonlaştırıcı Radyasyonlar SembolTipKütleYükKaynak42He42+Nükleer bozunma-e--1+e++1p11H1.00Hızlandırıcılard21H2.00
26 Dolaylı Olarak İyonlaştırıcı Radyasyonlar SembolTipKütleYükKaynakElektromandalgaNükleer bozunmaXX-ışınları tübün01n1.00Nükleer fisyon
27 RADYOAKTİVİTE:Kararlı çekirdekler bozunuma uğratılmadıkları sürece sonsuza dek bozunmadan kalırlar.Bir çekirdek en düşük enerji durumunda değilse bu çekirdek kararsızdır.Kararsız çekirdekler kendiliğinden parçacıklar salarak bozunuma uğrarlar. Bu olaya “radyoaktivite” denir.
28 Bir radyoaktif çekirdek kendiliğinden diğer bir çekirdeğe dönüşürken, bu dönüştüğü çekirdekte kararsız ise (radyoaktif ise) radyoaktif olmayan çekirdek bulunana kadar bozunum (kararlı duruma dönüşüne kadar) olur.
29 Radyoaktif Bozunmalar Bu yıkılımlarda :enerjimomentumelektrik yük venükleon sayısı KORUNUR.Özellikle, toplam yük ve nükleon sayısı değişmez. Her radyoaktif nüklidin kendine has bir yıkılım biçimi vardır, ancak bazıları birden fazla biçimde bozunabilir (örnek: Bi214 ; hem hem de ).Bu bozunum tiplerini ayrı ayrı inceleyeceğiz
30 Bozunumları:Alfa (α) bozunması, radyoaktif çekirdekten kütle numarası 4 atom numarası 2 olan bir taneciğin ayrılması sonucu gerçekleşir.Alfa bozunumu bir çekirdekten He+2 iyonunun çıkmasıdır.Yarı ömürleri yaklaşık 10-3 sn ile 1010 sene arasında değişir.Belli bir izotoptan α ışıması sırasında kinetik enerjileri yaklaşık olarak aynı olan parçacıklar yayımlanır.α parçacıklarının enerjileri 1.5 MeV ile 1.7 MeV arasında değişir.
31 Elektronlardan çok daha ağır Madde içinde düz bir hatta ilerlerlerHer çarpışma bir atomu iyonlaştırdığına göre, alfa parçacığı durmadan (fazla enerjisini yitirmeden) önce, büyük zarara yol açar.Alfa RadyasyonuSüreksiz (ayrık) spektrumu vardır. Belli bir radyonüklit, yalnızca belli bir enerjiye sahip - parçacık yayımlar. Diğer bir deyişle, parçacıklar çekirdekten yalnızca belli olası enerjileri taşıyarak yayımlanırlar.
32 Alfa RadyasyonuBelli bir ortamda, aynı E ye sahip alfaların hepsinin erişme uzaklıkları aynıdır.Bu sınır E ile artar ve ortamın yoğunluğu ile azalır.R = k E3/2Q E; MeVQ; g/cm3R; cmk= X 10-4Atom sayısı düşük olan elementler için (hava, su, vücut)Havada Ra ( 4.8 MeV ) için, R 3.4 cm’dir.Sıvılarda, yumuşak dokuda, alfa parçacıklarının erişim uzaklıkları 10 – 100 m arasında değişir..
33 Alfa Radyasyonua) Poloniyum 218’in akciğerlerde birikimi (b) Alfa radyasyonunun (parçacık) hücre düzeyinde her iki DNA zincirinde kırık oluşturması [Environmental Science]Deriden içeri giremez ancak yutulduğu taktirde,vücudun belirli yerlerinde birikerek büyük zarara yol açabilir. Özellikle, alfa bozunumuna eşlik eden -radyasyonu endişe sebebi olabilir.Doğal -ışıma U, Th, Ra, PoYapay - ışıma Plutoniyum
34 Alfa Parçacıkları-parçacıklarının aktardığı enrjinin bağıl etkinliği, aynı enerjiye sahip -parçacıklarına göre 20 kez fazladır.Radiyum and toriyumKemik kanserleri (radiyum )Akciğer kanserleri ( uraniyum maden ocağı ; radon gazı ile ilişkili )Alfa parçacıkları deriden içeri girmese de, solunduklarında ya da yutulduklarında çok tehlikeli olular.
35 β Bozunumları: β parçacıkları yüksek hızda elektronlardır. Çekirdekten negatif veya pozitif elektronların yayılımıdır.i.e. 10n p + e- (0-1β) + ע veya11 p n+ e + (0+1β) + עע: nötrino: kütlesiz ve yüksüz parçacıkAtomik sayıları farklı, kütle numaraları aynı.e- yayılımının sembolleri: 0-1β, β-,β,e+ yayılımının sembolleri: 0+1β, β+,
36 β- bozunumu: Doğada ve yapay radyoaktivitede görülür. β+ bozunumu: Yapay radyoaktivitede görülür.Örnek: 146C N + e- (0-1β) + עBu şekilde üretilen elektronlar beta parçacıkları olarak adlandırılır.146C kütlesi:147N kütlesi:
37 Aralarındaki kütle kaybı: 0. 0017 birim (0 Aralarındaki kütle kaybı: birim (0.156 meV) kinetik enerjiye dönüşür.Bu enerji β parçacığının ve nötrinonun kinetik enerjisidir.β parçacığı ve nötrino arasında bölüşür.Bu bölüşüm nedeniyle β parçacığının enerjisi geniş bir spektruma yayılır.Yani belli bir değeri yoktur, enerji belli değerler aralığındadır.Beta radyasyonunun erişim uzaklığı alfa radyasyonundan daha fazladır.Alfa ve beta parçacıklarından biyolojik sisteme aktarılan enerjinin büyük bir bölümü iyon çifti oluşmasına yol açar
38 Beta Parçacıklarının Madde ile Etkileşimi Elektronun küçük kütlesi ve yüksek hızı çarpışmalar ve saçılma sonucunda parçacığının izlediği yol zikzaklıdır (betalar elektronlar tarafından saçılırlar)Beta parçacıkları, alfalar gibi, yolları üzerindeki atomları iyonlaştırarak enerjilerini yitirirler ve belirli bir yol aldıktan sonra dururlar .Çoğu biyolojik madde için, ’ların erişim uzaklığı büyük ölçüde ELEKTRON YOĞUNLUĞUNA (yaklaşık olarak kütle yoğunluğuna) bağlıdır.Alfa ve beta parçacıklarının havayı iyonlaştırması Noel Giffin
39 X Işınları:X ışınları, bir vakum tübünün anodu yüksek enerjili elektronlarla bombardıman edilirken elektronların anot atomları tarafından birden yavaşlatılmaları (Bremsstrahlung = Frenleme) sonucu elektron enerjilerinin elektromanyetik dalgalara dönüşmesi ile yapay olarak elde edilirler.Belirli minimum bir değerin üstünde her dalga boyunda X ışını oluşur.Diğer taraftan aynı olay esnasında anot materyaline özgü belirli dalga boyunda başka ışınlarda yayımlanır (Karekteristik X ışınları).Tıpta dalga boyları tipik olarak Angstrom aralığında olan X ışınları kullanılır. Bu ışınlar, vücuttaki değişik dokularda farklı derecede absorblanırlar. Bu ışınlar ince metal levhadan geçemezler.
40 Frenlenme Radyasyonu kimyasal fotokimyasal ve Beta parçacıkları, farklı ortamlardan geçerken, uyarmalar ve iyonlaştırmalara ve bunların sonucunda da:kimyasalfotokimyasal vebiyolojik etkilere yol açarlar.Aynı zamanda karakteristik X-ışıması da gerçekleşir.Betalar aniden durduklarında, elektromanyetik radyasyon meydana Frenlenme radyasyonu = Bremsstrahlung
41 Frenlenme Radyasyonu X-ışınları, madde içinde -parçacıklarına göre daha fazla ilerler. ’lar madde içinde durduktan sonra bile, oluşturdukları X-ışınları ilerlemeye devam ederler.İyonlaştırma, uyarma, saçılma ve soğurulma açısından. - ile + arasında fark yoktur.Şekil: Beta ışınlarının, onları durduracak kurşun plakaya yönlendirilmeleri. Betalar durduktan sonra, plakadan geçebilen X-ışınlarını oluştururlar..
43 Gama Bozunumları:Yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine geçerken yayılan fotonlardan üretilir.Radyoaktif izotopların çekirdek dönüşümlerinde (alfa,beta) ortaya çıkan gama ışınları kısa dalga boyunda, yüksek enerjili fotonlardır.Enerjileri görünür ışık ve X ışınlarından yüksektir.Yarı ömürleri genellikle çok kısadır.23892U Ra + 42He23490U Ra + γEnerjileri: Yaklaşık 10 keV- 7 MeV
44 Gamma Işıması, - , + bozunumu ya da elektron yakalama olaylarının ardından gerçekleşir.198 79Au 198 80Hg(fazla enerji MeV) t1/2 = 2.89 günEmaks= 0.96 MeVTek bir fotonun yayımlanması----KARARLILIK203Hg14CEE14N203TlZZa) -ışımasının eşlik etmediği - ışımasıb) -ışımasının eşlik ettiği - ışıması
45 Gamma Radyasyonunun Madde ile Etkileşimi Gamma ışınları, yüklü parçacıklardan farklı olarak, enerjilerinin tamamına ya da büyük bir bölümünü bir dizi çarpışma yerine, tek bir etkileşimle yitirebilirler.3 ana olayA. Fotoelektrik etkiB. Compton etkisiC. Çift oluşumu
46 Gamma Radyasyonunun Madde ile Etkileşimi Bahsi geçen etkileşimlerin her biri( Fotoelektrik E, Compton S, Çift O) YÜKSEK-ENERJİLİ ELEKTRONLAR’ın ortaya çıkmasına neden olurler. Bunlar da madde içinde ilerlerken beta parçacıkları gibi davranarak başka atomları iyonlaştırırlar.Gamma ışınları, enerjileri ne olursa olsun,ışık hızı ile ilerlerler.Maddedeki hasar, - fotonlarının enerjilerini aktardıkları elektronlar tarafından gerçekleşir.Bunlar ortamdaki atomların iyonlaşmasına ve uyarımlarına neden olur.
47 A. Fotoelektrik Etki0.1 MeV’den düşük foton enerjileri ile gerçekleşen etkileşim.Gelen X- ya da gamma ışını iç-yörüngedeki bir elektronun iyonlaşması sırasında tamamen soğurulur. Gelen foton ortadan kaybolurken, fotoelektron halini alan K-yörünge elektronu atomdan atılır.Foton ile maddedeki elektronlar arasındaki çarpışma elektron önemli miktarda K.E. kazanabilir. Bazen, komşu atom ya da molekülleri iyonlaştırabilir. Foton enerjisinin tamamını elektron koparmak için harcar.
48 B. Compton Etkisi-Compton Saçılımı E 0.1 MeVCompton etkisi orta enerjili X- ya da gamma ışınları ile dış yörünge elektronları arasında meydana gelir. Hedef atomun iyonlaşması gerçekleşerek, fotonun yönü değişir, ve enerjisi azalır. Saçılan gamma ışınının dalga boyu gelen gamma ışınının dalga boyundan uzundurCompton elektronu; K.E. (foton enerjisinin bir bölümü)Foton daha düşük bir enerji ve frekansla saçılır.
49 C. Çift OluşumuFoton E MeV. Foton, bir elektron-pozitron çifti oluşturmak üzere çekirdekle etkileşir. Bu enerji miktarı çiftin kütleleri için yeterlidir (her biri, 0.51MeV).Enerjinin fazlalığı bu parçacıklarla eşit olarak paylaşılarak yitirilir ve bunlar madde içinde ilerlerken iyonlaşmalar gerçekleşir.Sonuçta, pozitron bir elektron tarafından yakalanarak iki parçacığın yok olması (anhilasyon) gerçekleşir-her biri 0.51 meV’luk, zıt yönlü ve eşit enerjili iki foton açığa çıkar. Bu iki foton da, Compton saçılması ya da fotoelektrik etki ile enerjilerini kaybeder.
50 YARI - ÖMÜRRadyoaktif maddeler, kendilerine özgü bir bozunma hızına sahiptir.Radyoaktif izotopların bozunma hızı "yarı-ömür" adı verilen bir sayı ile belirtilir ve yarı ömür "t1/2" olarak ifade edilir.Yarı ömür (t1/2) radyoaktif ve bozunmaya uğrayan bir örnekteki atomların yarısınınyok olması için geçen zaman olarak tarif edilir.
51 Radyoaktif bir izotopun birinci yarı ömrü sonrası yarı miktarı yok olurken, diğer yarısı değişmeden kalır. İkinci yarı-ömür sonrası başlangıç miktarının 1/4'ü, üçüncü yarı-ömür sonrası başlangıç miktarının 1/8'i vs. kalacak şekilde azalmaya uğrar.radyoaktif özelliğe sahip farklı izotoplara ilişkin yarı ömürler ve yayınladıkları radyasyon türleri farklıdır.Yarılanma süresi madde miktarına bağlı değildir.Yarılanma süresi sonucunda madde tükenmez.Madde miktarı arttıkça ışıma miktarı artar.Yarılanma süresi radyoaktif maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
52 Yarı ömür: T1/2= ln2/ג =0.693/גג: Bozunma sabiti= Radyoaktif bozunma hızıג= Birim zamanda bozunmaya uğrayan radyoaktif çekirdek sayısı/Toplam radyoaktif çekirdek sayısı
53 Fiziksel Yarı ömür: Bir maddenin yarısının bozunması için geçen süredir. Tf Biyolojik Yarı ömür: Tb, Canlı dokuya, bir organa veya bir organizmaya verilen radyoaktif maddenin, verilen miktarının, biyolojik ortamdan yarısının atılması için geçen süre.Efektif yarı ömür: Teff, Radyoaktif maddenin vücutta etkili olduğu süredir.1/Teff= 1/Tbiy + 1/Tfiz
54 Ortalama Ömür Bozunma sabitinin tersine denir. Bu değer yarı ömürden biraz büyüktür.To= 1/גTo=1,44 x T1/2
55 Erişim UzaklığıBir parçacığın hareketsiz hale gelmeden önce kat ettiği mesafeye menzil (range) ya da erişim uzaklığı adı verilir. Bu, belli bir ortamda iyonlaştırıcı parçacıkların yayılım sınırıdır.Parçacıkların enerjisi, kütlesi, yükü ve geçtiği ortamın atom sayısına bağlıdır.Genel olarak,radyasyon ne kadar ağırsa, erişim uzaklığı o kadar kısadır. Belli bir ortamda, - parçacıkları en kısa menzile sahiptir, bunları sırasıyla , izler .Ortam ne kadar yoğunsa (atom sayısı fazla), menzili (yayılım sınırı) o kadar kısadır.
56 Erişim UzaklığıBir fotonun madde ile etkileşmeden aldığı yol (erişim uzaklığı ya da etki sınırı) tahmin edilemez.Yarı-değer katmanı, ya da yarı-değer kalınlığı (bir fotonun etkileşim olasılığının %50 olduğu mesafe) tahmin edilebilir.Bu, aynı zamanda X-ışın şiddetini ilk değerinin yarısına indirmek için gereken madde miktarına eşittir.Yarı-değer kalınlığı
57 Yarı-Değer Kalınlığı (HVL) 0.1 MeV’lik -ışınının dokudaki h-v-l’ si= 4.05 cm : 4.05 cm dokunun içinde ilerledikten sonra, ışının şiddeti, başlangıç değerinin ½ dır. İki hvl sonra, ¼ vs.Gamma ışınları ve X-ışınları yüklü parçacıklara göre çok daha içe işlerler.Işının şiddetini %1’den daha az değere indirmek için en azından 7 h-v-l gerekir.Hava için h-v-l - yüzlerce metreCanlı organizma için h-v-l : birkaç dm.
58 Etki SınırıGirme derinliği maddenin yoğunluğuna ve radyasyonun enerjisine bağlıdır.
59 Lineer Enerji Transferi İyonlaştırıcı radyasyonlar madde içinde ilerlerken, yolu üzerindeki atomlar ve moleküllerle rasgele çarpışmalar ve etkileşimler yaparak enerjisinin bir bölümünü onlara aktarırlar. Bu olaya Lineer Enerji Transferi (LET) denir.
60 Lineer Enerji Transferi Radyasyonun yolunun birim uzunluğunda aktarılan enerji miktarıLET ise, Hasar LET ise, Tamir
61 Genel olarak LET değeri arttıkça, biyolojik etkide artar. LET değeri sadece iyonlaştırıcı radyasyonun tipine bağlı değil aynı zamanda enerjisine bağlıdır.Genel olarak LET değeri arttıkça, biyolojik etkide artar.Lineer enerji transferi sırasında madde içinde iyonlar ve serbest radikaller oluşur.Genellikle KeV/μ cinsinden ölçülür.LET değeri sadece iyonlaştırıcı radyasyonun tipine bağlı değil aynı zamanda enerjisine de bağlıdır.Genel olarak LET değeri arttıkça biyolojik etki de artar.
62 Lineer Enerji Transferi Yüksek LET radyasyonu (alfa & beta parçacıkları) suyu H ve OH radikallerine çok kısa bir mesafe içinde iyonlaştırarak, (örneğin aynı hücrede iki olay) aynı türden iki sebest radikalin oluşmasına yol açar; bunlar da birbirleriyle etkileşir.Düşük LET radyasyonu (X- ya da gamma ışınları) da su moleküllerini iyonlaştırır, ama bunu daha uzun bir mesafede gerçekleştirir. Böylelikle, komşu radikaller aynı türden değildir. X ışınları ve gama ışınları (yüksüz radyasyonlar) düşük bir LET değerine sahiptirler.Yolları boyunca birim mesafede az sayıda iyonlaşmaya yol açarlar. Dokular içinde gidebildikleri mesafe uzundur.
63 Serbest radikal: Yörüngesinde elektron boşluğu (paylaşılmamış elektron) bulunan elektriksel olarak nötral atomlardır. Son derece reaktif atomdurlar.İyonlar ve serbest radikaller çevrelerindeki diğer moleküllerin bağlarını koparabilirler (iyonlaşma) veya onlara başka çeşit etkiler yapabilirler.
64 İyonlaşma olaylarının sıklığı, radyasyonun enerjisine,kütlesine,elektrik yüküne,ve bir derecede ışınlanan dokunun yoğunluğuna bağlıdır.Protonlar ve alfa parçacıkları gibi ağır yüklü parçacıklar yüksek LET değerine sahiptirler.Yolları boyunca birim mesafede çok sayıda iyonlaşmaya yol açarlar. Dokular içinde gidebildikleri mesafe kısadır.
65 Enerji ve HasarCanlılarda oluşan HASAR, radyasyonun yolu üzerindeki atomlara BÜYÜK MİKTARLARDA AKTARILAN ENERJİ sonucudur.
66 Biyolojik Hasar Potansiyeli Radyasyon madde ile etkileşir, atomları iyonlaştırır ve yoluna çıkan molekülleri parçalar. Bu yüzden, radyasyon yayımlayan maddelerin canlılar üzerinde çok zararlı etkileri vardır ve RA madde ile çalışan insanlar için de sağlık sorunu oluştururlar.Aynı zamanda, nükleer radyasyonun hücre işlevini bozma yeteneği kanser ve benzeri hastalıklarda tedavi amacıyla kullanılmasını sağlar.Bu etkiler, dokudaki atomların iyonlaştırılmasıyla olur.Atom düzeyi Molekül düzeyinde değişiklikler Hücre düzeyi Organik hasar
67 RADYASYON BİRİMLERİ Birimlendirmeye dört ayrı açıdan bakmak gerekir Radyasyon kaynağının gücünü (Aktivite Birimi)Özel Birim : Curie (Ci)SI Birim : Bequerel (Bq)Kaynaktan çıkan radyasyon şiddetini (Işınlama Doz Birimi)Özel Birim : Röntgen (R)SI Birim : Coulomb/kg (C/kg)Radyasyonun madde tarafından soğurulma (absorblanma) dozunu (Soğrulmuş Doz Birimi)Özel Birim : RadSI Birim : Gray (Gy)Canlıda meydana gelen biyolojik hasarı (Biyolojik Doz Birimi)Özel Birim : RemSI Birim : Sievert (Sv)
68 AKTİVİTE BİRİMİBir radyoaktif maddenin aktivitesini belirtmek için birim zamanda bozunan çekirdek sayısı alınır.Saniyede 3.7x1010 (saniyede 37 milyar nükleer parçalanmaya eşit) bozunma yapan bir radyoaktif maddenin aktivitesine 1 Ci denir.1 Ci = 3.7x1010 bozunma /sn dir.Bu değer 1 gr radyumun bir saniyede verdiği α parçacığı sayısıdır.Aktivitede Uluslararası birim ise Becquerel (Bq)’dir.Saniyede 1 bozunma veren radyoaktif maddenin aktivitesine 1 Bq denir.1 Ci = 3.7x1010 Bq dir.Curie, sadece bozunan çekirdek sayısıyla ilgili bir birim olup, bozunmanın tipi, radyasyonun enerjisi ve yutulması hakkında bir fikir vermezSpesifik AktiviteHerhangi bir radyoaktif maddenin Ci/gr olarak ölçülen aktivite yoğunluğudur
69 IŞINLAMA DOZ BİRİMİIşınlama dozu, radyasyon akısının belirli bir yerde iyonizasyon meydana getirme özelliğine dayanan bir ölçüdür ve özel birimi “Röntgen” (R) dir.Uluslar arası düzeyde kabul edilen ilk radyasyon doz birimidir.Işınlama, radyasyonun havayı iyonlaştırma yeteneğinin bir ölçüsüdür.Hesaplanmasında birim kütle (veya hacim) hava içinden geçen bir radyasyon demetinin meydana getirdiği iyonizasyonun ölçülmesi esastır.
70 Uluslararası birim sisteminde ise ışınlama doz birimi C/kg’ dir. 1 R = 2.58x10-4 C/kg’ dır.Bu eşitliğe göre röntgen için şu tanımı da verebiliriz1 Röntgen, 1kg havada 2.58 x 10-4 C’luk yük meydana getiren radyasyon miktarıdır.1 R = 2.58x10-4 C/kgRöntgen X ve γ ışınları için (3 MeV’ e kadar ve sadece hava için) tanımlandığından başka radyasyonlar için kullanılamaz.Demetteki foton sayısını, enerjisini veya ışınlamaya uğrayan bir maddedeki soğurma dozunu belirtmez.
71 SOĞRULMUŞ DOZ BİRİMİRöntgen, gelen demet içindeki radyasyon miktarı olarak yorumlansa da yutucu dokunun özelliklerini ifade edemez.Röntgen ışınlama dozu, soğurucunun (absorblayıcının) değil radyasyon demetinin bir özelliğini göstermektedir.Ayrıca yüksek enerjili X-ışınlarından α, β ve nötron gibi radyasyonlardan herhangi bir cisimde soğurulan (absorblanan) enerjinin ölçülmesinde röntgen yetersiz kalmıştır. Böylece her çeşit radyasyon ve madde için soğurulmuş (absorblanmış) doz birimi olarak, bir de “Soğurulmuş (Absorblanma) Doz Birimi” tarif edilmiştir.Soğurulmuş doz özel birimi “Rad” dır.
72 1 rad 1 gram kütleye 100 erg enerji transfer eden herhangi bir radyasyon miktarı olarak tanımlanmaktadır.Enerji dozunun Uluslararası Sistem birimi ise gray’dir (Gy).1 Gray, herhangi bir radyasyonun 1 kg kütleye 1 Joule enerji transfer eden miktarı olarak tanımlanmıştır.1 Gy = 100 rad
73 BİYOLOJİK DOZ BİRİMİSoğurulmuş dozun biyolojik etkisi radyasyon cinsine göre farklı olabilmektedir.Örneğin canlı doku içinde zarar meydana getirme bakımından, alfa ve hızlandırılmış protonlar, gama ve beta ışınlarına nazaran daha etkilidirler.Hızlı nötronlarla oluşan protonlar, çıkan enerji aynı olsa dahi, gama ışınlarına göre 10 kat daha tehlikelidirler.Bu farkları belirlemek için biyolojik deneylerden bir “Kalite Faktörü“ tayin edilmiştir.
74 Buna göre biyolojik doz özel birimi “ Rem ( Röntgen Equivalent Man )” dir ve 1 Röntgenlik X veya gama ışınının meydana getirdiği benzer biyolojik etkiyi meydana getiren radyasyon miktarı olarak tanımlanır.Radyasyon korunmasında rem/saat şiddet birimi olarak kullanılmaktadır.REM = RAD x KALİTE FAKTÖRÜEşdeğer Doz (DE) = D (absorblanmış doz) x Biyolojik Faktörler olacaktır
75 Değişik tipten radyasyonların aynı dozları için biyolojik etkiler karşılaştırıldığında etki farkları kalite faktörü (Q) denilen bir sayı ile ifade edilir.Kalite faktörü X ve gama ışınları ve elektronlar için 1, nötronlar için 10, alfa parçacıkları için 20’dir.Herhangi bir radyasyonun enerji dozu ile kalite faktörünün çarpımına doz eşdeğeri denir(H).H = Q x DEnerji dozu birimi rad kullanıldığında doz eşdeğeri REMREM = RAD x KALİTE FAKTÖRÜ(Q)Gray kullanıldığında Sievert (Sv) ‘dir.1 Sievert (Sv) = 100 rem
76 Etkin Doz Değeri:Organların tek tek aldıkları doz değerleri ile ağırlıkları çarpımından etkin doz eşdeğeri hesaplanmaktadır. Birimi rem ve sievert’tir.
77 EtkiNükleer radyasyonun canlılar üzerindeki genel etkileri aynı olmakla birlikte, her radyasyon türünün kendine özgü nitelikleri vardırBu şekilde her birinin gücü ve farklı koşullarda kullanılabilirliği de farklıdır.Enerji hangi formda olursa olsun canlı maddeler üzerindeki etkileri iki grupta toplanır.Isısal etkiSpesifik etki
78 Isısal etki:Absorblanan enerjinin bir kısmının madde atomlarının ve moleküllerinin artan rastgele hareketleri şeklinde ısıya dönüşmesidir.Örnek:Canlı dokular, fizyolojik sınırları aşan sıcaklıklara ısıtıldıklarında bunları oluşturan biyomoleküller ve onların fonksiyonel toplulukları tersinir veya tersinmez biçimde hasar uğrarlar.Örnek: yumurtanın katılaşması gibi, Tersinmez süreç
79 Spesifik etki:Yüksek canlı türlerinde enerjinin bazı formlarına son derece duyarlı moleküller ve reseptör sistemleri vardır.Bu formlardaki enerji ısısal etki için gerekli düzeyin çok altındaki düzeylerde bile söz konusu canlılar üzerinde spesifik etkiye sahiptir.Gözdeki fotoreseptörler tek bir ışık fotonuna, derideki pigmentler U.V ışınlarına, kulaktaki mekanoreseptörler belli frekanslardaki çok zayıf titreşimlere duyarlıdırlar.Spesifik etkinin bu minimal düzeyine karşılık ısısal etki için çok yüksek düzeyleri gerekmektedir.
80 Radyasyonun canlı üzerindeki etkileri radyasyona maruz kalan hücrenin türüne bağlı olarak somatik ve genetik olmak üzere ikiye ayrılır
81 1 Somatik EtkilerSomatik etkiler bir bireyin vücut dokularındaki hücrelerde görülür.Belirtileri bireyin yaşam süresi içinde ortaya çıkar.Somatik etkiler ortaya çıkış sürelerine göre erken ve geç olmak üzere iki gruba ayrılır.
82 Erken somatik etkiler: Akud dozdan (kısa zaman dilimi içinde tüm vücuda tipik olarak 10 rad veya daha büyük doz alımı) hemen sonra ortaya çıkarlar.Kendisini yenileyebilen doku ve hücrelerin hasarına yol açan erken etkilerin belirtileri saatler, günler ve hatta aylar sonra ortaya çıkabilir.Bu etkilere örnek olarak kafatası derisine 400 radlık bir dozun verilmesinden yaklaşık üç hafta sonra gözlenen geçici saç dökülmesi verilebilir. Dozdan iki ay sonra renk ve yapısı farklı olabilen yeni saçın büyümesi beklenir.
83 Erken somatik etkilerin oluşması için radyasyonun belli bir eşik değeri olması gerekmektedir. Doz arttıkça hasar miktarı artar.Klinik belirtilerin şiddeti;Doz, doz hızı, radyasyon tipi, radyasyonun enerjisi ve ışınlanan doku tipine göre değişir.
84 Erken somatik etkilerin oluşması için belli bir eşik değeri gerektiğinden, “deterministik etkiler” denmektedir.Eşik doz ile hız arasında bir bağıntı sözkonusudur: Düşük doz hızı doz eşiğini yükseltmektedir.Eşik değerinin olması radyasyonun etkilerinden korunmayı sağlar.Çevremizdeki doğal radyasyonların dozları ve doz hızları çok düşüktür. Bundan dolayı erken somatik etkilere yol açmazlar.
85 Geç somatik etkiler:Bu etkiler radyasyon dozlarının alımından belirsiz süreler sonra (yıllar sonra) lösemi, katarakt ve sert tümörler şeklinde ortaya çıkarlar.Radyasyon dozu ile geç somatik etkiler arasında kesin bir ilişki (Doz- cevap ilişkisi) yoktur.Radyasyona maruz kalan büyük topluluklardan edinilen bilgiler ışığında bazı bağıntılar elde edilebilmektedir (Doz-hastalık ilişkisi).
86 Bu belirlenen patolojiler, normalde görülme değerine göre karşılaştırıldığında zemin değerin üstüne çıkmışlardır.Geç somatik etkilere, istatiksel veya stokastik (kesin olmayan) etkilerde denilmektedir.Eşik doz yoktur. Dozla doğru orantılı artış vardır.
87 2 Genetik etkiler:Radyasyona maruz kalan kişinin üreme hücrelerinde oluşan hasardan dolayı sonraki nesillerinde ortaya çıkan etkilerdir.Bu etkilerin nedeni genlerden birisinin yapısının değişmesi veya kromozom ipliğinin bir veya birkaç yerinden kırılması olabilir.Eşik doz değeri yoktur. Dozla doğru orantılı olarak değişir.
89 DİREK ETKİMoleküllerdeki atomların direk iyonizasyonu fotoelektrik ve kompton etkileşimleri ile enerjinin absorbsiyonunun bir sonucudur.İyonizasyon tüm radyasyon tiplerinde olur, fakat yüksek LET radyasyonda direk etki baskındır.
90 Bu etkileşim sonrasında 2 olasılık söz konusudur. 1. Hücre oluşan hasarı onarır.2. Hücre oluşan hasarı onaramaz.Bu durumda da 4 olasılık vardır.• Hücre ölür,• Hücre bazı fonksiyonlarını kaybeder,• Radyasyona maruz kalan hücre germinal hücre ise bazı genetik etkiler ortaya çıkabilir,• Kanser indüklenebilir.
91 İNDİREK ETKİRadyasyonun indirek etkisi atoma enerji transferi sonucu, serbest radikaller oluşturarak molekülün parçalanmasını kapsar.Biyolojik sistemlerdeki temel molekül su olduğu için, suyun radyoliz ürünleri radyasyonun dolaylı etkisi açısından önem taşır.Su molekülü önce enerjiyi absorblayınca iyonlaşır. Sonrasında iki serbest radikale ayrışır.Bunlar Hº ve OHº sembolleri ile gösterilir.H-O-H----->H+ + OH- (iyonizasyon)H-O-H-----> Hº + OHº (serbest radikaller)
92 Serbest radikaller elektronik ve orbital nötralite için kolayca yeniden birleşirler. Bununla birlikte yüksek radyasyon etkisinde çok sayıda oluştuklarında orbital nötralite hidrojen radikal dimerizasyonu ve toksik hidrojen peroksid (H2O2) formasyonu ile sağlanabilir.Radikal hücrede organik bir moleküle de transfer edilebilir.Basit serbest radikallerin (Hº veya OHº) yaşam süreleri 10–¹º saniye gibi çok kısadır. Genel olarak çok reaktif olmalarına rağmen oluşum yerlerinden hücre nükleusuna ulaşacak kadar ortamda bulunamazlar.
93 Bununla beraber hidroperoksi serbest radikalinde olduğu gibi oksijen ile oluşan serbest radikaller nötral formlara kolayca rekombine olmazlar.Bu daha stabil formlar ciddi hasarın oluşabileceği hücre nükleusuna ulaşabilecek kadar yeterli süre ortamda kalırlar.Bir biyolojik moleküle serbest radikalin transferi, bağ kırığına veya anahtar fonksiyonun inaktivasyonuna neden olabilecek düzeyde hasar verici olabilir.
94 Ek olarak,organik peroksi serbest radikali, radikali bir molekülden diğerine transfer edebilir ve bu transferin olduğu moleküllerin herbirinde hasar oluşur. Böylece kümülatif etki tek bir iyonizasyon veya bağ kırığından çok daha fazla olabilir.
95 Radyasyonun hücre düzeyindeki etkileri Radyasyona her hücre eşit düzeyde duyarlı değildir.İyonize radyasyona maruz kalınma anında mitotik bölünme aşamasındaki hücreler, yüksek mitotik aktiviteye sahip hücreler ve iyi diferansiyasyon göstermeyen hücreler (örn:over ve testisteki germinal hücreler, hematopoietik sistem hücreleri gastrointestinal sistem epitel hücreleri gibi) radyasyona duyarlıdır.Düşük mitotik aktiviteye sahip ve iyi diferansiyasyon gösteren hücreler (örn: karaciğer, böbrek, kas, sinir hücreleri gibi) radyasyona dirençlidir.
96 Hücrelerin radyasyon duyarlılığı hücre siklusu süresince büyük çapta değişir. Duyarlılık genellikle G2>M>G1>S
97 Radyasyonun proteinler üzerindeki etkileri İnvitro koşullarda 10 Gy dozundaki radyasyon protein yapısını bozarBu etkilerden öncelikle indirekt etkiler sorumludur.OH radikalleri, aromatik ve kükürt içeren amino asitlerle (metionin, sistein ve sistin gibi) hemen tepkimeye girerler.Kükürtlü aminoasitler H radikalleri ile de tepkimeye girerler.
98 Bir protein radyasyonun direkt etkisiyle iyonlaştığında hasar çoğunlukla glisin rezidülerinin alfa karbonlarınada ve sistein rezidülerinin kükürt atomlarında görülür.Radyasyon proteinlerde yan zincir gruplarında tahribat ve konformasyona neden olur.Proteinlerde kırılan aminoasitlerden dolayı yanlış proteinler oluşur.
99 Radyasyonun hücre zarı üzerindeki etkileri Radyasyon dozları her zarı farklı etkilemektedir.Endoplazmik retikulum zarında gerçekleşen protein sentezi radyasyondan etkilenmez.Bitkilerin kloroplast zarlarında gerçekleşen fotosentez reaksiyonları radyasyondan etkilenmezler.Hücrelerin plazma zarlarının ve sinir hücrelerinin zarlarının Na ve K iyonlarına geçirgenlikleri 100 Gy aşan radyasyon dozunda değişmektedir
100 Radyasyon lisozom zarlarınıda parçalar Radyasyon lisozom zarlarınıda parçalar. İçerisinde katabolik enzimler bulunan lisozomdan kontrolsüz enzim salınımı olur ve böylelikle metabolik hasar meydana gelmiş olur.Mitokondrilerin iç zarlarında gerçekleşen oksidatif fosforilasyon reaksiyonlarıda radyasyondan etkilenmektedir.
101 NÜKLEİK ASİTLER :Nükleik asitler, kalıtsal bilgileri taşıdıkları için (DNA) veya protein sentezini düzenledikleri için (RNA) ve yapılarındaki onbinlerce bazdan sadece birinin bile zarar görmesi canlıların radyasyondan etkilenemsinde ne kadar önemli olduklarının göstergesidir.Biyolojik maddedeki radyasyon etkisinde en önemli hedef molekül DNA'dır.Işınlanma sonucu DNA'nın bazında değişiklik veya yok olma, zincirler arasındaki hidrojen bağlarında kopma, tek veya çift zincir kopması, dimerizasyon, diğer DNA molekülleri ve kromozom proteinlerinde çift heliks halinde çapraz bağ olması gibi olaylar gelişir.
102 DNA’nın bir sarmalının kopması,radyasyonun bir noktaya isabet etmesini; her iki sarmalından kopması radyasyonun iki noktaya isabet etmesi şeklinde yorumlanabilir.Bunlar moleküler yapı ve fonksiyonda değişikliklere neden olurlar.Sıklıkla kromozom bozukluğuna rastlanır.DNA'da oluşan etki, hücre ölümünde en önemli faktör olarak kabul edilir.Radyasyondan etkilenen DNA kendini tamire çalışır
103 Nükleik asitlerde radyasyonun etki mekanizması doğrudan veya dolaylı olabilir. DNA hasarında doğrudan etki daha yaygındır.Pirimidin (timin, urasil ve sitosin) bazlarının radyasyona duyarlılığı, purin bazlarının duyarlılığından 100 kat daha fazladır.
104 RADYASYONDAN KORUNMANIN TEMEL PRENSİPLERİ Radyasyondan korunmanın 3 temel prensibi vardır:• Zaman: Radyasyon kaynağına maruz kalınma süresi arttıkça alınan doz artar.• Mesafe: Alınan radyasyon dozu radyasyon kaynağına olan mesafenin karesi ile ters orantılıdır.• Zırhlama: Radyasyon kaynağının uygun nitelik ve kalınlıktaki malzeme ile zırhlanması, alınan iyonize edici radyasyon dozunu azaltır.
105 Biyolojik etki teorileri Canlılarda radyasyonun moleküler düzeyde etkilerini anlatabilmek için 2 teori ortaya atılmıştır.Yerel ısınma (Point heat)Hedef (Target)
106 Yerel Isınma teorisiBu teoriye göre radyasyon hasarı, radyasyon enerjisinin dokuda çok küçük ve kritik bir hacimde çok yüksek bir sıcaklık artışına neden olmasından kaynaklanır.Esasen en şiddetli radyasyon bile dokulara çok az miktarda enerji transfer eder. 100ev’luk bir enerji 229C° sıcaklık artışına neden olmakta bu da molekülün yapısını bozmaktadır.
107 Hedef TeorisiBu teoriye göre, radyasyon hasarı hücreler veya moleküller içindeki bir veya daha çok duyarlı hedefe radyasyon isabetinden kaynaklanır.Virüslerde, doku kültürlerinde, bakterilerde, enzim sistemlerinde yapılan ışınlama deneylerinin sonucunda elde edilen etki parametreleri ile radyasyon dozu grafik halinde gösterilmiştir.Daima 4 çeşit grafiklerden biri elde edilmektedir.
108 Tek isabet eğrisi:Oluşan etki radyasyon dozu ile logaritmik bir şekilde azalır.Yarı logaritmik kağıtta negatif eğimli bir doğru elde edilmektedir.Radyasyon canlı sistemde tek bir duyarlı hedefe isabet etmiştir.
109 Çok isabet eğrisi:Düşük dozlar için etki dozla değişmemekte, daha yüksek dozlarda ise başlangıcı düz devamı negatif eğimli bir doğru elde edilemektedir.Organizmada radyasyon alan birden fazla hedef vardır ya da aynı hedef birden fazla isabet almaktadır.
110 Bifazik eğri:Işınlanan popülasyonda radyasyon duyarlılığı farklı bireyler olduğunda elde edilir.Negatif eğimleri farklı iki doğrudan oluşurlar.Birinci doğru radyasyona daha çok duyarlı bireylerin, ikinci doğru ise daha az duyarlı olan bireylerin doz- etki ilişkisini gösterir.
111 Uyarma Eğrisi:Düşük radyasyon dozları bazen olumlu etkiler doğurur. Örnek: Bitki boyu uzar, RNA sentezi hızlanır.Bu durumda doz etki eğrisi, düşük dozlardaki artışla önce yükselir. Doz biraz daha arttığında daha da yükselir ve maksimuma ulaşır; doz daha da arttığında düşmeye başlar ve negatif eğimli bir doğruya dönüşür.