Radyasyon Nedir? Hangi Radyasyon Türleri Zararlıdır? Yılda Ne Kadar Radyasyon Alıyoruz ve Güvenli Radyasyon Seviyesi Ne Kadardır?

Radyasyon, enerjinin dalgalar veya parçacıklar yoluyla, uzay veya diğer ortamlar içerisinde yayılmasına verilen isimdir.^[1] Radyo dalgaları, mikrodalgalar, kızıl ötesi ışınlar, görünür ışık, mor ötesi ışınlar, X ışınları ve gama radyasyonu gibi radyasyon türlerine elektromanyetik radyasyon; alfa ışıması, beta ışıması ve nötron ışımasına parçacık radyasyonu; ultrason, ses ve sismik dalgalara akustik radyasyon ve uzay-zaman dokusu boyunca yayılan kütleçekim dalgalarına kütleçekimsel radyasyon adı verilir.

Hangi Radyasyon Türleri Tehlikelidir?

Halk arasındaki en yaygın rastlanan yanlış kanılardan birisi, radyasyonun her türlüsünün canlılık, insanlar veya genel olarak sağlık için zararlı olduğu algısıdır. Yukarıdaki kategorizasyondan görülebileceği gibi, gözle görebildiğimiz bütün ışık ışınları da (dolayısıyla renkler de) radyasyonun parçasıdır. Yani radyasyon, yapısı gereği zararlı olan bir olgu değildir; renkler, hayatta kalmamız için büyük öneme sahip radyasyon türleridir. Benzer şekilde, kütleçekim dalgaları da sağlık üzerinde dikkate değer herhangi bir etkiye sahip değildir. Öte yandan bir atom bombasından veya radyoaktif bir elementten yayılan radyasyon, elbette belirli dozların üzerinde canlılık için ölümcül etkilere sahip olabilir. Dolayısıyla, farklı radyasyon türleri arasındaki bu etki farkının nereden kaynaklandığının netleştirilmesi gerekmektedir.

Genellikle bu fark, radyasyon ile taşınan kinetik enerji ile belirlenir. Tek bir elektronun, vakum içerisinde ve 1 Volt potansiyel fark altında hareket ederken taşıdığı kinetik enerjiye 1 elektronvolt (eV) adını vermekteyiz; bu, aynı zamanda $1.602\ast 10^{-19}J$ enerjiye eşittir. İşte sağlığımız ve canlılık için zararlı olan radyasyon, genellikle 10 eV ve üzerinde kinetik enerjiye sahip olan, dolayısıyla bir atom ile etkileştiğinde onu elektronlarından ayırıp, molekülleri bir arada tutan kimyasal bağları parçalayabilen radyasyon türüdür. Buna, iyonize radyasyon denir.^[2] Genellikle alfa, beta ve gama ışıması, X-ışınları, müyonlar, mezonlar, pozitronlar, nötonlar ve Dünya'nın atmosferiyle etkileşime geçen diğer kozmik ışınlar, iyonize radyasyon kaynaklarıdır.^{[3], [4]}

Öte yandan iyonize olmayan radyasyon, bu tür yıkıcı etkilere sahip olmayan radyasyon türlerine verilen isimdir. Örneğin mor ötesi (ultraviyole) ışınlar, görünür ışık, kızıl ötesi ışınlar, mikrodalga ışınlar, radyo frekansları ve aşırı düşük frekanstaki radyasyon iyonize değildir. Bu nedenle mikrodalga fırınınızdan yayılan radyasyon, Plütonyum ya da Uranyum gibi bir çekirdekten yayılan radyasyon ile aynı değildir. Benzer şekilde, Güneş'ten gelen ışınlar da atomlarınızı parçalayacak enerjiye sahip değildir (özellikle de atmosferin koruyucu etkisi altında).

Buna rağmen, elbette iyonize olmayan radyasyon da uzun vadede hasara neden olabilir; örneğin ultraviyole ışınlar derimizdeki atomları ve molekülleri kısa vadede parçalayamazlar; ancak derimizin yanmasına neden olarak belli bir süre sonra bize hasar verebilirler (bu nedenle güneş kremi kullanmak önemlidir).^[5] Eğer bir radyasyonun enerjisi çok düşükse, uzun vadede de herhangi bir zarar vermesini beklemeyiz; örneğin yeşil ışık, ona ne kadar maruz kalırsanız kalın, size kalıcı herhangi bir zarar veremez.

Radyasyon kavramının altında yatan ana unsur, belli bir merkezden veya kaynaktan dışarı doğru ve her yöne doğru yayılan ("ışıyan") bir olgudan söz ediyor olmamızdır. Bu yayılımın şiddeti (özellikle de gama ışınları için), merkezden/kaynaktan uzaklaştıkça, mesafenin karesi ile ters orantılı bir şekilde azalır.^[6] Yani bir radyasyon kaynağına 1 metre uzaktayken 20 birim radyasyona maruz kalıyorsanız 2 metre uzaktayken aynı kaynaktan yayılan radyasyonun sadece 5 birimine maruz kalırsınız.

Radyasyon Kaynakları Nelerdir?

Ortalama bir insanın yıl içinde maruz kaldığı radyasyonun büyük bir kısmı (kimi zaman yarısından fazlası) doğal unsurlardan kaynaklanmaktadır.^[7] Radyasyona sebep olan kaynakların başında, kimyasal yapısından ötürü dengeli olmayan elementler gelir. Bu tür elementlere radyoaktif elementler adı verilir. Bu elementler, dengeli bir kimyasal yapıya kavuşabilmek için, dengelerini bozan fazladan enerji veya kütleyi etrafa saçmak zorundadırlar. Bunu yaptıklarında, radyasyon yaymış olurlar.

Ancak radyasyona maruz kalmak için illâ radyoaktif bir elementin yakınlarında olmak şart değildir. Örneğin Güneş'ten, yapay ışık kaynaklarından veya etrafımızdaki cihazlardan durmaksızın radyasyon yayılmaktadır; dahası, Büyük Patlama'dan arta kalan Kozmik Mikrodalga Art Alan Işıması da Evren'de nereye giderseniz gidin mutlaka maruz kalmak zorunda olduğunuz bir radyasyon türüdür.

Radyasyon ve Doz: Ne Kadarı Güvenli?

Radyasyon miktarını ölçmenin birçok farklı yolu vardır: Rem (veya binde biri olan milirem), Sievert (veya milyonda biri olan mikroSievert), Gray, Röntgen, Becquuerel Curie, vb. bunlara sadece birkaç örnektir. Referans olması açısından, 1 milirem 10 mikroSievert (ve 10 mikroGray) radyasyona eşittir. 1 milirem, aynı zamanda 1140 mikroRöntgen'e, 27 pikoCurie'ye ve 1 Becquerel radyasyona eşittir. Bunların her biri, farklı düzeylerde radyoaktiviteyi tanımlamakta kolaylık sağladığı için kullanılmaktadır; ancak Rem ve Sievert özellikle doz için, Curie ve Becquerel ise miktar için kullanılmaktadır. Gray ise absorbe edilen enerji miktarını ölçmekte kullanılır. Fakat hepsi, kolaylıkla birbirine dönüştürülebilir.

UWEC

Kimya ve biyoloji ile ilgili diğer konularda olduğu gibi, radyasyon konusunda da riski belirleyen unsur dozdur. Atomlardan oluşan her şeyin (dolayısıyla bizlerin de), iyonize radyasyon gibi yıkıcı radyasyon türleri de dahil olmak üzere her türlü radyasyon kaynağına karşı belirli bir direnci vardır. Bir diğer deyişle, bir atom bombasından saçılan radyasyon bile belirli bir doza ulaşana kadar size zarar veremez (veya kalıcı zarar veremez). Ancak radyasyon bu şekilde kontrolsüz bir şekilde saçıldığında, söz konusu eşikleri aşmak da çok daha kolay olacaktır. Dahası, iyonize radyasyona karşı direncimiz, iyonize olmayan radyasyona olan direncimizden çok daha düşüktür; dolayısıyla bu tür ışınlardan zarar görmemiz çok daha kolaydır.

Radyasyonun güvenli olan seviyesini ölçmenin birçok zorluğu vardır.^[8] Çünkü bireysel farklılıklar bu konuda önem arz eder; dahası, radyasyona nasıl maruz kaldığınız da sonucu etkileyebilmektedir. Örneğin vücudunuzun tamamının radyasyona maruz kalmasıyla, sadece belli bir bölgesinin radyasyona maruz kalması arasında fark vardır. Benzer şekilde, halihazırda bulunduğunuz ortamda var olan "arka plan ışıması" miktarı da sonuçları etkileyecektir. Örneğin uzaydaki astronotların maruz kaldıkları arka plan ışıması miktarı, Dünya'daki insanların maruz kaldığı düzeyden farklıdır. Ayrıca, radyasyona maruz kalınan süre de önem taşımaktadır; yani bir radyasyon kaynağına 3 saniye maruz kalmak ile 3 yıl maruz kalmak arasında fark vardır.

Yine de, kabaca bir seviye tanımlamak mümkün olabilir:^[9]

Astronotlar: 25.000 Milirem/Yıl

Uzayda görev yapan astronotlar için kabul edilebilir olan en yüksek radyasyon seviyesi 25.000 milirem (250.000 mikroSievert veya μSv) düzeyidir. Bu, bir insanın uzun vadede sağlıklı kalarak dayanabileceği en yüksek radyasyon miktarı olarak görülebilir. Bu tür yüksek bir radyasyon miktarına maruz kalınma ihtimalinin olma nedeni, atmosferin dışında görev yapan astronotların maruz kalabileceği kozmik ışınlardır.

Bu limit, 2. Dünya Savaşı boyunca, maruz kalınabilecek maksimum radyasyon miktarı olarak belirlenmiştir; ancak 1950'lerde bu sınır 15.000 milireme, 1957'de ise 5000 milireme (50 miliSievert veya mSv düzeyine) düşürülmüştür. Genel olarak, yetişkin bir insanın ömrü boyunca maruz kalmasının güvenli görülen radyasyon miktarı, yaklaşık olarak yaşı ile 1000 milirem değerinin çarpılması ile bulunur (örneğin 55 yaşındaki biri, ömrü boyunca 55.000 miliremden fazla radyasyona maruz kalmamalıdır). Ancak 18 yaşın altındaki çocuklar için bu değer, yılda 500 milirem seviyesindedir ve ana rahmindeki bebekler için ayda 50 miliremi (500 mikroSievert'i) geçmemelidir.

Deniz Seviyesinde Arka Plan Işıması: 300 Milirem/Yıl

Şu anda deniz kenarında vakit geçiren insanların yılda maruz kaldıkları radyasyon miktarı 300 milirem (3000 μSv) civarındadır. Deniz seviyesinden yükseldikçe, atmosfer kalınlığı azaldığı ve dolayısıyla uzaydan gelen radyasyona daha fazla maruz kalındığı için maruziyet miktarı da artmaya başlar. Örneğin ortalama rakımı 1600 metre civarında olan Ağrı ilimizde bu miktar, yılda 400 milirem (4000 μSv) civarında olabilecektir.

Görülebileceği gibi, bu değer kabul edilebilir limit olan 5000 miliremin (50.000 μSv) çok altındadır; ancak tabii ki bir insan, bulunduğu ortamda var olan arka plan ışımasından daha fazla ışımaya maruz kalmaktadır. Yine de, güvenli sınırı aşmanın o kadar da kolay olmadığını görmek açısından bu değerler faydalıdır.

Güvenli Seviyeyi Etkileyen Faktörler

Daha önceden de söz ettiğimiz gibi, bireysel özellikler dolayısıyla radyasyonun güvenli olan miktarı kişiden kişiye farklılık gösterebilmektedir. Örneğin tıpkı alkol ve sarhoşluk örneğinde olduğu gibi, kişinin kütlesi arttıkça, alabileceği radyasyon miktarı da artmaktadır. Örneğin kalsiyumun radyoaktif bir izotopu olan ⁴⁵Ca izotopundan 1 mikroCurie miktarı eğer 30 kilogramlık bir bireye verilecek olursa, 3.7 miliremlik radyasyona neden olacaktır; ancak 90 kilogramlık bir bireyde bu 1.85 miliremlik radyasyon maruziyetine karşılık gelecektir.

Benzer şekilde, vücudun tamamının radyasyona maruz kalmadığı durumlarda, sadece maruz kalan organlar radyasyondan etkilenebilir. Bunun en tipik örneği, hipertiroid tedavisinde kullanılan, aşırı spesifik bir bölgeye verilen radyasyonun tiroid bezini hedef almasıdır. Eğer radyasyona maruz kalınan süre uzarsa, radyasyon da vücudun geri kalanına taşınabilecektir; fakat kısa süre dilimlerinde bu taşınma çok kısıtlı olacaktır.

Hangi Kaynaktan Ne Kadar Radyasyon Alıyoruz?

Bireysel olarak aldığınız radyasyon miktarını ölçmek için, dozimetre adı verilen bir cihaz kullanabilirsiniz. Farklı radyasyon kaynaklarını tespit edecek biçimde üretilen bu cihazlar, sizin saatte, günde, ayda ve yılda aldığınız doz miktarını ölçebilirler. Tabii birçok sıradan vatandaşın aldığı radyasyon miktarını takip etmesine gerek yoktur; çünkü hemen hemen herkes güvenli seviyenin çok altında radyasyona maruz kalır.^[10] Fakat bazı riskli mesleklerde (özellikle de radyoaktif elementlerle çalışan kişilerde) bu miktarın yakından takip edilmesi gerekmektedir.^[11]

Randall Munroe

Güvenli olması beklenen radyasyon seviyelerini (yılda 50.000 μSv, hatta 250.000 μSv'e kadar bile hasar almamak mümkün olabilir) ve bunu nasıl ölçeceğimizi öğrendiğimize göre, bu "kotamızı" nelerle doldurduğumuza genel bir bakış atabiliriz:

• Deniz seviyesinde yaşayan birisi, yaklaşık 3.000 μSv radyasyona kaçınılmaz olarak maruz kalır. Deniz seviyesinden yükseldikçe bu miktar da kademeli olarak artar.
• Cep telefonu kullanırken maruz kaldığınız radyasyon 0 μSv dolaylarındadır; çünkü cep telefonunun sinyal yayıcısı iyonize radyasyon üretmez.
• İnsan vücudu, 0.05 μSv radyasyon saçar. Yani bir diğer insanın yanında uyuduğunuzda, arka plan radyasyonuna ek olarak 0.05 μSv radyasyona maruz kalırsınız.
• Bir muz yediğinizde, potasyum dolayısıyla 0.1 μSv ek radyasyona maruz kalırsınız.
• Havaalanı güvenliğinden geçerken anlık olarak 0.25 μSv ek radyasyona maruz kalırsınız.
• Bir kömür madeninden 80 kilometre yarıçapta bir alanda 1 sene boyunca yaşayacak olursanız, 0.3 μSv ek radyasyona maruz kalırsınız.
• Kolunuzun X-ray görüntüsünü çektirdiğinizde, anlık olarak 1 μSv ek radyasyon alırsınız.
• 1 yıl boyunca CRT monitör (eski bilgisayarlar veya eski televizyonlar) kullanacak olursanız, 1 μSv ek radyasyon alırsınız.
• Diş X-rayi çektirmek, sizi anlık olarak 5 μSv ek radyasyona maruz bırakır.
• Yerden 10.000 metre yükseklikte, toplamda 10.000 kilometre civarında bir uçak seyahati yaptığınızda, 100-120 μSv ek radyasyona maruz kalırsınız.
• Göğüs X-rayi çektirmek 20 μSv ek radyasyona sebep olacaktır.
• Fukushima patlamasından sonraki haftalarda Tokyo'da tespit edilen ek radyasyon miktarı 40 μSv civarındadır.
• Three Mile Island nükleer felaketi sonrasında, patlamanın 16 kilometre civarında yaşayanların deneyimlediği ek radyasyon miktarı 80 μSv civarındadır.
• Fukushima patlamasından 83 gün sonra sonra, Fukushima'nın güney batısında ölçülen 1 saatlik ek radyasyon miktarı 100 μSv civarındadır.
• Eğer tuz yerine potasyum klorür tüketirseniz veya potasyumca zengin olan muz veya Brezilya fıstıkları gibi besinleri çok tüketecek olursanız, tükettiğiniz miktara bağlı olarak yılda yaklaşık 100 μSv civarında ek radyasyona maruz kalırsınız. Ancak unutmayın: Potasyum, kaslarınızın düzgün çalışabilmesi için gerekli olan, çok önemli bir elementtir. Yani radyasyondan kurtulmaya çalışırken, vücudunuzun fonksiyonlarını bozabilirsiniz! Ve yine, unutmayın: Radyasyon, belli bir dozun altında kaldığı sürece zararlı değildir!
• Bir nükleer santralin etrafına saçmasına izin verilen maksimum radyasyon miktarı 250 μSv dolaylarındadır. Hedef, bunu 30 μSv düzeylerine indirebilmektir.
• Mammogram sırasında maruz kalınan radyasyon miktarı 400 μSv civarındadır.
• Genel halkın 1 yıl içinde maruz kalmasına izin verilen radyasyon miktarı 1000 μSv (1 mSv) civarındadır.
• Patlamadan sonraki 2 hafta boyunca Fukushima Yasaklı Bölgesi'ndeki ek radyasyon miktarı saat başına 1 mSv civarındadır; fakat nükleer saçılımdan ötürü patlamanın kuzeybatısında bu oranlar çok daha yüksek ölçülmüştür.
• Kafanızın CT taraması çekildiğinde maruz kaldığınız ek radyasyon 2 mSv civarındadır.
• Kardiyak stres testleri sırasında 2-5 mSv radyasyona maruz kalınır.
• Yıl içerisinde maruz kalacağınız toplam radyasyon 4 mSv civarındadır; bunun %85'i doğal kaynaklardan, geri kalanı tıbbi cihazlardan gelir.
• 2010 yılında Çernobil topraklarında 1 saat geçirmek 6 mSv civarında ek radyasyona sebep olur; ancak tabii bu, lokasyona bağlı olarak ciddi miktarda değişmektedir.
• Göğüs CT taraması 7 mSv radyasyona maruz kalmanıza sebep olur.
• 1 yıl boyunca günde 1.5 paket sigara içmek sizi 36 mSv ek radyasyona maruz bırakır.
• ABD'de radyasyon ile temas eden işçilerin 1 yılda almasına izin verilen doz 50 mSv düzeyindedir.
• Fukushima'nın kuzey batısında ölçülen radyasyon miktarı 40 mSv civarındadır.
• Kanser riski ile tartışmasız bir şekilde ilişkilendirilmiş 1 yıllık radyasyon miktarı 100 mSv civarındadır.
• 500 mSv radyasyona 1 gün maruz kalmanız halinde, kan hücrelerinizde geçici olarak azalma görülür; ancak birkaç gün sonra normale dönersiniz.
• Fukushima Felaketi sırasında radyasyona maruz kalan 2 işçinin vücudunda tespit edilen radyasyon 180 mSv civarındadır.
• Tiroit bezinin tedavisi için kullanılan radyoaktif iyot dolayısıyla hastalar 200 mSv ek radyasyona maruz kalırlar. Aslında vücuda 10 milyon milirem (100 Sv) radyasyon verilir; ancak bunun neredeyse tamamı tiroit dokusunda kalır, 200 mSv civarı ise vücudun geri kalanına yayılır. Kanseri öldürmek için verilen radyoaktif ışınlarda ise 60 Sv radyasyon bulunur; fakat tıpkı tiroit bezi tedavisinde olduğu gibi, kanser tedavisinde de vücudun geneline yayılan radyasyon miktarı bundan çok daha azdır.
• Eğer çok kısa bir sürede, bir anda alınacak olursa, radyasyon zehirlenmesi semptomlarını görmeyi bekleyeceğimiz radyasyon dozu 400 mSv civarındadır; ancak bu, duruma ve kişiye göre çok değişmektedir.
• Bir seferde almanız halinde sizi hasta etmesi kesin olan radyasyon miktarı 1.000 mSv (1 Sv) civarındadır.
• Bazı durumlarda ölümcül olan, ileri düzey radyasyon zehirlenmesi 2000 mSv (2 Sv) civarında başlar.
• Neredeyse her zaman ölümcül olan, hızlıca müdahale edilmesi halinde çok nadiren hastaların kurtulabildiği doz seviyesi 4 Sv civarındadır. Tedavi edilmemesi halinde 4-6 hafta içinde ölümle sonuçlanır.
• 6 Sv doza birkaç saat maruz kalan insanlar genellikle 2-4 hafta içinde ölürler.
• Tedavi edilse bile ölümcül olması kesin olan doz 8 Sv civarındadır. 10 Sv civarında radyasyonu birkaç saat almanız halinde 2 hafta içinde ölmeniz beklenir.
• 30 Sv ve üzeri radyasyonu birkaç saat aldığınızda, nöbetler ve titremeler geçirirsiniz ve 48 saat içinde ölürsünüz.
• Çernobil reaktörünün yanında, patlamadan sonra 10 dakika kadar kaldığınızda alacağınız radyasyon 50 Sv civarındadır.

Görebileceğiniz gibi, radyasyon son derece tehlikeli olabilse de, size zarar verecek dozda radyasyonu, zararlı olabilecek bir süre boyunca almanız pek kolay değildir. Bu nedenle radyasyon kaynaklarına dikkat etmenizde fayda olsa da, eğer ki radyasyon işçisi değilseniz bu konuda endişe duymanıza pek gerek yok diyebiliriz. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte sanki hayatlarımıza çok daha fazla radyasyon kaynağı giriyormuş gibi gelse de, bunların birçoğu iyonize radyasyon kaynağı olmadığı için, en azından modern veriler ışığında bunların vücudunuza dikkate değer pek bir etkisi olmayacağını söyleyebiliriz.