Fizik

Radyasyon Nedir Ve Nasıl Kanser Yapar?

Hayatın her saniyesinde bazen doğal bazen de yapay radyasyona maruz kalıyoruz. Bu nedenle sağlıklı bir yaşam için radyasyon bilgisi veya farkındalığı sahip olunması gereken bir olgudur. Peki, radyasyonun canlı vücudunda bir kanser hücresine dönüşme süreci nasıldır?

1895 yılında X ışınının keşfedilmesi bilimi yeni bir yolculuğa çıkarmasına rağmen bu keşfin tam olarak ne ifade ettiği anlaşılamamıştı. O dönemde Paris Doğa Müzesi’nde müdürlük görevinde bulunan Antoine- Henri Becquerel, X ışınının gizemini çözmek istiyordu. Bu nedenle bir kısım minerallerin ve taşların X-ışını yayıp yaymadığını araştırmaya başladı. Araştırdığı konu temelde, floresans ve fosforesans ile ilgiliydi. Güneş ışığında bekletilen bir kısım taşlar aldıkları ışığı farklı bir dalga boyunda hemen geri verirse floresans‘tır. Bir kısım taşlar ise güneş ışığına maruz kaldıktan sonra karanlığa götürülseler bile bir süre, bazen saatlerce ışık yaymaya devam eder. Bu duruma da fosforesans denir.

Bacquerel’in X ışını bulma ısrarı yüksek fosforesans özelliği bulunan uranyum tuzlarının kapısını çaldırdı. Uranyum tuzlarını güneş ışığında bekletti ve bu tuzları siyah kâğıtlara sarıp fotoğraf filmlerinin yanına koydu. Birkaç gün sonra uranyumdan çıkan ışınlar fotoğraf filmini renklendiriyordu. Becquerel’in bulduğu ışınlar, o sıralarda doktora tezine konu arayan Marie Curie’yi heyecanlandırmıştı. Curie ailesi yoğun, uzun süren ve bir o kadar da tehlikeli çalışma sonunda radyoaktiviteyi keşfettiler.

Dahası bu süreçte radyoaktif iki element daha bularak bu elementleri polonyum ve radyum olarak isimlendirdiler. Radyoaktivite, uranyum gibi atom numarası büyük ve kararsız olan elementlerin radyasyon yayarak enerji saçmasıdır. Bu bozunma sonucunda atom kütle kaybedilerek radyasyon enerjisi açığa çıkarır. Madam Curie henüz doktorasını almadan, 1903 yılında Becquerel ve Pierre Curie ile birlikte Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü.

Elektromanyetik Spektrum ve Radyasyon

Eloktromanyetik dalgaları ilk keşfeden kişi, büyük bilim insanı Heinrich Hertz’dir. Tasarladığı deneyde iki metal tel ve bu tellerin uçları aralarında boşluk/aralık vardı. Deneyin amacı iki uç arasında bir kıvılcım açığa çıkarmaktı. Bu kıvılcımı elde etmek için deney düzeneğine yüksek voltajlı bir akım uyguladı.

Bu kıvılcım, elektromanyetik dalgaların yayılmasına neden oldu ve havada dolaştı. Hertz, elektromanyetik dalgayı görebilmek için deney düzeneğine bir metreden fazla uzaklıkta bulunan metal bobin eklemişti. İlk kıvılcımı elde ettikten sonra havada dolaşan elektromanyetik dalgalar uzaklıkta bulunan metal bobinde bir kıvılcım yarattı. İşte bu, açıkça bir elektromanyetik dalga yayılımı ve tespitiydi. Eğer bu boşluğa bir LED yerleştirilseydi, ampul parlardı.

Heinrich Hertz’in deney düzeneği

Hertz, elektromanyetik dalgaları keşfetmesine rağmen bilim dünyasından yeni soruları geliyordu: Bu dalgaların oluşumunu tetikleyen neydi?

Elektromanyetik Radyasyon

Doğada bulunan her maddenin pozitif ve negatif olmak üzere elektriksel yükleri vardır. Bir madde çok fazla elektrona sahipse, negatif yüklüdür; aksi durumda pozitif yüklüdür. Fen derslerinde öğrendiğimiz; ‘aynı elektrik yüküne sahip parçacıklar birbirini iterken, farklı yüke sahip parçacıklar birbirini çeker’ kısmı adeta konunun temelidir.

Parçacıklar birbirine itme-çekme kuvveti uygularken aslında ‘yüklü parçacıklar’ harekete geçer ve yüklü parçacıkların hareket etmesi elektrik alanın oluşmasını sağlar. Bu noktada önemli bir husus şöyledir; proton elektrondan kat ve kat ağır olduğu için hareketi gerçekleştiren elektron olacaktır. Elektron bir noktadan diğer noktaya hareket ederken gittiği yöne doğru elektrik alan artarken, arkasında bıraktığı yöne dik olacak şekilde manyetik alan meydana getirir.

Doğru koşullarda elektrik alan ve manyetik alan sürekli üretilebilir ve birbirlerini ayakta tutarlar. Böylece elektromanyetik dalgaları ileten elektromanyetik radyasyon oluşur. Elektromanyetik radyasyonun yoğunluğu yada canlıya zarar verme miktarı frekansla belirlenir. Frekans arttıkça radyasyonun enerjisi de artar ve frekans, dalga boyu ile ters orantılıdır. Spektruma baktığımızda dalga boyu en küçük ve enerjisi/frekansı en yüsek olan gama ışınlarıdır. Bu yüzden en zararlısı da odur.

Radyasyon ve Kanser

Radyasyonun bir ışımadır ve bu ışımanın iki çeşidi vardır: İyonlaştırıcı radyasyon ve iyonlaştırmayan radyasyondur. Bu iki çeşide hem kelime anlamından hem de fiziksel tanımından yola çıkarak inceleyelim. Eğer radyasyon çarptığı alanı iyonlaştırıyorsa atomlardan ve moleküllerden elektron koparabilir demektir. İyonlaştıramayan radyasyon ise atomik bağları kıracak yeterli enerjiye sahip değildir. Sadece ısınma, kimyasal reaksiyon değişimleri, hücreler ve dokularda elektrik akımının indüklenmesi gibi biyolojik etkilere yol açar.

İyonlaştırıcı radyasyonların doku içinden geçerken bıraktığı etki radyasyon ve kanser bağıntısının temelini oluşturmaktadır. Dokuyu oluşturan veya dokuda bulunan atomların uyarılması, iyonlaşması veya moleküler yapıların bozulması sonucu insan vücudu iki şekilde biyolojik etkiye neden olur: Somatik ve genetik etkiler. Somatik etkiler, radyasyon ile etkileşen kişinin kendisinde oluşan etkilerdir. Genetik etkiler ise radyasyonla etkileşen kişinin nesillerinde ortaya çıkan etkilerdir ki bu durum DNA’nın yapısını bozmaktadır.

Radyasyon ve kanser bağıntısında bakmamız gereken bir diğer konu ise radyasyonlarla etkileşim süresidir. İnsan vücuduna radyasyon alındıktan sonra iki durum ortaya çıkar: Radyasyonun aniden gelişen (akut) etkisi ve kronik etkisidir. Tüm vücudun veya büyük bir bölümünün yüksek dozlarda radyasyona maruz kalması sonucu ortaya çıkan etkiler radyasyonun akut veya ani etkisi olarak adlandırılır.

Radyasyonun Kanserli Hücreye Dönüşme Süreci

Örneğin Chernobil Reaktör kazasından sonra ortaya çıkan enerji, yakın alanda bulunan kişileri akut olarak etkilemiştir. Ölümler veya yaralanmalar kısa süre içinde gerçekleşmiştir. Bu tür radyasyon etkileşmesini izleyen dönemlerde de, maruz kalınan radyasyon dozunun büyüklüğüne bağlı olarak farklı etkiler meydana gelebilir.

Akut etkinin haricinde, canlı sistemlerde meydana gelen diğer etki ise kronik etkidir. Radyasyonun kronik etkisi, kişinin düşük dozlarda sürekli olarak radyasyonla etkileşmesidir. Örneğin bir radyoloji veya nükleer tıp kliniğinde çalışanlar veya endüstride meslekleri gereği iyonize radyasyonlarla etkileşen kişiler düzenli ve sürekli bir şekilde ışınlamaların etkisiyle karşılaşırlar ve radyasyonun kronik etkileri risk oluşturabilmektedir.

Radyasyonun dozuna göre insan vücuduna etkisini

Doz (Rem) (1rem=0.01Sv) Gözlenen Klinik Etkiler
0 – 25
Gözlenen klinik etki yok
25 -100
Kan tablosunda meydana gelebilecek değişiklikler dışında gözlenebilen etki yok
100-200
Yorgunluk ve iştahsızlık, Mide bulantıları ve 3 saat içinde kusmalar, Kan tablosunda orta derecede değişiklikler, Kan yapıcı organlar dışında birkaç hafta içinde iyileşme
2000 – 600
2 saat veya daha kısa sürede kusmalar (300 Rem ve üzerinde doz alanlarda),İç kanamalar ve enfeksiyon,Kan tablosunda büyük değişiklikler, 2 hafta içinde saç dökülmesi (300 Rem ve üzerinde doz alanlarda), Alınan radyasyon dozuna bağlı olarak bir ay ile bir yıl arasında % 20 – %100 oranında iyileşme
2 ay içinde % 80 – % 100 oranında ölüm gerçekleşecek. Sağ kalanların ise iyileşmesi oldukça uzun sürecektir

Kaynak:

  • İyonlaştırıcı radyasyonlar ve kanser; https://dergipark.org.tr
  • ÇOK DÜŞÜK FREKANSLI ELEKTROMANYETİK RADYASYON VE SAĞLIK ETKİLERİ Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 14, Sayı 2, 2009

Matematiksel

Şefika Çokcoşkun

İstanbul Üniversitesi 'Nükleer Fizik' anabilim dalında yüksek lisans mezuniyetim sonrası yazarlık serüvenim başladı. Bilimin hayatın parçalarından biri olduğunu aktarmak her bilim insanı gibi benim de görevim... Okumak, dinlemek, merak etmek, araştırmak hep bir adım daha atmamı sağlıyor. Paylaştıkça çoğalacağımız günler yakındır...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu