..

..
..

1 Kasım 2020 Pazar

Radyasyonlar Vücudumuzu Nasıl Etkiliyor, Radyasyon Dozunun Anlamı?

 Radyasyon Nedir?

Radyasyon, enerjinin bir yerden başka bir yere ışınlar ya da tanecikler halinde iletiminden başka bir şey değil. Tüm radyasyonlara, çok çeşitli frekanslarda titreşen enerji paketlerinden oluşan ışınlar gözüyle de bakılabilir. İyonlayıcı radyasyonlar, ya Röntgen ve gama ışınları gibi Elektro Manyetik (EM) ışınlardan ya da alfa ve betalar gibi çok hızlı taneciklerden oluşuyorlar. Bu çeşit radyasyonların iyonlayıcı radyasyon olarak adlandırılması, molekül ve atomlardan elektron sökebilecek kadar yüksek enerjide olmaları sonucu bunları iyonlaştırmasından kaynaklanıyor (Bkz Şekil 1). Böylece ortaya, bir serbest elektronla, arta kalan, artı yüklü bir atomdan (iyon) oluşan bir ‘iyon çifti’ çıkıyor.

Radyoaktif madde nedir?

Atom çekirdeklerinden kendiliğiden alfa, beta ve gama ışınları yayınlayan maddeler  radyoaktif madde olarak adlandırılıyor.

Not: Cep telefonları ve baz istasyonlarından yayınlanan, radyo dalgaları olarak da adlandırılan, EM radyasyonlar (ya da EM dalgalar) çok daha düşük enerjileri nedeniyle atomlardan elektron sökemediklerinden iyonlayıcı radyasyonlar değiller. Bunlar, doku ve hücrelere girip aktardıkları enerjilerle çok daha az etkili olabiliyorlar, ancak atom ve atom çekirdeğine girip etkili olamıyorlar. 







 Kanser olasılığı?

Röntgen filmi çektirirken Röntgen makinesinden vücudumuza giren ‘Röntgen ışınları’ da, radyoaktif maddelerden yayınlan alfa, beta ve gama ışınları da vücudumuza girdiğinde çok az olasılıkla kanser yapabiliyorlar. Vücudumuzda kanser oluşup oluşmaması, ışınların (radyasyonların) cins ve miktarıyla, etkilenen organın cinsine ve ışınlanma süresine bağlı. Aktarılan radyasyon enerjisiyle, bunun süresi, aşağıda açıklayacağımız ‘Etkin Doz’ kavramının temeli olup, bu doz, kanser olasılığı (riski) için, önemli bir ölçüt. 

Radyasyondan korunmada amaç ?

İyonlayıcı radyasyondan korunmada amaç, doğada, tıp ve teknolojide ortaya çıkan radyasyonlardan insanı ve çevreyi korumanın yanı sıra, radyasyonların tıp ve teknolojideki uygulamalarından da insanlara yarar sağlamaktır. Bu nedenle tıp ve teknolojideki her bir radyasyon uygulamasının daima insana yarar sağlayacak bir gerekçesi olmalı ve uygulama sırasında alınacak radyasyon dozu da, akıl ve mantığımızla uyumlu olacak şekilde ‘olduğunca düşük ya da az’ olmalıdır. Örneğin tıpta, Röntgen filmi çekiminde ve Bilgisayar Tomografi taramasında, bunlar bize, tanı amaçlı yarar sağladığı ve alınan radyasyon dozları da akıl ve mantıkla uyumlu olacak şekilde düşük tutulabildiği için bu uygulamalar kabul görmektedir.

 

Şekil 1: Soldaki iki şekilde radyoaktif bir maddenin atom çekirdeğinden yayınlanan alfa, beta ve gama radyasyonları gösteriliiyor. En sağdaki şekilde ise atom çekirdeğinden yayınlanan gama ışınlarının, başka atomlara çarpmasıyla, enerjilerinin bir bölümünü bunlara aktararak iyon çiftleri oluşturması gösteriliyor (iyon çifti: serbest kalan elektron ile arta kalan atom) /4/

Enerji Dozu

Radyasyonla yapılan araştırmalar, radyasyonun vücuda olabilecek etkisinin, ilgili organın kilogramı başına, o organa aktardığı enerji miktarına (Joule) bağlı olduğunu göstermiştir ki bu Enerji Dozu’dur Birimi Joule/kg olup, Gray (Gy) ve miliGray (mGy) adlarıyla kısaltılmıştır.

1 Gray=1000 mili Gray= 1 Joule/kg (herhangi bir maddede, örneğin vücut dokusunda enerji soğurumu).

 


Şekil 2: Bir radyasyon kaynağından yayınlanan iyonlayıcı radyasyonların maddeyi ışınlaması ve maddede dozun oluşması şematize ediliyor. Sağdaki şekil, bir radyasyon kaynağının bulunduğu yere konan ‚Radyasyon Uyarı‘ işareti /4/.

 

Eşdeğer Doz

Aynı enerji dozundaki farklı  radyasyonlar yolları boyunca, vücuttaki dokularda farklı uzaklıklarda enerjilerini bıraktıklarından, geçtikleri hücreleri yoğun ya da az etkileyebiliyorlar ve böylelikle farklı bozunmaya neden oluyorlar. Örneğin kütleleri büyük olan alfa ışınları, deri yüzeyindeki hücrelerde soğurularak ya da enerjilerini onlara aktararak, aynı enerji dozundaki Röntgen ışınlarından 20 kat daha fazla bozunmaya neden olabiliyorlar. Buradan ‚Eşdeğer doz‘ kavramı ortaya çıkıyor ki bu da Enerji Dozunun ‚kalite katsayısı‘ olarak adlandırılan bir katsayı ile çarpımından oluşuyor (Alfalar için kalite katsayısı : 20). Eşdeğer doz birimi Sievert (Sv), ancak daha çok binde biri olan  mili Sievert (mSv) kullanılıyor.

 

Etkin Doz

Vücuttaki çeşitli organ ve dokuların radyasyona duyarlığı farklı olduğundan hem bunların etkilerini karşılaştırabilmek hem de tüm vücudun etkilendiği dozu ve oluşabilecek kanser riskini hesaplayabilmek için ‚Etkin Doz‘ kavramı türetilmiştir. Genellikle, radyasyondan korunmada, biyolojik bir doz olan etkin doz kullanılıyor. Etkin doz, radyasyonun sadece özelliklerini değil, bunun yanı sıra, ışınlanan organın bu radyasyona olan duyarlığını da içeriyor. Bu nedenle etkin doz, insana, radyasyonun ne derece etkili olabileceğini de göstermiş oluyor.

Örneğin aynı eşdeğer doz için akciğerlerdeki kanser olasılığı (riski), tiroid bezindekine oranla 3 kat daha yüksek. Tüm vücudun kanser olasılığını kestirebilmek  için ise her bir radyasyon cinsi ve etkilenen her bir organ için kanser olasılıklarının hesaplanıp, toplanması gerekiyor. Etkin doz, bir organın radyasyona duyarlığını hesaba katan ‚Doz Ağırlık katsayısı’yla, eşdeğer dozun çarpımından oluşuyor, birimi Sievert (Sv, mSv). Organların doz ağırlık katsayıları Çizelge 1‘de yer alıyor. Görüldüğü gibi tüm vücut için doz ağırlık katayılarının toplamının 1 olması gerekiyor. Bu değerleri Uluslararası Radyasyondan Korunma Kurulu (ICRP), zamanla gelişen bilimsel araştırmalara bağlı olarak, ilgili yayınlarında açıklıyor. Son değerler 2007 yılındaki ICRP yayınında bulunuyor.

Doz ağırlık katsayısı örneğin Tiroid bezi için 0,04. Bunun anlamı, örneğin tiroid bezinin büyüklüğünü belirleyebilmek için iyot 131 radyoaktiviteli su içirilen bir hastanın tiroid bezi 100 mSv’lik bir ‚tiroid dozu‘ aldıysa (eşdeğer doz), bu dozun hastada tiroid kanseri oluşturma riskiyle, o kişinin tüm vücudunun 4 mSv’lik doz alması sonucu (100 x0,04= 4 mSv, tüm vücut Etkin Dozu‘nun) vücuttaki kanser riskinin aynı olacağıdır.

Özetle, ‚Etkin Doz‘, kavramı ile, çeşitli cins ve kaynaklı radyasyonların vücuttaki etkileri, kanser riskleri karşılaştırıyor, mSv olarak aynı değerler, aynı kanser olasılığını (riskini) gösteriyor.

 

Çizelge 1: Farklı dokular için Doz Ağırlık Katsayıları (Vücudun ilgili organının aldığı Eşder Doz bu çizelgedeki katsayı ile çarpılarak Etkin Doz hesaplanıyor)

Organlar

Doku Doz Ağırlık Katsayıları

 

ICRP26
1977

ICRP60
1990

ICRP103
2007

 

Gonadlar (Yumurtalıklar)

0.25

0.20

0.08

 

Red Bone Marrow

(Kırmızı Kemik iliği)

0.12

0.12

0.12

 

Colon (Kalın bağırsak)

0.12

0.12

 

Lung (Akciğer)

0.12

0.12

0.12

 

Stomach (Miğde)

0.12

0.12

 

Breast (Göğüs, meme)

0.15

0.05

0.12

 

Bladder (Mesane)

0.05

0.04

 

Liver (Karacığer)

0.05

0.04

 

Oesophagus (Yemek borusu)

0.05

0.04

 

Thyroid (Tiroid)

0.03

0.05

0.04

 

Skin (Deri)

0.01

0.01

 

Bone surface (Kemik yüzeyi)

0.03

0.01

0.01

 

Salivary glands (Tükürük bezleri)

0.01

 

Brain (Beyin)

0.01

 

Remainder of body (Arta kalan vücut)

0.30

0.05

0.12

 

Toplam

1.00

1.00

1.00

 

 

İyonlayıcı Radyasyonların Vücuda Etkileri?

Radyasyonların vücuda etkileri, ancak 300 - 1000 mSv gibi ve hatta daha yüksek dozlarda gözlenebiliyor (Örneğin deride kızarma, kanda değişiklik gibi). Yüksek dozlarda etkinin, doz arttıkça artmasına karşın, düşük radyasyon dozlarında, doz arttıkça etki değil, ‘etki olasılığı’ artıyor (Ya da başka bir deyimle: doz arttıkça, etki daha sık gözleniyor).

Düşük dozlarda da radyasyon enerjisinin vücuda aktarılması sonucu hedefteki hücre moleküllerinde bozunma ortaya çıkabiliyor. Örneğin hücrelerindeki DNA molekül bağlarının koparılmasyla, hücrenin kendi onarım mekanizmasına rağmen bunların onarılamayarak kanserin ortaya çıkmasıyla sonuçlanabiliyor. Eğer radyasyon dozu belirli bir üst sınırı aşarsa, o zaman dokularda da bozunma başlayabiliyor. Tipik doz üst sınır değeri: bir kaç yüz mili Sievert.

Düşük dozlarda vücuda etki istatiksel. Örneğin büyük bir toplulukta (10 bin, 100 bin kişi gibi) her kişi aynı radyasyon dozunu almış ise, bunlardan rastgele bazı kişilerin kansere yakalanması söz könusu olabiliyor. Ancak, bu topluluktan ileride kansere yakalananlar içinde, kimlerin bu düşük dozdaki radyasyonun etkisiyle kansere yakalandığını belirlemek olanaksız. Çünkü kanser yapabilen çok sayıda başka etken olduğunu biliyoruz. Örneğin iyi yanmamış kömür ateşinde pişen bir pirzolada biriken yüzlerce kanser yapabilen madde bulunuyor. Fabrika baca ve otomobil egzos gazlarındaki kimyasallarla kirlenen havayı soluyanlar da kansere yakalanabiliyorlar. Tüm dünyada ortalama olarak insanların % 40’ı çeşitli nedenlerle (ya da bilinmeyen nedenlerle), yaşamları boyunca kansere yakalanıyorlar ve ölenlerin % 25 kadarı da kanserden ölüyor.

Özetle: Çok büyük kanserli sayılarının içinde, radyasyondan ölümler olup olmadığını ve olduysa bunların kaç kişi ve kimler olduğunu belirlemek ise olanaksız. Benzer durum, yediğimiz besinlerdeki ya da soluduğumuz havadaki bazı kimyasal maddelerin kansere neden olup olmadığı için de geçerli.

 

Etkin Doz Ölçümleri

Vücuttaki her organda ölçüm yapılamayacağından, etkin dozun vücutta doğrudan ölçümü olası

değil. Bu nedenle radyasyona hedef olan bir kisinin bulunduğu yerde, sabit ya da portatif bir aletle radyasyon doz hızı (saatte alınan radyasyon dozu : mSv/h) ya da ‚ortam radyasyonu‘ ölçülerek o kişinin orada ne süre kaldığı da belirlenerek, aldığı eşdeğer doz hesaplanıyor. Eşdeğer ortam dozundan etkin dozun bulunması ise, ilgili radyasyonların cinsleri ve doz ağırlık katsayıları (Çizelge 1) göz önüne alınarak yapılabiliyor ya da bu, ölçüm aletlerinde ilgili iç düzeltmeyle sağlanıyor.  

 

Radyasyon Dozu Nasıl Azaltılır?

Çevremizde bir radyasyon kaynağı varsa, bundan olduğunca uzak durmak ve orada bulunma süremizi kısaltmak, ayrıca kurşun ve demir gibi duvar zırhlar kullanmak vücudumuzun alacağı radyasyon dozunu büyük ölçüde azaltacaktır. Ayrıntlar için bkz. /4/.

 

Doz Değerlerine Örnekler

Gerek doğal radyasyonlarla (örneğin topraktan besinlere geçen uranyum’la,  ayrıca kozmik ışınlarla) gerekse tıp ve teknolojide kullanılan radyasyon kaynaklarından, özellikle tıptaki gereksinimimize göre, az ya da çok ışınlanmaktayız.

Büyük değişimler gösteren doğal radyasyon dozunun dünya ortalaması kişi başına yılda 2,4 mSv (Etkin Doz).

Buna ek olarak tıp ve teknolojide radyasyon kaynakları kullanımı sonucu ortalama olarak  da yılda 1,6 mSv kadar etkin radyasyon dozu almaktayız.

Böylelikle yılda aldığımız toplam ortalama etkin doz: 4 mSv.

Avrupa’dan New York’a yapılan bir uçak yolculuğunda kozmik ışınlardan alınan ortalama Etkin Doz yaklaşık olarak 0,05 mSv.

Röntgen göğüs filmi çektirdiğimizde aldığımız ortalama etkin doz  0,02- 0,05 mSv.

Bilgisayar Tomografi (BT) taramasında alınan etkin doz 1 ile 10 mSv arasında değişiyor.

 

Radyasyondan korunmada sınır değerler

Her radyasyon uygulamasının gerekçelendirilmesi ve planlanan işin optimize edilerek daha az radyasyon dozunun alınması gereğinin yanı sıra, radyasyondan korunmada sınır değerlere de uyulması gerekiyor. Radyasyonlarla uğraşanlar sürekli kontrol altında olup gerektiğinde işten bir süre uzaklaştırılabileceklerinden onlar için yılda alabilecekleri radyasyon doz sınır değeri yılda 20 mSv iken, halktan bir kişi için sınır değer sadece 1 mSv. Doğal radyasyonlar için bir sınır değer bulunmuyor.

Tıptaki uygulamalar için de sınır değer konulmayarak hastanın iyileştirilmesi ön planda tutularak, radyasyon riski ikinci plana alınıyor.

 

Radyasyon tedavisinde alınan doz

Radyasyondan tedavisinde  amaç kanserli hücrelerin öldürülmesi olduğundan, ışınlamanın yaratacağı ek kanser riskini göz önüne almak anlamsız. Burada, 10 ile 50 Gray arasında hatta daha da yüksek enerji dozları kullanılarak tümörlerin öldürülmesi sağlanıyor.

 

Doğal Radyasyonlarla Sürekli Işınlanıyoruz

Aslında insan, yer yüzünde bulunduğundan beridir, uzaydan gelen kozmik ışınlar ile çevresinde ve

vücudunda bulunan‚ „Doğal Radyoaktif Maddelerden‟ yayılan radyasyonlarla birlikte yaşamakta.

Vücudumuza solunum ve sindirim yollarıyla, hava, su, tüm bitkisel ve hayvansal besinlerde, (az da olsa) bulunan, radyoaktif maddeler girmekte, bunlar zamanla çeşitli organlarda birikmekte.

Vücudumuzda her saniye 9000 adet kadar atom çekirdeği bozunuyor (parçalanıyor). Günde 800 milyona yakın! Ve her parçalanmada ortaya çıkan enerjileri yüksek radyasyonlar, insan vücudunu „içten‟ ışınlıyorlar.

Ayrıca kozmik ışınlarla ve çevremizdeki herçeşit maddenin içindeki radyoaktif maddelerden salınan

ışınlara da sürekli olarak „dıştan‟ hedef olmaktayız. Vücudumuzdan yayınlanan radyasyonlar da,

çevremizde bize yakın kişileri az da olsa ışınlamaktalar. Öte yandan, bir röntgen filmi çektirdiğimizde,

vücudumuza 100 milyar kadar ışın girmesine rağmen vücutta „belirgin bir hasar‟ ya da hastalık

başgöstermiyor. Her ne kadar hücreler, radyasyonlara karşı gerekli savunmayı yaparak kendilerini

korumakta iseler de giriciliği yüksek iyonlayıcı ışınların, hücre ve organlarda hasar oluşturabilmesi,

düşük dozlarda çok seyrek olarak da kanser gibi ölümle sonuçlanabilecek hastalıklara yol açması

olasılığı var.

Şekil 3: Doğal ve insan yapısı diğer başlıca kaynaklardan yayınlanan radyasyonlardan aldığımız dozlar (mSv). Soldaki kırmızı sütun halktan bir kişi için sınır değer olan yıllık 1 mSv’lik Etkin Doz‘u gösterirken diğerleri bunun yanında daha az kalıyor (Pelvis Radiology: insanın leğen kemikleri bölgesinin röntgeni ya da taranması, Chest radiology: Göğüs röntgeni), en sağda nükleer santral çevresinde yaşayanlanrın yılda aldıkları radyasyon dozu 0,01 mSv) gösteriliyor /5/.

 

Sonuç

Doğal ve insan yapısı radyoaktif maddelerden, Röntgen aletlerinden yayınlanan ışınlarla, kozmik ışınlarla, etkilenmekteyiz. Bunların vücudumuza aktardıkları enerji miktarı radyasyon dozunu oluşturmakta, bu doz da atom ve moleküllerde değişiklikler yapmaktadır.

Yukarıda vurguladığımız gibi, tıp ve teknolojideki her bir radyasyon uygulamasının insana daima yarar sağlayacak bir gerekçesi olmalı ve uygulama sırasında alınacak radyasyon dozu da, akıl ve mantığımızla uyumlu olacak şekilde ‘olduğunca düşük ya da az’ olmalıdır. Doğal radyasyon dozu da, bize ayrıca bununla ilgili karşılaştırma ve değerlendirme yapmamızı sağlayan önemli bir ölçüt olmaktadır.

Not: Bu yazı, 30 Ekim 2020 günü Herkese Bilim Teknoloji dergisi portalında yayımlanmıştır.

Yüksel Atakan, Dr.Fizik Y.Müh., ybatakan3@gmail.com Almanya

………………………………….

Kaynaklar

/1 / Bundesamt für Strahlenschutz, https://www.bfs.de/DE/themen/ion/ion_node.html

/2/ https://www.bfs.de/DE/themen/ion/wirkung/strahlenempfindlichkeit/strahlenempfindlichkeit.html

/3/https://www.bfs.de/DE/themen/ion/anwendung-medizin/diagnostik/nuklearmedizin/nuklearmedizin_node.html

/4/ Radyasyon ve Sağlığımız? kitap, Y.Atakan, Nobel Yayınları, 2014 ,  https://www.nobelkitap.com/kitap_113005_radyasyon-vesagligimiz.html

/5/ https://www.radioactivity.eu.com/site/pages/Effective_Dose.htm

 

Hiç yorum yok:

Yorum Gönderme