GIDALARIN X-IŞINLARI VE GAMALARLA IŞINLANMASI NASIL VE NEDEN YAPILIYOR, BİZLERE ZARARLI MI?

Gıdalardaki yabancı maddelerin kontrolu amacıyla radyasyonların kullanımı

Gıda endüstrisi, gıdaları piyasaya sürmeden önce bunların içinde herhangi bir yabancı madde olup olmadığını ilgili yasa ve yönetmeliklere göre kontrol etmek zorunda. Örneğin hazır pizalarda cam, metal ve kemik parçaları gibi çok çeşitli yabancı maddeler bulunmamalı. Gıdalarda bulunabilecek  yabancı maddeler  sonucu tüketicide bir zarar oluşursa , gıda endüstrisi  bu zarardan doğacak ödemeleri karşılamakla yükümlü.  Bu nedenle gerek tüketicilerin gerekse yetkili kurumların baskısıyla, gıda endüstrisi  güvenilir yol ve yöntemlerle gıdaları kontrol ettiğini ve ürettiği gıdaların güvenli ve kaliteli olduğunu kanıtlamak durumundadır. Kontrollarda, güvenli  ve hızlı denetim yapılabildiği için, metal detektörler (sayaçları), optik kamera sistemleri,  ultraschall ve daha çok X- ışınları (Röntgen) aletleri kullanılıyor.

Gıda kontrolunda  X-ışınlarının kullanımı

Röntgen aleti nasıl çalışıyor?

X-Işınları, kısa dalga boylu olup enerjileri  çok yüksek elektromanyetik radyasyonlardır. Bunların madde içinden geçerken, maddenin (yoğunluğu olarak bilinen) özgül kütlesine göre az ya da çok tutulup soğurulduğunu,  diş ya da göğüs filmi çektirdiğimizde filmde oluşan karartı farklılığından biliyoruz.

Gıda paketi  (örneğin bir hazır piza) üretim yerindeki hareketli band üzerinde ilerlerken alttaki Röngen kaynağının yayınladığı X-ışınları bölümünden geçerken üsteki kaydedicide (detektör, film) paketin içindekilerin özgül kütlelerine göre farklılığı belirlenerek yabancı madde olup olmadığı anlaşılıyor. Örneğin kemik parçası gibi bir yabancı madde varsa o paket sinyal vererek ayrılıyor. Şekil’de, allta X-Işını yayan Röntgen kaynağı, arada paket ve üstte film ya da detektör görülüyor.

X-Işınları gıdalar ve bu aletleri kullanan personel için zararlı mı?

Röntgen ya da X-Işınları iyonlayıcı (iyonlaştırıcı) radyasyonlardır. Bunlar enerjilerine göre, çarptıkları atomların çevresindeki elektronları sökebildikleri ve hücre içindeki yapıyı bozabildikleri için zararlı olabilirler. Sürekli yapılan sayısız bilimsel araştırmalardan alınan sonuçlara göre, bunların belirli enerjinin ve oluşturabilecekleri radyasyon dozunun altında kalındığında zarar verme riski çok azalıyor. Avrupa Birliğinin ilgili yönetmeliğine göre (Kaynak 1) en çok 10 MeV (= 10.000 keV)[i] radyasyon enerjisinin altında kalınarak, gıda maddesinde oluşacak radyasyon dozu 0,5 Gray(Gy)’i geçmemelidir[ii]² .

Gerçekte, gıda endüstrisinde kullanılan X – ışınlarının enerjileri ise 100 keV dolayında olup sınır değerin %1’i kadardır. Bu kadar düşük radyasyon enerjisinin ise gıdada herhangi bir hasar yapması beklenmiyor ya da risk çok düşüktür. Büyük miktarlarda gıda hızlı bir şekilde ışınlanarak kolaylık sağladığından radyasyonla kontrol avantaj sağlıyor. Bu çeşit aletleri kullanan personel için radyasyon doz hızının üst sınırı saatte 0,5 mikro Sievert’tir. Bu aletler yakınında yapılan ölçümlerde genellikle ölçülen doz hızı ise 0,2 mikro Sievert dolayında olup sınır değerin epey altındadır (Sesotec Raycon sistemi).

Gıdaların ‘Gamalarla’ Işınlanması

Gidalardaki mikroorganizmaları, böcekleri yok etmek, sterilizasyon, (Kaynak: 2)  sebze ve tahıllarda -filizlenme ve olgunlaşmayı engellemek, gıdaların raf ömrünü artırmak amacıyla , genellikle gama radyasyonuyla ışınlama yapılıyor.

Işınlama Nasıl Yapılır? Işınlamada Kullanılan Radyasyon Kaynakları Nelerdir?

TAEK sayfalarından:

‘Gıda ışınlama işlemi; gıdalarda bozulmaya sebep olan mikroorganizmalar ve biyokimyasal olayların miktar ve faaliyetlerinin engellenmesi, azaltılması, yok edilmesi, gıdaların raf ömürlerinin uzatılması, olgunlaşma süresinin kontrolü veya müteakip işlemlerdeki istenen değişiklikleri sağlamak amaçlarından biri veya bir kaçı için belirlenmiş ışınlama dozunda, uygun teknolojik ve hijyenik koşullarda yapılır.

Gıda ışınlama işlemlerinde aşağıdaki ışın tipleri kullanılır;

a) Kapalı Kobalt -60 ( Co-60 ) ve Sezyum -137 (Cs -137 ) radyonüklit kaynaklarından yayılan gama ışınları,
b) 5 MeV ve daha düşük enerjide çalışan makine kaynaklarından üretilen X-ışınları,
c) 10MeV ve daha düşük enerjide çalışan makine kaynaklarından üretilen elektronlar“.

Türkiye'de Işınlama Tesisi Var mıdır?

İki adet ışınlama tesisi bulunmaktadır.

Birincisi Türkiye Atom Enerjisi Kurumu bünyesinde 1993 yılında Sarayköy/Ankara'da (SANAEM) kurulmuştur. Şu anda ticari olarak tıbbi malzeme sterilizasyonu ve gıda ışınlaması yapılmaktadır.

Diğer ışınlama tesisi ise özel sektöre ait olarak 1995 yılında Çerkezköy/Tekirdağ'da faaliyete başlamıştır“ (TAEK“dan alıntı sonu). Ayrıca Bkz: Kaynak 3)

Gamalarla ışınlamanın kolaylıkları?

Gama ışınları yüksek enerjili fotonlardan oluşan elektromanyetik dalga özelliğinde olduklarından maddenin derinliklerine girebilirler, bu nedenle gıdalar kendi paketlerinden, varil ya da torbalarından çıkarılmadan ışınlanabilirler, Büyük miktarlarda gıda hızlı bir şekilde ışınlanabildiğinden kolaylık sağlar

Donmuş ve kuru her cins gıdalara uygulanabilirler.

Gamalarla  Işınlama hangi maddelere ve gıdalara  uygulanabiliyor?

-       Her türlü gıda

-       İlaçlar, kozmetik ve parfümeri maddeleri

-       Hayvancılık

-       Tibbi araç ve gereçlerin sterilizasyonu

-       Diğer çeşitli maddeler ve paketler.

Ülkemizde gıda ışınlamalarındaki düzenleme ve sınır değerler 6 Kasım 1999 günlü ve 23868 sayılı Resmi Gazete’de yer alıyor (Aralık 2003’de güncellenmiştir). Bu yönetmeliğe göre sınır değerler ilgili gıda grupları için aşağıdaki çizelgede bulunuyor:

GIDA GRUPLARINDA BELİRLİ TEKNOLOJİK AMAÇLARA GÖRE  UYGULANMASINA İZİN VERİLEN IŞINLAMA DOZLARI:

GIDA GRUBU                                    AMAÇ                                 DOZ (kGy) (= x 1000 Gray) ²

  Minimum  Maksimum

Grup l-Soğanlar, kökler ve   Depolama sırasında

yumrular filizlenme, çimlenme ve

tomurcuklanmayı önlemek                                                     0,2

Grup 2- Taze meyve ve     a)Olgunlaşmayı geciktirmek         1,0

sebzeler (Grup l’in        b)Böceklenmeyi önlemek                  1,0

dışındakiler)                 c)Raf ömrünü uzatmak                         2,5

d)Karantina kontrolu                   (x)                                            1,0

        Grup3-Hububat, öğütülmüş

hububat ürünleri, kabuklu   a)Böceklenmeyi önlemek          1,0

yemişler, yağlı tohumlar,       b)Mikroorganizmaları

baklagiller, kurutulmuş      azaltmak                                         5,0

sebzeler ve kurutulmuş      c)Raf ömrünü uzatmak                 5,0

meyveler

Grup 4- Çiğ balık, kabuklu   a)Bazı patojenik

deniz hayvanları ve        mikroorganizmaları azaltmak       (x)       5,0

bunların ürünleri ( taze      b)Raf ömrünü uzatmak                         3,0

veya dondurulmuş),              c)Paraziter enfeksiyonların

dondurulmuş kurbağa      kontrolü                                       (xx)      2,0

bacağı

Grup 5- Kanatlı, kırmızı et     a)Bazı patojenik

ile bunların ürünleri ( taze   mikroorganizmaları azaltmak       (x) 7,0

veya dondurulmuş)           b)Raf ömrünü uzatmak                           3,0

c)Paraziter enfeksiyonların

kontrolü                                       (xx)                                                  3,0

Grup 6- Kuru sebzeler,          a)Bazı patojenik

baharatlar, kuru otlar,           mikroorganizmaları azaltmak       (x)  10,0(xxx)

çeşniler ve bitkisel çaylar        b)Böceklenmeyi önlemek                  1,0

Grup 7- Hayvansal orijinli     a)Böceklenmeyi önlemek                     1,0

kurutulmuş gıdalar                 b)Küflerin kontrolü                               3,0

´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´

(x)      Minimum doz düzeyi belli bir zararlı organizma için belirlenebilir.

(xx)    Minimum doz düzeyi gıdanın hijyenik kalitesini temin edecek düzeyde belirlenebilir.

(xxx)  10 kGy'in üzerindeki maksimum doz düzeyleri, gıdanın tümündeki minimum ve maksimum doz ortalamasi 10 kGy'i aşmayacak şekilde uygulanır.

Radyasyon ışınlaması yapılan gıda paketlerinin üzerine (Uluslararası uygulanan) aşağıdaki Radura simgesi  konuyor

Sonuç

Gıdalarda gerek yabancı maddelerin kontrolu gerekse mikroorganismaların ve diğer böceklerin yok edilmesi, böceklenmenin engellenmesi, olgunlaşmanın geciktirilmesi ve sterilizasyon amacıyla yapılan radyasyon ışınlamaları için sağlığımız yönünden şu sonuç çıkarılabilir:

İlgili standartlara göre izin verilen üst sınır dozlar aşılmadığı sürece gıdalarda radyasyon uygulamaları nedeniyle önemli bir değişim beklenmiyor. Çeşitli radyasyonlarla ışınlanan gıdaların tüketimi sonucu insana etki riski  ilgili standartlara göre düşüktür (Standartların ise, yapılan çok sayıdaki bilimsel araştırmalara dayandığını burada belirtelim). AB ülkelerinde bazı sivil toplum kuruluşları, gıdalardaki yararlı mikroorganizmaların da ışınlama sonucu yok edildiğini bir sakınca olarak gördüklerini ve bu ışınlamalara karşı çıktıklarını ekleyelim.

Konuya yabancı olanlar için bir not:

Her çeşit dıştan ışınlamada, maddeden ya da vücudumuzdan sadece ışınlar geçiyor, herhangi ışın saçan (radyoaktif) bir madde vücuda girmiyor (Bu, alfa tanecikleriyle dıştan ışınlamada da böyle). Ancak, radyoaktif bir madde (örneğin sigara dumanıyla Polonyum 210) solunumla akciğerlere girerse bu maddenin vücudun içinden yayınlayadığı alfa taneciklerinin hücrelere aktardığı enerjiyle onları bozabilmesiyle, vücudun / maddenin dıştan işınlamalarını birbirinden ayırmak gerekir.

Aşağıdaki Şekil, Enerji Doz Birimi olan GRAY (Gy)’in tanımını gösteriyor:

´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´´

Kaynaklar_

1)      Europäische Kommission (2012). The rapid alert system for food and feed annual report, 2011: http://ec.europa.eu/food/food/rapidalert/docs/rasff_annual_report_2011_en.pdf
2) Haff RP & Toyofuku N. (2008). X-ray detection of defects and contaminants in the food industry. Sens Instrumen Food Qual 2:262–73.
3) Graves M et al. (1998). Approaches to foreign body detection in foods. Trends Food Sci Technol 9(1):21–7.
4) Mery D et al. (2011). Automated fish bone detection using X-ray imaging. J Food Eng 105(3):485–92.
5) Weltgesundheitsorganisation (1999). High dose irradiation: wholesomeness of food irradiated with doses above 10kGy: http://www.who.int/foodsafety/publications/fs_management/en/irrad.pdf

2)      Gama Radyasyonla Sterilizasyon ve Tıbbi Malzemeler. ÖZER, Prof. Dr. A. Yekta. 2005. Ankara : Hacettepe Üniversitesi Eczacılık Fakültesi, 2005. 4. Uluslararası Sterilizasyon Dezenfeksiyon Kongresi. s. 220-229.

3)      http://www.gammapak.com/haberler/2014/subat-2014.pdf

Yüksel Atakan, Dr.Radyasyon Fizikçisi, 

Almanya, 

ybatakan@gmail.com

---

[i] MeV: Milyon elektron Volt, keV: kilo elektron Volt

1 Elektron Volt (eV), bir elektronun 1 voltluk bir potansiyel farkı altında kazanacağı kinetik enerji miktarı. Bir elektron volt çok küçük olduğundan, bunun bin katı olan "kilo elektron volt" (keV) ve milyon katı olan "Milyon elektron Volt" (MeV)  çok kullanılır. Atom çekirdeklerindeki dönüşümlerde ortaya çıkan  enerjiler pratikte çok küçüktür.

[ii] Gray: Radyasyon Enerji Doz birimi: = 1 Joule/kg (Bkz: Yukarıdaki şekil)

ÇEKMECE NÜKLEER ARAŞTIRMA VE EĞİTİM MERKEZİ’NİN ROLÜ

ÇNAEM zaman içinde çalışarak onbinlerce radon kontrolleri yapmış, binlerce radyasyonla ilgili lisansları dikkatli bir şekilde vermiş, radyo-izotopları üretmiş ve hastahanelere ve ilgili kuruluşlara dağıtmış, TR-I araştırma reaktörünü yıllarca başarı ile çalıştırmış, radyasyonla ilgili çalışmalarında uluslararası ödül almış, biokinetik çalışmaları, Küçükçekmece gölü ve çevresinin bilimsel etüdü, Karadeniz’de ekolojik ve kimyasal araştırmalar, radyokimyasal analizler, bütün vücut yükü radyoaktivite ölçümleri yapmıştır. ÇNAEM aynı zamanda Türkiye radyasyon erken uyarı sistemi ağının (RESA) projelendirilmesi ve kurulması işlevini başarı ile gerçekleştirmiştir. Burada, Türkiye’nin çeşitli yerlerinde hava partikül dedektörlerinin ağını kuramamıştır. Bunun çocuk ölümlerinde insan hastalıklarında bölge hava kirlenmesi bakımından büyük önemi vardır. Avusturya’nın Cumhurbaşkanı adaylarından, tıp doktoru (adını hatırlayamadım) memleketin 250 noktasında partikül ölçen dedektör sistemini kurmuş ve bu sistem hala başarı ile çalışmaktadır. ÇNAEM Nükleer Elektronik Bölümü, elektronik sistemlerin bakım ve onarımını başarı ile gerçekleştirmiştir. Türkiye’nin araştırma, tıp ve sanayi kuruluşlarına ve orduya radyasyon ölçme cihazları yapmıştır.

ÇNAEM kütüphanesinde bulunan (bulunduğu sanılan) birçok özgün araştırma raporu bugün manyetik medyada talebelerin hizmetine sunulmamıştır. Size benim çalışmamdan bir örnek vereyim: Mart 24, 1975 tarihinde Stanford Üniversitesi’nden Prof.Dr. Sidney Fiarman mektubunda benim ÇNAEM ilmi raporlarından ÇNAEM 47 nolu raporunu istemişti. Kendisine bir mektupla ulaştırmıştım. Şimdi nükleer alanda çalışan bir talebemiz bu raporu internette görmek isterse göremez. Bu mektup olağanüstü öneme sahiptir.(İlerde anlatabilirim) Kitabımda (Enerji, Erozyon, Fizik ve Nükleer Fizik, Doç.Dr. Çetin Ertek)  sayfa 160’ta görülmektedir. ÇNAEM 47 raporunu internette göremediniz, peki ÇNAEM 46, 45, 44 vs görebiliyor musunuz? Bu raporlardan galiba ÇNAEM 22 no.lu rapor, kimin tarafından yazılmıştır biliyor musunuz? Ord.Prof.Dr. Cahit Arf, Ercüment Özizmir, Kaya İmre. Dünyada ilk defa yazılmış en genel plazma denklemidir. Bu raporu yazabilmek için bu üç müstesna ilim adamı ÇNAEM’de aylarca çalışmışlardır. 35 sayfa civarındaki bu rapor sadece plazmanın genel denklemini bize vermektedir. Parçacıkların, iyonların, elektronların vs bütün etkileşimlerini içine almaktadır. Bu denklemin çözümü değildir, sadece denklemin kendisidir. Bu çalışmaya, raporlar dağıtıldıktan 4-5 ay sonra İtalya’daki araştırma merkezinden bir katkı gelmiştir.

Çok değerli arkadaşım Dr. Yılmaz Erkol’un çok uzun yıllar Çekmece’deki zirkonyum çalışmalarını da bulamazsınız. Yılmaz Erkol’un gene yıllarca çalıştığı ve yazdığı Kemik Bankası çalışmalarını da bulamazsınız.

ÇNAEM’in üst kuruluşu Atom Enerjisi Kurumu’dur. Bu işlerin çok dikkatle takip edilmesi gerekir. Toryum, yeşil çekirdekten elektrik enerjisi elde edilmesine ait hedefler hemen hemen yoktur. 200 üniversitemiz vardır. Dünya ikincisi olduğumuz  Toryum’u (380.000 ton) gözleri ile gören tek öğrencimiz yoktur! İran ve Güney Kore ile birlikte başladığımız bu serüvende Güney Kore’liler kendi yaptıkları nükleer güç santrallerini (1000 MWe ve üstü) pazarlama konumuna gelmişlerdir. ÇNAEM’de 1961-62’de bekçiler dahil 210 kişi mevcutken, 2017’de  230 personel çalışmaktadır. Çalışanların 32’si bilim doktoru, 104’ü uzman, 94’ü teknisyendir. Taze kan sisteme dahil edilmemiştir. İran’ın ÇNAEM gibi 15 tane ayrı araştırma merkezi vardır. Herbirinde 100-200 personel çalışmaktadır. ÇNAEM Toryum yakıtlarını başarı ile yapmıştır. Bu sadece ÇNAEM’in başarısıdır. Çekmece pırlantadır. Oradaki arkadaşlar bu başarıları adeta üst kuruluşa rağmen yapmışlardır. Hegel bundan 200 yıl önce Almanya’da yaşamış filozoftur. “Gelişme zorunlu olarak erekseldir” der. Erek burada hedef demektir. Hedefiniz yoksa gelişme olmaz demektir.

25.03.2017

Doç.Dr.Çetin ERTEK

Sigara İçenler / Tütün Kullananlar Ciğerlerine Doğal Radyoaktif Polonyumu da Çektiklerini Biliyorlar mı?

Giriş

Eski Rus casusu Alexander Litvinenko’nun 2006 yılında, kahvesine gizlice katılan çok az miktarda (miligram kadar) radyoaktif polonyum (Po 210) maddesiyle öldürüldüğünü tüm dünya duymuştu/1/. Çok kuvvetli bir öldürücü olan polonyum 210 az miktarda tütün dumanında da bulunuyor.Tütündeki doğal radyoaktif polonyumun, tütün kullananların kanser riskini artırdığı çeşitli araştırmalarla ortaya konulmuş olmasına rağmen, tütündeki diğer zehirli maddelerin bilinmesine ve açıklanmasına karşın, radyoaktif polonyumun üzerinde durulmamış, açıklanmamış ya da gizlenmiştir.Halbuki polonyum 210, kuvvetli bir zehir olarak bilinen radyoaktif plütonyum 239’dan tam 72600 kat daha zehirlidir ve

0,1 mikro gramı (1 gramın on milyonda biri) akciğerlere girdiğinde tam 65000 mSievert’lik bir öldürücü doz oluşturuyor. Doğadan aldığımız yıllık ortalama radyasyon dozu olan 2,4 mSv ile karşılaştırılırsa çok kısa bir sürede öldüren bu aşırı dozun büyüklüğü anlaşılır.

Polonyum 210 doğal radyoizotopu nereden geliyor?

Herçeşit toprakta kilogram başına ortalama olarak 500 Becquerel (Bq) düzeyinde doğal radyoaktif madde bulunuyor. En önemlileri : potasyum 40, Uranyum 238 ve ondan da ara ürünler sonucu türeyen radyum 226  ve  ayrıca toryum 232 dizisindeki radyoizotoplarıdır (Bkz.Kavramlar ve birimler).  Doğal radyoaktif maddeler topraktan bitkilere az da olsa geçiyor.  ‘Uranyum 238 – Radyum’ dizisinde kurşun 210 (Pb 210)’dan, ara atom çekirdeklerinden sonra, oluşan 138 gün yarılanma süreli Po 210 da tütünde az miktarda bulunuyor. Tütün dumanında bulunan radyoaktif madde miktarlarının ölçümü ve bunların vücutta oluşturdukları radyasyon dozlarıyla ilgili olarak çeşitli ülkelerde ve ülkemizde de bilimsel çalışmalar yapılıyor ve yayımlanıyor (Bkz./2..15/).

Polonyum 210 ve diğer doğal radyoizotoplar tütün yapraklarına nasıl giriyor?

1. Hava taneciklerindeki (aerosollar) doğal radyoaktif maddeler yağışlarla yeryüzüne inerken tütün yapraklarının ince tüylerinde tutunup, zenginleşmesiyle,

2.Toprağa, yağışlarla ve ayrıca içinde uranyum bulunan kalsiyum  fosfatlı gübrelerle ulaşan doğal radyoaktif maddeli taneciklerin, tütün bitkisi köklerinden, tütün yapraklarına taşınmasıyla.

Tütündeki radyoaktivite, radyasyon dozu ve kanser riski ne kadar?

Yapılan bilimsel araştırmalar, sigara yanarken oluşan 600 ile 800 °C  sıcaklıkta Kurşun 210, Bizmut 210 ve Polonyum 210 radyoaktif maddelerinin tümüyle buharlaştıklarını ve bunların %50-75 arasında içe çekilen dumanla akciğerlere ulaştığını gösteriyor (Kabaca filtrede %5’i ve sigara külünde de gerisi kalıyor) /3/. Akciğerlerde radyoaktif maddelerin birikmesi homojen olmayıp bazı noktalarda (hot spots) yoğunlaşma oluyor ve buralarda çok yüksek miktarda radyasyon dozu oluşabiliyor.

Tütünün cinsi ve yetiştirildiği bölgeye bağlı olarak çeşitli ülkelerde yapılan ölçümlerde farklı  radyoaktivite miktarları bulunuyor.  Örneğin İsviçre kaynaklı bir yayında şu değerler açıklanıyor /6/: Tek bir sigara başına 1,5 ile 15 mili Becquerel (mBq) Po 210 ve 2 ile 25 mBq arasında da  Pb 210  (kurşun) radyoaktiviteleri hesaplanıyor  (mBq: mili Bequerel, yazının sonundaki kavram ve birimlere bkz).  Sigara küllerinde yapılan ölçümler ise, sigaranın cinsine göre, her gram külün ortalama olarak 1-20 mBq Po 210 ve kabaca bir  o  kadar  da kurşun 210 (Pb 210) radyoaktivitesi bulunduğunu gösteriyor/7/. Türkiye’de farklı sigara tütünlerinde yapılan ölçümlerde Kurşun 210 (Pb 210) ortalama değeri olarak 25 Bq/kg açıklanıyor , bu çalışmada Po 210 değerleri yer almıyor/5/.

Akciğerlere  çekilen tütün dumanı ve kanser ilişkisiyle ilgili ABD’deki bir değerlendirme  /7/

1930’da ABD’de erkekler arasında çok seyrek görülen akciğer kanseri (yılda 100.000 kişi başına 4 kişi), 1980’de sigara içiminin % 20 azalmasına rağmen, çeşitli kanser ölümlerinin en üst  sırasına yükseldiği belirleniyor (yılda 100.000’de 72 kişi). Bunun başlıca nedeni, geçen bu süre içinde gitgide artan oranlarda fosfatlı gübrelerin kullanılmasıyla Amerikan tütünündeki polonyum 210 miktarının, 3 kat artması. Tütün ekenlerin kullandıkları kalsiyum  fosfatlı gübrelerde bulunan doğal uranyum’un (U 238) radyoaktif bozunumuyla bir dizi radyoizotopun yanı sıra  Po 210’un oluşması ve  radyoaktif maddelerin sigara dumanıyla birlkte ciğerlere ulaşmasıdır. Sigara içindeki kanser yapan kimyasal maddelerin birçoğunun sigara filtresinde tutulabilmesine karşın, bunlar tutulamıyor. Bu nedenle sigara  tiryakilerinin ciğerlerindeki radyoaktif madde derişimi, evlerdeki radon derişiminden çok daha yüksek. ABD’de günde 2 paket sigara içen bir tiryakinin akciğerlerineki radyoaktif maddelerin yaydıkları alfa ışınları yoluyla,  yılda alacağı radyasyon dozu 13 mSv’lik   aşırı bir değerde bulunmuş. Buna karşın, o bölgedeki bir kişinin, evlerin havasındaki doğal radon’dan yılda aldığı ortalama doz 2 mSv . Günde 10 tek sigara içimiyle alınan doz, kabaca, evlerin havasındaki radon gazının solunumundan oluşacak radyasyon dozuna eşdeğer.

                                      Tütün yaprakları kurutulurken

Polonyum çözünür olduğundan tüm doku ve hücrelere ulaşmakta, bunlar, sigara içenlerin kan ve idrarlarında ölçülüp kanıtlanabilmekte. Polonyum 210’un genetik hasar yaptığı, karaciğer, idrar yolları kanseri, kan kanseri ve kalp hastalıklarına neden olduğu saptanmış . Günde iki paket sigara içimi sonucu polonyum 210 radyoaktivitesi nedeniyle akciğerlerde oluşabilecek radyasyon dozunun, doğal radyasyon kaynaklarından alınan dozdan en azından yedi kat daha çok olabileceğini ve ciğerlerde bazı noktalarda bu dozun 10 Sv gibi çok yüksek bir değere ulaşabileceğini vurguluyor /8,9/.

 Konunun bilimsel ayrıntılarıyla ilgilenenler için:

Tütün dumanının solunumla vücuda girmesiyle oluşacak radyasyon dozu ve kanser riskiyle ilgili

hesaplamada bir üst yaklaşım

İsviçre kaynaklı bir yayında,  tek sigara başına vücudun aldığı ortalama etkin radyasyon dozunun 1,2 mikro Sievert dolayında olabileceği yer alıyor. Akciğerlerin aldığı radyasyon dozu ise bu değerin 10 katından daha çok olup tek sigara başına 14,5 mikro Sievert kadar. Günde   bir paket sigara içen orta derecede  tiryaki bir kişi için ‘Yıllık Etkin Doz’ : 20 Sigara/gün x 365 gün/yıl x 1,2 = 8.800 mikro Sievert= 8,8 mSv  ve ‘Yıllık Akciğer Dozu’ olarak da 20 Sigara/gün x 365 gün/yıl x 14,5 = 106 mSv kadar yüksek bir değer bulunuyor.

Sigara sonucu vücutta oluşan yıllık etkin doz  8,8 mSv, deniz düzeyindeki bir yerleşim yerindeki doğal^[1] radyasyon dozunun neredeyse 4 katına yakın (8,8/2,4 = 3,7). Doğal radyasyon dozuna ek olarak,  yapay kaynaklardan halk için izin verilen üst sınır değer ise kişi başına yılda 1 mSv .

Almanya’da akciğer kanserinin % 80-90 kadarının sigaradan ve bunun yarısının da yukarda açıklanan tütündeki radyoaktiviteden kaynaklandığı kabul ediliyor.

20 milyon sigara tiryakisinin herbirinin günde 20 adet sigara içtiği ve bunların kansere yakalanma riskinin 1 Sievert’lik doz başına % 0,85 olduğu kabul edilerek: 

20 milyon kişi x 0,0085 x  0,106 = 18.000 kişinin akciğer kanserinden ölümü hesaplanıyor.

Almanyada her yıl 40.000 kişi akciğer kanserine yakalanmakta. Bunların %90’ının yukarda belirtildiği gibi sigaradan kaynaklandığı kabul ediliyor : 36.000 kişi.

Bunun yarısının da  nedeninin sigaradaki radyoaktif maddeler sonucu olduğu  kabul edildiğinden, bulunan

18.000 kişi yukardaki sayıya tıpatıp uymaktadır /2/.

Yunanistan’da, 15 farklı yerden toplanan tütün yapraklarının kurutulup ölçülmesiyle yapılan kapsamlı bir bilimsel araştırmada tütündeki Radyum 226, Ra 228, Kurşun 210 (Pb 210) miktarları ölçülüp, bunların oluşturabileceği  yıllık  etkin radyasyon  dozlar hesaplanmış ve sonuçta toplam olarak  0,25 mSv/yıl ortalama radyasyon doz  değeri bulunmuştur. Macar tütünlerinde yapılan bir araştırmada, günde 1 paket sigara içimiyle yılda vücutta oluşabilecek etkin dozun Po 210 için 0, 18 mSv ve Pb 210 için ise  0,06 mSv kadar  olabileceği açıklanıyor / 11/.

 Japonya’da tütünlerde yapılan ölçümlerde Po 210 radyoaktivitesi için ortalama olarak kg başına 15 Bq değeri bulunmuş. Bunun %50 oranında tütün dumanına geçtiği arta kalanının kül ve filtrede kaldığı ve günde bir paket sigara içen bir kişinin akciğerlerine, günde 24 mBq ve yılda 8,8 Bq girdiği belirlenmiş. Bu değerleri kullanarak akciğer kanseri ölüm riski olarak milyonda 18 bulunmuş /10/.

Brezilya’da tütünde yapılan ölçümlerde Po 210 ve Pb 210 radyoaktivitelerinin ortalama  olarak kg’da 20 Bq kadar olduğu ve alınan yıllık dozun 0,16 mSv  kadar olacağı açıklanıyor /11/. Arjantinde ise Po 210 radyoaktivitesinin kg başına 10 ile 80 Bq arasında olduğu ve bunun sonucu alınacak akciğer dozunun yılda 0,075 ile 0,6 mSv arasında olabileceği hesaplanmış /13/. Mısır’da, 1 paket sigara için ortalama olarak Po 210 ve Pb 210’nun her birinden 123 Bq’lik radyoaktivitenin akciğerlere ulaşacağı ve bunlardan oluşacak yıllık radyasyon dozlarının sırasıyla 0,193 ve 0,25 mSv olabileceği hesaplanmış/14/.

Tütün tiryakilerinin vücutlarında  ve akciğerlerinde oluşacak rdyasyon dozu

ve akciğer kanserinden ölüm riski için yaklaşımımız:

Günde ortalama 1,5 paket (30 adet) sigara içen bir kişi için tütündeki Polonyum 210 radyoaktivitesinin ortalama  30 Bq/kg  olduğu ve tek bir sigarada 1 gram tütün bulunduğu, tütün dumanındaki Po 210’nun %75’inin akciğerlere çekildiği  varsayıldığında ve Polonyum 210 için doz katsayıları akciğerler için

2,6x10^-5 Sv/Bq  ve tüm vücut için 3,9x10^-6 Sv/Bq alındığında aşağıdaki değerler bulunur.

Akciğerlerin yılda etkileneceği radyasyon dozu:

30 Bq/1000 g x 30 adet/gün x 1g/adet x 365 gün/yıl x 0,75 x 2,6x10^-5Sv/Bq  = 6,4 mSv/yıl

Tüm vücudun etkileneceği radyasyon dozu ise, aynı hesaplamayla, doz katsayısı tüm vücut için

3,9x10^-6 Sv/Bq alındığına yaklaşık olarak 1 mSv/yıl bulunur.

Doğal Polonyum 210’nun kanserden ölüm riskine katkısı ne kadar olabilir?

Türkiye’de sigara / tütün kullanma oranı %36  olarak  kestiriliyor. Buradan 80 milyon nüfusun kabaca 30 milyonunun tiryaki olduğu ve akciğerler için risk katsayısının %0,85 /Sv, tüm vücut  etkin dozu için risk katsayısının %5/Sv  olduğu kabul edilerek, kanserden ölüm riskine Polonyum 210’nun katkısı:

 Akciğer kanserinden ölümlere  Po 210’nun katkısı:

30 x10 ⁶ kişi x 6,4 mSv x  %0,85 /1000 mSv = 1632 kişi/yıl

Tüm vücut için oluşan etkin doz nedeniyle ise bu katkı:

30 x10 ⁶ kişi x 1 mSv x  % 5 /1000 mSv = 15 kişi/yıl

Sigara tiryakileri için vücutta oluşan yukarıdaki yaklaşık hesaplamayla bulunan yıllık etkin doz  1 mSv, doğal radon gazıyla  alınan doz kadar olup, bu değer doğal radyasyon dozuna ek olarak,  yapay kaynaklardan halk için izin verilen üst sınır değerle de aynıdır . Polonyum 210’un yukarıda hesaplanan doz ve kanser riskinin,  dumandaki diğer radyoaktif maddeler ve kimyasalların katkısıyla,  çok yükseleceği açıktır.

Türkiye’de  kanser sayılarıyla ilgili istatistikler tam tutulamadığından kestirimler yapılıyor. Örneğin her yıl tütün nedeniyle  çeşitli kanserlerden ölümlerin 35.000 kişi kadar olduğu, bunlardan 25.000’nin akciğer kanseri sonucu olabileceği açıklanıyor /16/ . Tütündeki polonyum 210 ve diğer radyoaktif maddelerin etkileri ise kanser araştırmalarıyla ilgili yayınlarda yer almıyor.

Sonuç olarak Türkiye’deki 25.000 kanserden ölümlerin içinde , yukarıdaki hesaplamamıza göre 1632 kişinin, Po 210’un etkisiyle kansere yakalanıp öldükleri kestririlebilir . Ya da sadece Po 210 radyoaktivitesi, akciğer kanseri ölümlerini % 6,5  kadar artırıyor denebilir.

Önlemler, Öneriler, Sonuçlar

Tütün endüstrisi yaptığı bilimsel araştırmalarla, tütünün sigara olarak işlenmesinden önce yaprakların yıkanmasıyla, yüzeydeki polonyumun büyük miktarda giderileceğini ve ayrıca gen teknolojisiyle tüylü yaprakların, tüysüz, kaygan duruma getirilerek yağmurda polonyumun yıkanmasının sağlanabileceğini kendi laboratuvarlarında belirlemiş olmasına rağmen, tütündeki diğer zararlı maddelerin yanı sıra bir de radyoaktiviteyle halkın huzurunu daha fazla kaçırmamak ve sigara üretiminde ek giderler oluşturmamak için hiç bir önlem almamıştır /7/.

Sigara üreticilerinin yaptırdığı araştırmalara göre Po 210’un tütünden arındırılmasıyla ilgili yöntemlerden önemlileri şunlardır (birkaç yöntem birlikte de uygulanabilir):  

-Tütüne bazı kimyasallar eklenerek Po 210’un külde kalmasını, dumana karışmamasını sağlamak

-Uranyumu daha az olan gübreler kullanmak

-Tütün yapraklarını harmandan sonra yıkamak

-Polonyumu iyon değiştiricilerle elemek

-Tütün bitkisini genetik olarak değiştirmek, yaprakları tüysüzleştirip kayganlaştırmak ve böylece kurşun 210’un tüycüklere tutunarak Po 210 üretmesini engellemek

ABD’de yapılan bu araştırmadan çıkan sonuçlar göz önüne alınarak Türkiye’de de benzer yasa ve yönetmeliklerin çıkarılması, Türkiye’deki sigara üreticilerinin gerekli önlemleri alması toplum sağlığını korumak yönünden önemli. 

Çeşitli ülke ve yörelerdeki tütünlerle ilgili  ölçüm değerleri nden farklı sonuçların çıkarılması doğaldır. Yapılan ölçümler ve mBq olarak bulunan günlük  ortalama düşük değerler , hücrelerin onarım mekanizması göz önüne alınarak değerlendirilmelidir. Bu ise, incelediğimiz hiç bir çalışmada göz önüne alınmamış ve  günlük aktivite değerlerinden yıllık toplam aktivite değerleri  365 ile çarpılarak hesaplanmıştır. Böylelikle bulunan toplam radyasyon dozu ve bunun oluşturacağı kanser riski, hücrelerin onarım mekanizması hesaba katılmadığından, çok hatalı olabilir.  

Önemli olan, bu çeşit ortalama değerlerden çok, tütün dumanının özellikle akciğerlerin bazı noktalarında  (hot spots) aşırı Po 210 ve diğer doğal radyoaktif maddelerin birikimiyle çok yüksek dozlarla buralarda tümörlerin oluşabilmesidir . Bunların akciğerlerin neresinde ve ne büyüklükte olacağı ise  önceden belirlenemez. Po 210, özgül aktivitesi çok yüksek (plütonyumun 72.600 katı) radyolojik bir zehirdir (Aşağıdaki Kavram ve Birimlere bkz).  Bu nedenle Po 210’un tütünden arındırılması çok önemlidir.

Öte yandan sigara / tütün kullananların,  akciğerlerinin, bilinen bir çok zararlı kimyasal maddelerin yanı sıra, radyoaktif maddelerle de, özellikle polonyum 210’dan yayınlanan alfa radyasyonuyla ışınlanarak, bronşların bazı noktalarında kanser oluşturacağını düşünmeleri, kendilerinin sağlığı için, yararlı olabilir.

Radyoaktif maddelerle ilgili kavram ve birimler (Ayrıntılarıyla ilgilenenler için):

            Radyoaktif madde, radyoizotop /2/: Radyasyon  (ya da ışın) saçan maddelere radyoaktif maddeler, radyoizotoplar diyoruz (örneğin Po 210, Ra 226  gibi)

Radyoaktif bozunma: Bir radyoaktif atom çekirdeğinin radyasyon (alfa ya da beta , gama ışınları) yayınlayarak başka bir atom çekirdeğine dönüşmesi (bkz. Şekil).

Yarılanma Süresi: Bir radyoaktif madde miktarının yarıya inme süresi. Fiziksel yarılanma süresi, 138,4 gün olan Po 210’un biyolojik yarılanma süresi (vücuttan yarısının atılana kadar geçen süre): 50 gün.

Radyoakitivite Birimi Becquerel (Bq): Saniyede 1 atom çekirdeği gösteren madde miktarı

Radyasyon Enerji doz birimi Gray(Gy) ve Eşdeğer Doz birimi Sievert(Sv) :

Gray: 1 kg’lık maddede soğurulan enerji miktarı : 1 Joule/kg, Gama ve betalar için Sv=Gy;

Sievert vücut için çok büyük olduğundan bunun binde biri olan miliSievert (mSv) kullanılıyor.

Polonyum 210’un özgül aktivitesi: 1,67 x 10 ¹⁴ Bq/g  (0,1 mikro gramı= 1,67 x10 ⁷ Bq)

(Çok zehirli olarak bilinen Pu 239’un özgül aktivitesi ise : 2,3 x 10 ⁹ Bq/g,

Polonyum 210’nun özgül aktivitesi, Plütonyum 239’dan 72 600 kat daha fazla)

Polonyum 210’un (solunum için) tüm vücut etkin doz katsayısı:

3,9 x 10^-6 Sv/Bq; Akciğerler için: 2,6 x 10 ^-5 Sv/Bq

Polonyum 210’un 0,1 mikro gramı vücuda solunum yoluyla alındığında :

1,67 x10 ⁷ Bq x 3,9 x 10^-6 Sv/Bq = 65 Sv gibi çok yüksek, öldürücü bir doz oluşturuyor.

Şekillerde radyoaktif maddelerden yayınlanan alfa, beta ve gama ışınlarıyla, bunların maddeyi geçerken başka atomların elektronlarını sökmeleri (iyonizasyon) gösteriliyor.

Yüksel Atakan, Dr.Radyasyon Fizikçisi, ybatakan@gmail.com

Kaynaklar

/1/ https://docs.google.com/viewerng/viewer?url=http://www.fmo.org.tr/wp-content/uploads/2017/03/LITVINENKO-NEDEN-Po-210-ILE-OLDURULDU-MART-17.pdf&iframe

/2/ Radyasyon ve Sağlığımız? kitabı Nobel yayınları, 2014, Yüksel Atakan
https://www.nobelkitap.com/kitap_113005_radyasyon-ve-sagligimiz.html

/3/ C.   Papastefanou,   “Radioactivity   in   tobacco leaves, Journal of Environmental Radioactivity, 5367-73, 2001

/4/ B.Demir,  M.  Okutan,  “Radyoaktif    sigara: Onkoloji Dergisi 29 (1), 27´31, 2014

/5/ Yusuf Ağuş, Sigara tütününün doğal ve yapay radyoaktivitesinin belirlenmesi,

SAÜ Fen Bilimleri dergisi, 20. Cilt, 3.Sayı, 2016

/6/ http://rauchstoppzentrum.ch/

/7/ Brianna R., “Radioactive Smoke”, Scientific American, Ocak 2011.

/8/ Radford, E.P., and Hunt, V.R, Science 143 (1964)

/9/ M.S.Santos et al. Journal of Radioanalytical and  Nuclear Chemistry, Vol 182-Nr.1, July 1994

/10/ T.Karalı et.al. Appl.Rad.Isot.Vol 47 No.4  1996

/11/ Takizawa, Y; Zhang, L; Zhao, L. ²¹⁰Pb and ²¹⁰Po in tobacco- with a special focus on estimating the doses to man. J. Radioanal. Nucl. Chem. Articles 1994, 182, 119–125.

/12/ Peres, AC; Hiromoto, G. Evaluation of ²¹⁰Pb and ²¹⁰Po in cigarette tobacco produced in Brazil. J. Environ. Radioactivity 2002, 62, 115–119.

/13/ Colangelo, CH; Huguet, MR; Palacios, MA; Oliveira, AA. Levels of ²¹⁰Po in some beverages and in tobacco. J. Radioanal. Nucl. Chem. Lett 1992, 166, 195–202.

/14/ Khater, AE. Polonium-210 budget in cigarettes. J. Environ. Radioactivity 2004, 71, 33–41. /15/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135044870700306X

/16/ https://tr.wikipedia.org/wiki/Akci%C4%9Fer_kanseri

---