17 C
İstanbul
22 Ekim 2019
Fizik Yüksek Enerji Fiziği

Nükleer Fizik: Radyasyonun Biyolojik Etkileri 2

Biyolojik etkileri anlattığımız ilk yazımızda, bu etkilere sebep olan mekanizmaları incelemiştik. Şimdi ise bu etkileri sınıflandıracağız. Bu etkileri iki başlık altına toplayabiliriz.

  1. Akut Etki
  2. Geç Etki
1.Akut Etki

Çok kısa süre içerisinde gözlemlenebilen radyasyon etkileridir. Alınan doz miktarıyla doğru orantılıdır. Akut radyasyon sendromu olarak isimlendirilen bu etkiler, 3 başlıkta incelenebilir.

  1. Hematolojik Sendrom
  2. Gastrointestinal Sendrom
  3. Merkezi Sinir Sistemi Sendromu

Tüm bu kategorilerde ortak olarak aşağıdaki etkiler gözlemlenir:

a) Mide bulantısı – kusma
b) Yorgunluk
c) Ateşlenme
d) Kan değerlerinde değişim

Şimdi, yukarıda bahsettiğimiz sendromların her birisini tek tek inceleyelim.

1.1. Hematopoetik (Hematolojik) Sendrom

Etkiler genellikle kan oluşturan dokularda gerçekleşir. Eğer ki alınan doz 14 rad’dan daha yüksekse, kan değerlerinde değişim başlangıcı görülür. 25-50 rad arası dozlarda, kan değerleri ciddi değişim gösterir.

Beyaz kan hücreleri (lökositler), bağışıklık sisteminde kritik öneme sahiplerdir. Enfeksiyonlarla savaşırlar.  Kemik iliğinin zarar görmesiyle sonuçlanan bu etki sonrasında, kandaki beyaz kan hücresi miktarı hızlıca düşer.

Kırmızı kan hücreleri ise, O_2 ve CO_2 taşınmasından sorumludurlar. 1 mm^3 kanda, ortalama 5-7 \times 10^6 tane kırmızı kan hücresi bulunur.

Kırmızı kan hücrelerinin ortalama ömrü, beyaz kan hücrelerinin ömründen daha yüksektir. Bu sebeple, radyasyona maruz kalma sonucunda, kırmızı kan hücrelerinin sayısında değişiklik görülmesi, yaklaşık 1 hafta sonra başlar.

Kemik iliğinin hasar görmesi, 200 rad seviyesinde başlar. 400-700 rad arasında ise, tam anlamıyla hasar gerçekleşir. Geri döndürülemez hasar ise, 750 rad ve sonrasında gerçekleşir.

Eğer ki, beyaz kan hücrelerinin yaklaşık %30’unu oluşturan lenfosit sayısı, 500/mm^3‘ten aşağıya düşerse, 1-2 gün içerisinde ölüm gerçekleşir.

1.2.Gastrointestinal Sendrom

Eğer ki maruz kalınan doz 1000 rad ve üzerindeyse, kemik iliği ve bağırsak epitelinin tahrip edilmesi gerçekleşir.

Şiddetli mide bulantısı, kusma ve ishal, maruz kalmadan kısa bir süre sonra görülmeye başlanır. Birkaç hafta içerisinde ölüm gerçekleşir.

1.3.Merkezi Sinir Sistemi Sendromu

Eğer maruz kalınan doz 2000 rad ve üzerindeyse, merkezi sinir sistemi tahrip olur. Birkaç dakika içerisinde bilinç kaybı yaşanır. Birkaç saat ya da gün içerisinde, ölüm gerçekleşir.

Diğer Akut Etkiler

Eğer maruz kalınan radyasyon 300 Röntgenden daha küçükse, ciltte kızarıklıklar görülür. Maruz kalınan radyasyon 300 Röntgenden daha büyükse, saç dökülmesi, ciltteki pigmentlerde bozulmalar görülür.

Tedavi

Radyasyonun beyaz kan hücrelerini azaltma etkisinden dolayı, kişiye antibiyotik verilir ve bu sayede enfeksiyonların önlenmesi amaçlanır.

Yüksek dozda radyasyona maruz kalınmanın 1-2 hafta sonrasında kansızlık görülür. Kan nakli yapılması gerekebilir.

Kemik iliğinin zarar görmesi sonucu, kemik iliği nakli gerekebilir.

Ancak, 600 rad’dan daha yüksek dozlar için ne yazık ki başarılı bir tedavi yöntemi mevcut değildir.

2.Geç Etki

Radyasyona maruz kalmanın en tehlikeli yollarından birisi, solumak ve yemek yoluyla vücuda radyoizotop alınmasıdır. Vücuda alınan bu radyoizotoplar, vücuttaki bazı yapılardaki elementlerle kimyasal benzerlik gösterdiklerinden, bazı organ ve dokular tarafından emilimleri gerçekleşebilir.

Emilen radyoizotop, bozunmaya ve bu sayede de dokuya zarar vermeye devam edebilir. Bu etkiler, önceki yazımızda bahsettiğimiz genetik etkiler, kanser, katarakt ya da yaşam süresinin kısalması olarak karşımıza çıkabilir.

Önceki yazımızda genetik etkileri incelediğimiz için, bu yazımızda diğer etkilere odaklanacağız.

2.1.Kanser

Radyasyon temelli kanser, radyasyona maruz kalındıktan 5-20 yıl arası bir sürede görülebilir.

2.2.Lösemi

Blast adı verilen, olgun olmayan kan hücrelerinin sayısındaki kontrolsüz artış anlamına gelir. Emilen dozun 100 rad/yıl’dan daha fazla olması durumunda, lösemi vakalarında artış olduğu gözlemlenmiştir.

2.3.Kemik Kanseri

^{137}_{56}\textrm{Ba} ve _{84}^{226}\textrm{Ra}, kimyasal özellikleri açısından ^{40}\textrm{Ca} benzerlik gösterir. Bu sayede, kemiğin mineral yapısına katılabilirler.

Bu katılma sonrasında, bozunumlarından açığa çıkan _{}^{239}\textrm{Pu} vücutta birikir.

2.4.Akciğer Kanseri

Toprakta bulunan _{}^{226}\textrm{Ra}, geçirdiği bozunum sonrasında, gaz halde bulunan bir element olan radon üretimine sebep olabilir. Havaya geçen bu radyoaktif izotopun, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı tarafından belirtilen maksimum konsantrasyonu, 1000 Bq/m^3‘tür.

Solunum yoluyla vücuda alınması, akciğer kanserine sebep olabilir.

2.6. Katarakt

Parçacık hızlandırıcı laboratuvarlarında çalışan fizikçilerde, katarakt oranının arttığı gözlemlenmiştir. Bunun sebebi, çalışan bilim insanlarının, uzun süreler nötron ve gama radyasyonuna maruz kalmasıdır.

Radyaston, korneaya, irise ve göz lensine zarar verebilir. Bu sebepten, göz lensi opaklaşabilir ve ışık retinaya ulaşamaz.

200 raddan daha yüksek olan beta ve gama ışınımı dozlarında katarakt görülmesi mümkündür. Nötron, katarakt görülmesini daha da arttırıcı etkiye sahiptir. Bu sebepten dolayı, 15-45 rad seviyesinde maruz kalınan nötronlar, katarakt oluşumuna sebebiyet verebilir.

2.7.Zeka Geriliği

Doğmamış bir bebek, gelişiminin  8 ile 17. haftalarında radyasyona karşı oldukça savunmasızdır. 17. haftanın sonrasında beyin hücreleri bölünmeye devam etmedikleri için, radyasyon sebebiyle, beyin hücrelerinin sayısında azalma görülebilir.

Radyasyonun biyolojik etkilerini incelediğimiz bu iki yazımızda, radyasyonun insan vücuduna olan etkilerinin, doza bağlı olarak nasıl değiştiğini ve nükleer fiziğin “korkunç” yönünü sizlerle paylaşmış olduk.

Her ne kadar içerdiği fizik açısından bizleri oldukça etkilese bile, nükleer fizik ve nükleer enerji, gerekli güvenlik önlemleri alınmadığı sürece, son derece tehlikelidir.

Yazı dizisinin son yazısında, sizleri radyasyondan korunma konusunda bilgilendirmeye çalışacağız.

Not: Dr. Elif Demet KARANFİL ve Dr. Ozan Fırat KUZ‘a, biyolojik etkiler hakkında sundukları değerli katkılardan ötürü teşekkür ederiz.

Ege Can KARANFİL


Referanslar

  1. Prof. Dr. Selahattin Özdemir, Health Physics ders notları
  2. TeachNuclear, “Effects of Ionizing Radiation on DNA”
    <https://teachnuclear.ca/all-things-nuclear/radiation/biological-effects-of-radiation/effects-of-ionizing-radiation-on-dna/>
  3. TAEK, “İyonlaştırıcı Radyasyonun Biyolojik Etkileri”
    <http://www.taek.gov.tr/tr/kullanma-bulundurma-lisans%C4%B1/158-egitim-arastirma/bilgi-kosesi/radyasyondan-korunma/1052-iyonlastirici-radyasyonun-biyolojik-etkileri.html>
  4. LÖSEV, “Lösemi Nedir?”
    <https://www.losev.org.tr/v6/sayfa/losemi-nedir-31>

Kapak Görseli

<https://radiationtherapynews.com/2014/12/08/study-reviews-biological-effects-thz-wave-radiation/>

ilginizi Çekebilir

Musluktan Akan Suyun Sesindeki Değişim

Ögetay Kayalı

Elektromanyetik Dalgalar: Görünür Bölge

Emir Haliki

Özel Görelilik – Mıknatıs İlişkisi

Emir Haliki

Yorum Bırakın