Radyoaktivite
RADYOAKTİVİTE

Radyoaktiflik, 1896’ da Fransız Kimyacısı Henri Becquerel tarafından bulunmuştur. Becquerel ile Curie’ler, Jotiot, Saddly, Rutherford gibi kimyacıların araştırmaları; bazı ağır kimyasal elementlerin kararlı olmadıklarını ve ışıma yaptıklarını ortaya koydu. Işınım yapan bu maddelerin atom çekirdeklerinin kararsız oldukları görüldü. Atom numarası küçük olan elementlerin proton sayıları ile nötron sayıları oranı yaklaşık birdir (n/p=1). Atom numarası (z) 20’ nin üstünde olan elementlerde nötron/proton oranı gittikçe artar ve çekirdek kararsız hale gelir. Z=83’ den yukarıdaki elementlerin hepsi kararsız yapıdadır. Kararlı hale gelebilmek için bu elementler bazı ışımalar yaparak başka elementlere dönüşürler. İlk kez rastlanan bu olaya “radyoaktiflik” , değişme sürecine de “radyoaktif bozunma” adı verilir. Radyoaktif maddeler üç çeşit ışın yayarlar. Bunlar alfa, beta ve gama ışınlarıdır.


Bozunma Çeşitleri

1) Alfa Bozunması: kararlı olması ağırlığı nedeniyle olanaksız duruma gelen bir çekirdekten iki proton ve iki nötrondan oluşan bir alfa taneciği atılır.Böylece çekirdek kütle numarasından dört, atom numarasından iki birim kaybeder. Başka bir değişle periyodik cetvelde iki basamak aşağı iner. Yapısal olarak bir alfa parçacığı helyum çekirdeğine benzer.

238 234 4 210 206 4
U Th + He( Po Pb + He(
92 90 2 84 82 2

Alfa bozunması, en ağır doğal elementlerde (Uranyum, Polanyum,Radyum) görülen ortak özelliktir. Ama doğrudan kararlı çekirdek oluşturmaz.

2) Beta Bozunması : Çok nötronlu bir çekirdekte, çekirdekten çıkan bir nötron, bir protonla bir elektrona dönüşür. Bu biçimde çıkan elektrona “beta parçacığı” denir. Bu durumda beta bozunmasına uğrayan atomun kütle numarası değişmezken , atom numarası bir birim artar.

n  p¯ + e ¯ 3 3 0
H  He + e
1 2 -1
234 234 0
Th  Pa + e
90 91 -1

3) Gama Bozunması : Genelde gama bozulması yalnız başına gelmez, diğer radyoaktif bozunmalara eşlik eder. Gama ışınları çok yüksek enerjili, kısa dalga boylu maddeden geçerken enerjisini yitirir. Radyoaktif bozunma sonucu oluşan yeni çekirdek üzerindeki fazla enerjiyi gama ışıması şeklinde dışarı vererek daha yüksek enerjili duruma geçer.

240 236 4
Pu  U + He
94 92 2

236 236
U  U + 
92 92


4) Pozitiron Bozunması: Pozitron bozunmasına uğrayan bir atomda, bir nötronun protona dönştüğü ve bu esnada özellikleri elektrona benzeyen fakat +1 yüklü olan pozitron oluştuğu kabul edilir. Pozitron bozunması sonucunda kütle numarası değişmez, atom numarası bir birim azalır.

122 122 0
I  Te + e
53 52 +1

5) Nötron Bozunması: Nötron bozunması sonucu yeni bir element oluşmaz, ancak bozunmaya uğrayan atomun izotopu meydana gelir.

87 86 1
Kr  Kr + n
36 36 0

6) Elektron Yakalama: Çok protonlu bir çekirdek, aynı atomun iç yörüngelerinin birinden bir elektron alarak, bir protonu nötrona çevirir ve X ışını salıp, periyodik çizelgede bir birim alta iner. Bu olaya “elektron yakalama” denir.

RADYOAKTİF BOZUNMA BAĞINTISI

Bozunma sonunda kararlı S atomuna dönüşen P radyoaktif elementi için meydana gelen bozunma olayı, aşağıdaki şekilde yazılır.

32 32
P  S + ¯
16 16

Burada görüldüğü gibi kararsız atom bir  parçacığı yayınlayarak kararlı olan atoma dönüşmüştür.

Bir bozunma olayı genel olarak aşağıdaki şekilde ifade edilir.

A atomu  B atomu + radyasyon

N sayıda radyoaktif atom olduğu kabul edilirse, dT zaman aralığında dN kadar atom bozulmaya uğrayacaktır. Bir radyoaktif elementin birim zamanda bozulan atom sayısına o atomun aktivitesi denir. Bozunan dN atom, başlangıçtaki N radyoaktif atom sayısı, geçen dT zaman ve bozulma sabiti,  ile orantılı olacaktır.

dN = -  . N dT (1.1)
Burada (-) işareti dT’ nin artışıyla N’in azalışını gösterir. (1.1) bapıntısı RADYOAKTİF BOZUNMA TEMEL BAĞINTISIDIR. Parçalanma sabiti, her Radyoaktif element için o elemente ait bir sabit olup zamana bağlı değildir. Bu, belirli bir kararsız atomlar grubunda bozulmamış bir atomun aynı bozunma şansına sahip olduğu anl----- gelir, yani radyoaktif atomların bozunma şansı daima sabittir. (1.1) bağıntısından,

 = dN/N dT (1.2)
elde edilir. dT =1 alınırsa (1.2) bağıntısından  = dN/N elde edilir ki bu da bozunma saatinin birim zamanda bozunan atomlarının sayısının, kararsız atomların sayısına bölümü olduğunu gösterir.

Bozunmamış radyoaktif atomların sayısını (1.1) bağıntısının integrali verir. T= 0 anında (başlangıç) No radyoaktif atom olduğu t zaman sonra N radyoaktif atom olduğu kabul edilirse, (1.1) bağıntısının integrali,

N=n T=t
 dN/N =  - dT
N=no T=0

şeklinde yazılır ve buradan aşağıdaki ifade elde edilir:

-t -t
n/no = e n=no e

Bu ifade ise radyoaktif atomların sayısının eksponansiyel olarak azaldığını gösterir.

no t=0 (başlangıç) anında bozunmamış madde miktarı,

n t=t anında bozunmamış madde miktarı,

 kaynakta her bir atomun birim zamanda bozunmaya uğrama olasılığı.

YARI ÖMÜR

Radyoaktif maddenin yarı ömür terimi; aktivite veya radyoaktif atomların sayısının yarıya düşmesi için gerekli olan zamanı anlatır.

T yerine T½ ve n yerine no/2 değeri konulursa;
-T½
no/2 = no e

-T½
½ = e   T½ = ln2

 = 0.693/T½ (1.3) elde edilir.

Bu bağıntı (1.1)bağıntısında yerine konulursa;
-0.693/T½ . t
N = no e

Radyoaktif seriler

Tüm doğal oluşumlu radyoaktif atomlar üç seride toplanır.
9 238
1) Uranyum serisi; yarı ömrü 4.51x 10 sene olan U ile yaratılırlar. Alfa ve beta parçacıklarının yayınımını içerir. Gama ışınlarıda bu dönüşümlerin sonucu olarak ayrıca oluşur.
235 10
2) Aktinyum serisi U den başlar.Yarı ömürleri 7.13x10 senedir.
232 10
3) Throrium serisi; Th ile başlar.Yarı ömürleri 1.39x10 senedir.

Tüm seriler kurşunun kararlı izotoplarında son bulur.




RADYASYON VE ENERJİ

Enerjinin boşlukta yayılabilen bir türü de radyasyondur. Parçacık (partikül) radyasyonu ve elektromanyetik dalga radyasyonu (x ışını,  ışını gibi fotonlar) olmak üzere iki grupta incelenebilir.

Parçacık radyasyonu (elektron, proton, nötron, alfa ışını) parçacığın kütlesi ve hızı (kinetik enerjisi) ile belirlenir.Nükleer parçacıkların elektrik alanda hızlandırılmaları sonucu kazandıkları enerji , genellikle “elektron volt=(eV)” birimi ile ifade edilir. 1 eV, bir elektron yükü taşıyan parçacığın bir voltluk potansiyelle hızlandırılması sureti ile kazandığı enerji miktarıdır.
-19
1 eV, erg cinsinden (1.6x10 J gibi) çok küçük bir değer taşıdığı için pratikte bunun 1000 katı olan kilo elektron volt (keV) veya daha büyük olarak 1keV’un 1000 katı olan milyon elektron volt (MeV) birimleri kullanılır.
2
Bir elektronun kütle enerjisi Einstein’in E=mc formülü (E:Enerji, m:kütle,c:ışık hızı) ile 8.1x10 erg veya 0.51 Mev olarak hesaplanır. Bir MeV ise 1mg kütleyi sadece bir milyonda biri kadar yüksekliğe kaldırabilen enerji miktarıdır.

RADYASYON KAYNAKLARI

A) Doğal radyasyon kaynakları:
1) Kozmik ışınlar ve dünya kabuğunda havada ve suda tabi olarak bulunan radyoaktif izotoplar
2) Vücudun tabi bileşenlerinden olan radyoizotoplar (K-40 ve C-14 gibi)
B) Yapay radyasyon kaynakları:
1) Elektron, nötron, proton gibi parçacıkların hızlandırılması ile elde edilen radyasyonlar (x ışını tüplari ve betatron, siklotron gibi yüksek enerjili parçacık hızlandırıcı cihazlar.)
2) Yapay izotoplar:
Kanser tedavisinde yaygın olarak kullanılan radyoizotoplar:
Co-60 (kobalt): Eksternal radyoterapide kullanılır.
Cs-137 (sezyum): Brakiterapide kullanılır.
Sr-90 (stronsiyum): Kontak ışınlama için kullanılır.
İr-192: İnterstisyel implantasyon ve intralüminal brakiterapide kullanılır.
Ra-226: Brakiterapide kullanımı terk edilmiştir.
İ-131: Up-take yapan tiroid kanserinde sistemik yoldan uygulanır.




ELEKTROMANYETİK RADYASYONLAR

X ve gama ışınları elektromanyetik ışınlardır. Bu ışınlar özellikleri bakımından aynıdır aralarındaki tek fark meydana gelişleridir. X ışınları, çekirdek dışında bulunan elektronlar tarafından meydana gelir Gama ışınları ise atom çekirdeğinin içinde oluşur. X ve gama ışınları iki önemli özelliğe sahiptirler. Bunlardan birincisi, bu radyasyonların uzayda dalga hareketi ile yayılmalarıdır. Bu dalgalar herzaman ışık hızında hareket ederler.
C=.

X ve gama ışınlarının ikinci bir özelliği de, herikisi de foton adı verilen enerji paketlerinden oluşmuş olmalarıdır. Herbir fotonun taşıdığı enerji E=h’dür.
E fotonun enerjisi, h planck sabiti (=6.625x10 joule/s) ve  frekanstır.

A) Gama ışınları:

Gama ışınları kısa dalga boylu elektromanyetik radyasyonlardır. Gama radyasyonu, alfa ve beta yayınımı takiben türev çekirdek tarafından olur. Radyoaktif çekirdekten Alfa ve Beta ışınları yayınlandıktan sonra türev çekirdek uyarılmış halde bulunur. Bu çekirdekte aşırı bir enerji vardır. Çekirdek normal haline geçerken bu aşırı enerjiyi kaybetmesi, çekirdekten bir parçacığın fırlaması şeklinde olmazsa buna İZOMERİK GEÇİŞ denir. Bu sırada bir gama ışını yayınlar.

Yüksek enerjili gama ışınları birkaç santimetre kalınlığındaki kurşundan geçerler. Yüksüz olduklarından elektrik ve manyetik alanlardan etkilenmezler. İyonlaştırıcı özelliğe sahiptirler.

B)Ultraviyole Işınlar :

Diğer bir elektromanyetik radyasyonda ultraviyole radyasyonudur. Bu radyasyon da, en kısa dalga boylu yani en yüksek enerjili bir radyasyondur. Bu radyasyon ancak bir tek atomda iyonlaşmaya yol açabilir. Yani ultraviyole fotonun ancak bir tek primer iyonlaşma yapabilir.





C)X-Işınları:

X-ışınları 1895 yılında Alman Fizikçi Wilhem Canrat Röntgen tarafından
bulunmuştur. X-ışını tüpü, yüksek vakumla havası boşaltılmış cam kılıftan oluşur. Bir ucunda katot diğer ucunda anot bulunur. Bunların herikisi de tüp içinde lehimle sımsıkı mühürlenmiştir.

Katot, ısıtıldığında elektron salan tungsten materyalinden yapılmış bir flamadan ve bu flamaya gerekli akımı sağlayacak negatif odaklayıcı bir kaptan oluşmuştur. Katot kabının görevi flamadan çıkacak elektronları, anoda doğru yönelterek hedefte belirtilen alan ve odak noktaya çarpmalarını sağlamaktır. Odak noktasının büyüklüğü flamanın büyüklüğüne bağlıdır. Flamanın tungstenden seçilmesinin nedeni, yüksek erime noktasına sahip olmasıdır.

Anot ise kalın bir çubuktur ve bu çubuğun sonunda küçük bir tungsten bir hedef bulunur. Hedefin tungsten seçilmesinde temel kriterler; yüksek atom numarasına ve yüksek erime noktasına sahip olmasıdır. Çünkü X- ışını oluşumu olasılığı atom numarasına bağlıdır. Bununla birlikte erime sıcaklığının yüksek bir değer (3370 derece) olması elektronlarla bombardıman edildiğinde oluşacak sıcaklıktan daha az etkilenmesi bakımından da iyi bir seçimdir. Elektronların hedefe çarpması sonucunda anot ısınır, ısının etkin bir şekilde tekrar normale döndürülmesi için çeşitli anot dizaynları vardır.



Anot ve katot arasına yüksek gerilim uygulandığında katottaki flamadan elektron yayınlanır. Bu elektronlar yüksek gerilim altında anota doğru hızlandırılır ve hedefe çarpmadan önce yüksek hızlara ulaşır. X- ışını bu hızlı elektronların hedefe çarptığında tungstenin çekirdeğinin itme kuvvetinden dolayı ani şekilde yön değiştirmesi ya da ivmelenmesinden dolayı oluşur.

X- Işınlarını özellikleri:

1) X- ışınları elektromanyetik dalgalardır.
2) Gözle görülmezler.
3) Işık hızında yayılırlar.
4) Yüksüz olduklarından elektrik ve manyetik alanlarda sapmazlar.
5) İyonlaşma yaparlar.
6) Fotoğraf filmlerini etkilerler

X - ışını oluşumunda iki ayrı olay arastlanır.

1)Bremstrahlung (frenleme) X- ışını

Bremstrahlung işlemi yüksek hızlı elektronlarla atom çekirdeği arasındaki çarpışmada ya da etkileşme sonucunda ortaya çıkar. Yüksek hızlı elektron hedef çekirdeğinin yanından geçerken, coulomb itme kuvvetinin etkisiyle yolundan sapabilir ve enerji kaybeder. Kaybedilen bu enerji boşluğa elektromanyetik alan tarafından yayılır. De Broglie dalga modeline göre elektron kendini eşlik eden elektromanyetik dalga ile çekirdeğin çevresinden geçer ve aniden saçılarak farklı bir yönde ivmelenir. Bu olaylar sonucunda enerjisinin bir kısmını ya da tamamını kaybeder ve bu enerji elektromanyetik radyasyon olarak boşluğa yayılır. Elektron tungsten hedef içinde bir veya birden fazla bremstrahlung etkileşmesine uğrayıp, enerjisini kısmen ya da tamamen yitirir. Dolayısıyla bremstrahlung fotonunun yayılma yönü hedefe düşen elektronların, yönüne bağlıdır. Bu etkileşme sonucu oluşan X- ışınları spektrumu süreklidir.


2) Karakteristik X ışınları

Elektronlar hedefe çarptıklarında ayrıca karakteristik X ışınlarıda oluştururlar.
Elektronlar hedefteki atomun yörünge elektronlarıyla etkileşip bu elektronları atomdan ayırarak atomun iyonlaşmasına neden olurlar. Çarpan elektron, atomu Eo - E enerjisi ile terk eder E enerjisini yörüngeden elektron koparmak için harcar. Bu arada kopan elektronun yerinde bir elektron boşluğu oluşur. Daha yukarıdaki yörüngelerden bir elektron, daha kararlı hale gelmek için alt yörüngedeki boşluğa geçer. Bu geçiş sırasında enerjisiyle orantılı olarak bir ışıma yapar.

X- Işını Spektrumu

X- ışını makinalarında üretilen X fotonlarının enerjisi homojen değildir.X- ışını
spektrumu bremstrahlung X-ışınlarının oluşturduğu sürekli enerji spektrumlarıyla bunun üstüne binmiş karakteristik X- ışınlarının oluşturduğu kesikli enerji spektrumunun toplamıdır.

Filitrasyon işlemi yapılarak spektrum düşük enerjili bileşenleri emilerek, tek dalgaboylu enerjili fotonlarda oluşan daha homojen bir X-ışını demeti elde edilir.


RADYOBİYOLOJİ

İyonlayıcı radyasyonlar, parçacıklardan veya fotonlardan oluşan bir elektromanyetik dalga yayılımıdır ve enerji seviyeli (frekansları) birbirinden farklıdır. İçinden geçtikleri maddelerde iyon çiftleri oluşturma özellikleri vardır ve bu iyon çiftleri (bilhassa su molekülünün hidroksil OH köklerine ayrışması) moleküler seviyede canlı dokular için tahrip edici özellikleri vardır. Hücre içi metabolizma bozuklukları ve hücre zarı bir takım tahribatlar yanında en önemli etki, hücrenin canlılığını ve bölünerek çoğalması kontrollü bir şekilde temin eden hücre çekirdeğinde, yani kromozomlarda meydana gelir.

İyonlayıcı radyasyonlar bu etkileri ile tıp ve biyolojide önemli uygulama alanları bulmuşlardır. Radyoterapi ve nükleer tıpta kanser tedavisi için kullanılan bu iyonlayıcı radyasyonlarda seçici olarak tümör hücreleri tahrip edilirken, sağlam dokuların zarar görmesi mümkün olduğu kadar azaltılmalıdır.

İyonize radyasyonun canlı üzerine etkisi(Biyolojik etkiler zinciri) 4 kademede gelişir:
1)Fiziksel Kademe(ışınlama): İyonlaşma ve uyarılmalar olur. (10-16 sn de)
2)Fiziko-Kimyasal Kademe: Kimyasal bozukluklar gelişir radikaller oluşur. (10-6 sn de)
3)Kimyasal Kademe: Biyo-moleküler bozuklıklar gelişir. Saniye ve saatler sonra belirginleşir.
4)Biyolojik Kademe: Hücre ve doku ölümleri oluşur. Saatler ve yıllar sonra belirginleşir.

Bu kademeler iyonize radyasyonun indirekt etki yolunu gösterir. Direkt etki yolu ise iyonize radyasyonun moleküllerden kopması ve kırılmalar göstermesidir. Örn: DNA kopması direkt etkidir.

İyonize radyasyon ile kanser hücre ölümünde biz en çok indirekt etkiden yararlanırız. Bu oran %80-90 dır. CA hücrelerin ölümü az bir kısmı radyasyonun direkt etkisi ile olur. İyonize radyasyonun etkisi özellikle mitozda, mitoza hazırlık safhasında çok fazladır.1 mm3 de 108–109 kanser hücresi vardır.

Tıpta kanser tedavisinde kullanılan iyonlayıcı radyasyonlar 50-400 keV ile 1.25-25 MeV seviyeleri arasındadır ve 2 yöntemle elde edilir.

1) Yapay ya da doğal radyoaktif maddelerin atom çekirdek bozunması sayesinde elde edilen elektronlar, alfa, beta ışınları ve en önemlisi Co-60 ve Cs-137 gibi radyoaktif elementlerden elde edilen  ışınları.

2) Nötron, proton, ağır iyonlar ve yaygın olarak kullanılan elektron hızlandırıcıları ile elde edilen yüksek enerjili parçacık ışınları ve en önemlisi hızlandırılan elektronların, tungsten gibi atom ağırlığı yüksek plakalara çarptırılması ile elde edilen yüksek enerjili X-ışınları.

FİZİKSEL ETKİLEŞİM

Yüklü parçacıklar (elektron, proton, ağır iyonlar) hızla ortam içinde geçerken, yakınından geçtikleri elektronlarla etkileşime girer ve iyonizasyon - eksitasyon (iyonlaşma-uyarma) meydana getirirler.Nötron yüksüz bir partiküldür, foton ise (,X ışını) yüksüz olduğu gibi parçacık içermeyen bir elektromanyetik dalgalardır. Ancak bunlarda geçtikleri ortamda aynı fiziksel olaylara(iyonlaşmaya) neden olurlar.Ortamöda ilerlerken fotonlar elektronlarla, nötronlar protonlarla etkileşerek onları harekete geçirirler, bu yükü parçacıkların birbirini itmesi, zıt yüklü parçacıkların birbirini çekmesi sonucunda iyon çiftleri meydana gelir.

1)Elektron Madde Etkileşimi

Primer veya sekonder elektronlar hızla içinden geçtikleri kinetik enerjilerini şu şekilde aktarırlar.

• Elektron çarpışması sonucu maddeye enerji transferi gerçekleşir.(Bu olay ikinci olaya nazaran hakim olan olaydır ve ortamda meydana gelen değişikliklerden büyük oranda sorumludur)
• Elektron çekirdek yanından geçerken frenleme sonucu X-ışınları meydana gelmesi

2)Ağır Parçacık-Madde Etkileşimi

Proton, ağır iyon gibi kütlesi nispeten büyük olan parçacıklar elektron gibi elektrik yük taşırlar.Yüksüz olan nötronlar ise ortamda ilerlerken çekirdek ile çarpışarak proton ve elektron serbestleştirirler.(özellikle hidrojen içeren su atomlarında) Bu sekonder protonlar ve elektronlar biyolojik etkilerden sorumludur.

3) Foton- Madde Etkileşimi

Gelen foton ortamdaki elektronlarla etkileşime girer.Bu etkiler, elektromanyetik dalga ile elektron etrafındaki elektrik alan içinde, ancak çok kısa mesafelerde meydana gelen şu fizik kuvvetleridir.

• Compton Olayı: Yüksek enerjili tedavide hakim olan olaydır.Gelen foton, enerjisinin bir kısmını ortamdan koparttığı bir elektrona (compton elektronu) verir ve enerjisi azalmış ve yönü değişmiş olarak yoluna devam eder. Gelen fotonun enerjisi ne kadar yüksekse, compton olayının kinetik enerjisi de o kadar yüksek olur.

• Fotoelektrik Olay : Compton olayından sonra ikinci önemli ve hakim olan olaydır.Gelen foton tüm enerjisini iç yörüngelerden koparttığı bir elektrona aktarır.(Fotoelektron). Elektronu kopan atom içinde elektron yörüngelerinde enerji seviyelerinde meydana gelen yeni düzenleme ile düşük enerjili yeni bir foton ve/veya bir elektron yayımı oluşur.


Radyoterapide meydana gelen daha az önemli diğer 3 olay şunlardır;
• Gelen fotonun yön değiştirmesi
• Çift oluşumu: Düşük enerji seviyesindeki (1.02MeV) bir foton atom çekirdeği yanındaki yoğun elektrik alanında enerjisini tüketir ve bu enerjinin maddeye dönüşmesi zıt yüklü ve 0.51 MeV enerjili iki elektronun oluşması şeklinde olur. (Negatron, Pozitron) Ancak bu parçacıklar hemen karşı parçacıklar ile birleşerek yok olur ve enerjileri, birbirine zıt yönde ilerleyen iki foton doğmasına neden olur.Yok olma (anhilasyon) fotonları adını alan bu fotonların enerji seviyeleri de 0.51 MeV’ dir.

• Çekirdek Radyasyonu: Çok yüksek enerjili X-ışınlarının çekirdeğe isabet etmesi durumunda tüm enerjisi çekirdeğe aktarılır ve çekirdekten bir nötron fırlatılmasına ve kalan çekirdeğin genellikle radyoaktif olan bir izotopa dönüşmesine neden olur.(Yapay izotoplar)

RADYASYON ÖLÇÜM BİRİMLERİ

İyonlaştırıcı radyasyonlarla yapılan çalışmalarda sonuca ulaşabilmek ve oluşacak zararlı biyolojik etkileri belirleyebilmek için radyasyon miktarının bilinmesi gereklidir. Bu amaçla radyasyon ölçecek bir takım birimlerin tanımlanması gereksinimi vardır.
Radyasyonun ölçülmesinde ilk zamanlarda tanımlanan birimler senslerle birlikte büyük değişikliklere uğramış hatta bunlardan bir kısmı (örneğin PASTİL birimi) tamamen terk edilerek yerlerine yeni birimler getirilmiştir. Daha sonra Uluslararası Radyasyon .Bilimleri Komitesi (ICRU) kullanılan birimleri yeniden inceleyerek aktivite, ışınlama, absorblanmış(soğrulmuş) doz ve doz eşdeğeri için özel birimler tanımlamıştır. Bunlar sırasıyla Curie(Ci), Röntgen®, Rad ve Rem’dir. Halen kullanılmakta olan bu birimler bugün yavaş yavaş uygulamadan kalkmaktadır. Buna neden, Uluslararası Ölçüler ve Ağırlıklar Bürosu (BIPM) ile Uluslararası Ölçüler ve Ağırlıklar Komitesi (CIPM)’ nin bütün dünyada kullanılan birimlerin aynın olması gereğini vurgulayarak MKS sistemini esas alan “Uluslararası Birimler Sistemi’’ ni (İnternatıonal Sistem of Unıt-SI) 1970’li kabul ve ilan etmesidir. Bu kabule göre SI birimlerinin yanı sıra eşdeğeri özel radyasyon birimlerinin belirlenmesinden sonra ise tek başına yazılmaları kararı alınmıştır.
Sağlık Fiziği’nde kullanılan birimler aşağıda açıklanmıştır. Bunlar:

Aktivite Birimi(A) : Birim zamanda(t) kendiliğinden oluşan çekirdek çözünmesidir. A=N/t
Özel birim : Curie(Ci)
SI birimi : Becquerel(Bq)

Curie : Bir saniyede 3,7*1010 parçalanma veren radyoaktif madde miktarının aktivitesidir.
Bequerel : Bir saniyade bir parçalanma veren radyoaktif madde miktarıdır.
1 Ci = 3,7*1010 Bq
1 Bq = 2,7*10-11 Ci

Işınlama (Exposure) Birimi (X) : Fotonlar tarafından havada oluşturulaniyonizasyon miktarıdır. Yani havanın birim kütlesi başına fotonlar tarafından açığa çıkarılan bütün elektronlar havada tamamen durdurulduğunda havada oluşan aynı işaretli iyonların toplam yükün mutlak değeridir. X=dQ/dm
Özel birim : Röntgen®
SI Birimi :Coulomb/kg Özel bir ad konmamış. (C/kg)

Röntgen : Normal hava şartlarında (00 derecede 760 mmHg basıncında) havanın 1 kg 'ında 2,58*10-4 Coulomb'luk elektirik yükü değerinde +ve - iyonlar oluşturan foton radyasyonu miktarıdır.
C /Kg : Normal hava şartlarında havanın 1kg'ında 1 Coulomb'luk elektrik yükü değerinde + ve - iyonlar oluşturan foton radyasyonu miktarıdır.
1R = 2,58*10-4 C/Kg
1 C/Kg = 3876 R
Işınlama Doz Şiddeti(X/t) : Birim zamanda ortaya çıkan ışınlama dozudur.Birimi (R/s) dir. Radyasyon korunmasında bu birim saniye yerine saat (h) olarak gösterilmektedir.

Absorblanmış Doz(D) : Birim kütleye verilen enerji miktarıdır. D=dE/dm
Özel birim: rad(radiation absorbed dose)
SI birimi: Gray(Gy)

Röntgen fotonlar için tanımlandığından başka radyasyonlar için kullanılamaz. Halbuki fotonlardan başka alfa, beta, nötron, proton vs gibi parçacık radyasyonlarda geçtikleri ortama , ortamın özelliğine bağlı olarak enerji verirler.Bu nedenle radyasyon cinsinden , enerjisinden ve soğurucu ortamın özelliğinden bağımsız yeni bir birime gerek duyulmuştur. (1953 yılında)

rad : ışınlanan maddenin 1kg'ına ,001Joule'lük enerji veren radyasyon miktarıdır.
Gray: ışınlana maddenin 1kg'ına 1 Joule'lük enerji veren radyasyon miktarıdır.

1Gy= 1 J/kg=100 rad

Eşdeğer Doz(H): Absorblanmış doz ile boyutsuz olan radyasyon ağırlık faktörünün çarpımıdır.
H=D*WR WR=Radyasyon ağırlık faktörü
Özel birim: rem (röntgen equivalent man)
SI birimi : Sievert(Sv)

Farklı radyasyonların insan dokusundaki hasarları farklı olacağından , güvenlik standartlarının temel dozimetrik değeri olan soğrulan doz , radyasyon korunması amaçları için tam tatmin edici olmamaktadır. Bu nedenle; dokudaki soğrulan dozun , sağlık etkisine yol açan radyasyonun türüne bağlı olarak saptanmış olan radyasyon ağırlık faktörü ile çarpılması gerekmektedir.
1Sv= 1 J/kg= 100 rem
Reklam
 
HOŞGELDİNİZ...!!!
 
Tavsiye Edilen Bağlantılarımız
 
Dünyanın En Güncel Teknolojisi Sitesi WwW.DunyaninTeknolojisi.CoM

Kaç Kişi Sitede?
 
 

=> Sen de ücretsiz bir internet sitesi kurmak ister misin? O zaman burayı tıkla! <=