Radyasyon

Radyasyon, enerji ileten veya çevresine enerji taşıyan parçacıkları ya da dalgaları yayan kavrama verilen isimdir. Çekirdek(nükleer) reaksiyonları sonucunda ortaya çıkan elektromanyetik dalgaların tümünü kapsar. Nükleer fiziğin dolayısıyla radyasyonun kullanım alanları; üretim sektöründen, tıbba ve biyolojiye, malzeme analizinden, gıdaların muhafazına kadar insanlığın günlük yaşamında oldukça yaygındır.

Radyoaktif izleyiciler, bu tekniği çeşitli reaksiyonlarda bulunan kimyasal maddeleri belirlemek için kullanırlar. Radyoaktif izleyicilerin en çok kullandığı alanlardan birisi tıptır. Örneğin, insan vücudu için gerekli bir besleyici olan iyot, büyük oranda iyotlu tuz ve deniz ürünleıinin vücuda alınması yoluyla sağlanır. Tiroid bezi ise iyotun vücuda dağılımında önemli bir rol oynar. Tiroid bezinin performansını ölçmek için hastalara oldukça az miktarda radyoaktif sodyum iyodür içirilir. İki saat sonra tiroid bezindeki iyot miktarı, boğaz kısmındaki radyasyon yoğunluğunun ölçülmesi ile belirlenir. Tiroidde ne kadar çok veya ne kadar az geri kalmışsa bu o bezin ne kadar iyi görev yaptığının ölçütüdür. Tıptaki ikinci uygulaması ise şu şekidedir: Radyoaktif sodyum içeren tuz, bacakta bulunan bir toplardamar içerisine enjekte edilir. Radyoizotop vücudun diğer bir bölgesine ulaştığı anda radyasyon sayıcısı ile tesrit edilir. Geçen süre ise dolaşım sisteminde büzülmelerin olup olmadığının iyi bir göstergesidir. İzleme tekniği ayrıca zirai araştırmalar içinde yararlıdır. Bir bitkinin en iyi gübreleme metodunun belirlenmek istenildiğinde ; gübre içinde bulunan bir elementin, örneğin azotun, radyoaktif izotopu seçilir. Daha sonra gübre, birinci grup için bitki üzerine, ikinci grup için zemin üzerine serpilip üçüncü grup için de toprağın içine tırmıklanarak karıştırılır. En sonunda, bu üç çeşit bitkideki azotu aramak için Geiger sayacı kullanılır. İzleme tekniği, bilim insanlarının tasarlayabildiği kadar geniş bir alanı kapsar. Bu tekniğin şu andaki uygulamaları, dişteki florin soğurulmasından , temizleyiciler yardımıyla gıda sürecinde kullanılan aletlerin temizliğinin kontrolünden, otomobil motorunun içindeki maddelerin gözlenmesine kadar olan alanı içine alır

Yıllardır kimyasal analiz, belli miktardaki numunede bulunan elementleri tespit etmek için kullanılan standart bir metot olmuştur. Bu metot, maddenin çeşitli kimyasallarla nasıl reaksiyona girdiğini belirlemeyi içermektedir. İkinci metod ise spektral analizdir. Bu metot, elementlerin uyarılmasıyla her elementin kendi karakterindeki elektromanyetik dalgalarını yayınlaması olayını kullanır. Bu metotlara nötron aktivasyon analizi adı verilen üçüncü bir metot eklenmiştir. Analiz için oldukça çok miktardaki numunenin harcanması, gerek kimyasal gerekse spektral analiz metodunun dezavantajıdır. Buna ek olarak, her iki metotla da bir elementin oldukça az miktarları tespit edilemeyebilir. Aktivasyon analizi diğer iki metoda göre bu iki yönden avantajlıdır. Farklı bir yöntemde; madde, nötronlarla bombardımana tutulur, maddenin çekirdeği nötronları soğurur ve maddenin farklı iziotopuna dönüşür. Bu izotopların çoğu radyoaktiftir. Örneğin, 65 kütle numaralı bakır elementini 66 kütle numaralı bakıra dönüştürmek için madde nötron bombardımanına tabi tutulur, maddenin çekirdeği nötron soğurur, bakırın farklı bir izotopuna dönüşür ve beta bozunmasına uğrar. Oluşan yeni izotopun bozunmasıyla yaıyınlanan ışık ise yüksek enerjili gamma ışınlarıdır. Bu yüzden, nötron ışınlanmasına tabi tutulduktan sonra madde tarafından yayınlanan radyasyon incelenebilir ve bir elementin en küçük izleri bile tespit edilebilir. Nötron aktivasyon analizi, genelde bazı endüstri kollarında kullanılsa da alışılmışın dışında kullanımı da söz konusudur. Örneğin ; havaalanında bavul içinde gizlenen patlayıcı maddelerin tespitinde olduğu gibi ... Tarihten bir örnek verilecek olursa; Napolyon’un 1821 yılında St. Helene’deki odasında doğal sebeplerden dolayı öldüğü sanılmaktaydı. Yıllar geçtikçe ölümün doğal olmadığı yönünde şüpheler meydana geldi. Ölümünden sonra başı traş edilmiş ve saçları hatıra olarak satılmıştı. 1961 yılında bu saçtan alınan numunedeki arsenik miktarı nötron aktivasyon analizi ile ölçüldü ve normalden daha fazla miktarda arsenik bulundu. Aktivasyon analizi tek bir kılın oldukça küçük bir parçasını analiz edebilecek kadar duyarlıdır. Sonuçlar, Napolyon'a bilinmeyen bir şekilde arsenik yedirildiğini gösterdi. Aslında, arsenik konsantrasyon modeli, tarihi kayıtlarda da belirlendiği gibi Napolyon’un hastalık şiddetindeki değişmelere karşılık geldi. Tüm bunlarla beraber; sanat tarihçileri nötron aktivasyon analizini, sahtekarlığı tespit etmek için kullanırlar. Boyamada kullanılan boya maddeleri tarih boyunca değişmiştir. Eski ve yeni boya malzemeleri nötron aktivasyonuna farklı reaksiyon gösterirler. Metot boyanın arkasında kalmış gizli sanat çalışmasını ortaya çıkarır. Diğer bir analiz tekniği de radyoaktivitenin avantajlanndan, parçacık indüklenmiş x-ışını yayınıdır. Bu işlemde analizi yapılacak maddede atomların iç elektronları parçacık (proton, alfa veya ağır iyonlar) kullanılarak uyarılır. Elektronlar uyarılmış durumdan aşağıya geçerken, karakteristik spektrum verirler. Böylece madde içinde bulunan elementlerin neler olduğu açığa çıkar.

Radyasyon hızlı bölünen hücrelere zarar vermesinden dolayı kanser tedavisinde oldukça kullanışlıdır. Çünkü tümör hücreleri oldukça hızlı bölünmektedir. Radyasyonu tümöre ulaştırmak için birkaç mekanizma kullanılabilir. Bazı durumlarda dar x-ışını demeti ya da bir kaynaktan çıkan radyasyon kullanılır. Diğer bir durumda ise çekirdek diye adlandırılan ince radyoaktif iğneler kanserli dokuya yerleştirilir ve radyoaktif izotop tiroid kanserinin tedavisinde kullanılır.

Radyasyonun yiyeceklerin muhafazasındaki kullanımı artmaktadır. Zira yüksek seviyede radyasyon bakterileri ve küf sporlarını tahrip etmekte ya da yetersiz bırakmaktadır . Yiyecekler bu yolla korunur ve mühürlü kaplara yerleştirilir. Uzun süre muhafaza edilirler.