Mehmet Mercimek

ITU Enerji Enstitüsü Maslak/İstanbul

Hepimiz Radyoaktifiz

Ben radyoaktifim, bütün insanlar radyoaktif ve hatta doğadaki karbon çevrimi nedeniyle canlıların birçoğu radyoaktiftir. İnsandaki doğal radyoaktivite kilo başına yaklaşık 100 Bekerel (100Bq/kg) olarak saptanmıştır. O halde ben 80 kilo olduğua göre radyoaktivite toplamımda 8000 Bq olmaktadır.

 

8000 Bq çok mu? Bekerel çok küçük bir birimdir. Radyoaktif elementler kararsızdırlar ve işin içinde elementin çekirdeği bulunduğu için “nükleer” olarak sınıflandırılan reaksiyonları yaparlar. Bu rasgele reaksiyonlar sırasında, “radyoaktif” atomların çekirdekleri, belli bir süre sonra gayet rasgele bir şekilde bozunurlar. Söz konusu bozunmada madde çok yüksek enerji ışıması veya pek çok başka, daha egzotik şeyler içerebilen radyasyon yayar. Bir parça maddenin bekerel miktarı, o maddenin saniyede gerçekleştirdiği bozunma sayısına eşittir.

 

Her bir insan vücudu biraz potasyum-40 ve karbon-14 içerir. Bunlar vücudumuzda sürekli radyasyon saçan iki radyoaktif elementtir. Karbon-14 çekirdekleri basit bir yaklaşımla, birer birer elektronlarını salarak yavaşça azot-14’e dönüşür. Potasyum-40 da benzer bir şekilde ya kalsiyum-40’a yada argon 40’a dönüşür. Dolayısıyla benim vücudum sürekli olarak saniyede 8000 adet reaksiyonla ışık saçar. Neyse ki ben 50 milyar milyar milyar oluştuğumdan tam olarak  ölçülebilen 8000 reaksiyon göreceli olarak oldukça küçük bir oran teşkil ediyor1.

 

1986’da Çernobil reaktör kazasında Hiroşima ve Nagazaki’ye atılan atom bombalarından 100 kat fazlaradyasyon açığa çıktı. Sezyum-137 kazada açığa çıkan en geniş şekilde dağılmış uzun yarı ömürlü elementtir2. Bu nedenle radyasyon bulaşmış alanları tarif eden haritalarda Sezyum-137’ye referans verilerek kilometre kare başına radyasyon bulaşıklığın değeri Küri (Ci) yada Bekerel (Bq) cinsinden verilir. Bu birimler o alanda Geiger detektörlerinin ölçtüğü radyasyon miktarını gösterir. Radyum-226’nın bir gramındaki radyoaktivite Küri gibi büyük bir birimle tanımlanır ve saniyede 37 milyar bozunmayı gösterir.

 

Çernobil reaktörünün çevresinde ki 30 km yarıçapında alan (Beyaz Rusya, Ukrayna ve Rusya) radyasyon bulaşıklığından ekilenmiştir3. Ukrayna’nın kuzeyinde, Beyaz Rusya’nın doğu ve güneyinde, Rusya ve Beyaz Rusy arasında batı sınırında 125 000 ve 146 000 km2 arasında bir alan 1 Ci/km2 ’den fazla seviyede radyasyon almıştır4

 

1 Ci/km2 Sezyum-137 ifadesi bu alanlarda yaşayan insanların ne kadar radyasyon dozu aldığını göstermez. Çernobil kazasından en fazla etkilenen bu üç ülkenin 1-5 Ci/km2’lik radyasyon bulaşıklığının (kontaminasyon) olduğu bölgede yaşayan insanların aldığı ortalama doz senede 1.0 milisievertten daha az bulunmuştur. Sievert (Sv) yada milisievert (mSv) radyasyonun insan vücudunda zararlı etkilerinin ölçümünde kullanılan uluslararası bir birimdir. Sadece toprak kontaminasyonu 5 Ci/km2’yi aştığı zaman insanların alacağı senelik doz 1-5 mSv arasında olur. Bu sayıları karşılaştırmak için doz limitlerine bakacak olursak Avrupa Birliği’nde bir nükleer santralin yakınında yaşayan bir insanın almasına izin verilen maksimum doz senede 1 mSv’tir5,6,7.  Uluslararası doz limitlerine paralel olarak Türkye Atom Enerjisi Kurumu’nun belirlediği doz limitleri aşağıdaki tabloda verilmiştir8.   

 

DOZ SINIRLARI

 

Radyasyon Görevlileri

Halk

Etkin doz

Yıllık Ortalama

20 mSv/yıl

1mSv/yıl

Tek Yıl

50 mSv/yıl

5 mSv/yıl

Eşdeğer Doz

Göz

150 mSv/yıl

15 mSv/yıl

Cilt

500 mSv/yıl

50 mSv/yıl

El-Ayak

500 mSv/yıl

50 mSv/yıl

Metin Kutusu: Çernobil kazasından sonra değişen hava koşulları nedeni ile radyasyon İskandinavya’nın, Polanya’nın ve Baltık ülkelerinin büyük bir bölümüne yayılmış, ayrıca  Almanya ve İsviçre’nin güneyi ile İngiltere ve Fransa’nın kuzeyine yayılmıştır9. Bu ülkelerde bulaşıklık düzeyini olduğundan fazla gösterme çabaları da olmuştur. 2001 Nisan ayında Le Monde gazetesinde, CHIIRAD (Bağımsız Radyoaktivite Araştırmaları Komisyonu) tarafından yapılan bir araştırma yayınlandı. CHIIRAD 3000 örnek üzerinden yaptığı araştırmalarda, Fransa’da radyasyon düzeyinin Çernobil kazasından sonra alarm durumunda olduğunu belirtmiştir. Bu rapora göre Çernobil’den yükselen radyoaktif bulut, Fransa’ya ulaştığında ciddi bir radyoaktif Sezyum-137 kirliliği  yaratmış, söz konusu kirlilik 2000 yılına gelindiğinde Languedoc civarındaki bazı bölgelerde metrekare başına 5000 Bq, Mercantour bölgesinde ise 50000 Bq/m2 seviyesine ulaşmış bulunuyordu. (Sezyum-137, 32.2 yıllık bir yarı ömre sahiptir. )

Languedoc’un bazı bölgelerinde 5000Bq olarak ölçülen bu değer, modern Geiger cihazlarıyla gayet net biçimde okunabilir ve bu değer, ölçümü yapan kişinin kendi bedeninde doğal olarak bulunan radyoaktiviteden daha düşüktür! Bir asansöre altı kişiyi aynı anda bindirdiğinizde oluşacak 1 m2’lik alan içerisindeki sadece insan bedeninden kaynaklanan  6x8000=48000 Bq’lik radyoaktivite yoğunluğu CRIIRAD raporunun maksimum alarm durumunu işaret eden Mercantour’daki seviye ile hemen hemen aynıdır. Granitin insandan 100 kat daha fazla radyoaktif olmasından dolayı bir yürüyüş yolunun sadece birkaç santimetresini kaplayan 5 kg ağırlığındaki granit parçasının CHIIRAD tarafından facia seviyesi olarak belirtilen 50000Bq’i rahatlıkla geçeceği açıktır1. Bütün bunlar tehlikeli radyasyon seviyesini gösteriyor ise Alp Dağları’na tırmanışın, deniz kenarında güneşlenmenin, uçak yolculuklarının, 6 kişinin aynı anda bir asansöre binmesinin, granit kaldırım döşemelerinin de yasaklanması gerekir.

 

Çeşitli kaynaklardan alınan radysyon dozu ve bazı sağlık risklerinin yaşamı kısaltma miktarlarının karşılaştırması aşağıda verilmiştir10.

 

Faaliyet

Alınan Doz, (mSv)

Bütün kaynaklardan alınan yıllık doz

3.6

Tam bir diş röntgeni

0.4

Göğüs röntgeni

0.08

Washington D.C.’den Los Angelas’a uçak yolculuğu

0.05

Bir yıl boyunca bir nükleer santralin dışarında yaşamak

0.001

Sağlık Riski

Beklenen Yaşam Kısalması

Günde 1 paket sigara içmek

6 yıl

Normal kilonuzdan yüzde 15 daha kilolu olmak

2 yıl

Bir nükleer santralde çalışmak (10mSv/yıl)

51 gün

Bi inşaatta çalışmak

227 gün

Yıllık arkaplan radyasyon dozu (3.6 mSv/yıl)

18 gün

 

  

Princeton Üniversitesi’nin belirlediği bazı radyasyon kaynaklarından alınan doz miktarları ise aşağıdaki tabloda verilmiştir.

 

Radyasyon Kaynağı

Ortalama Yıllık Bütün Beden Dozu                 (mSv/yıl)

Doğal: Kozmik

0.29

Toprak

0.29

Radon

2

Vücut İçi (K-40, C-14, vb.)

0.4

İnsan Yapımı: Tıbbi X-ışınları (röntgen)

0.39

Nükleer Tıp

0.14

Tüketici Ürünleri

0.11

Diğerleri: Radyoaktif serpintiler, uçak yolculuğu, mesleki dozlar vb.

0.02

Ortalama Yıllık Toplam

3.60

 

Diğer bazı radyasyon kaynaklarından örneğin sigara içiminden 2.8 mSv/yıl, su içiminden 0.05mSv/yıl, bir kömür santralinden 0.00165 mSv/yıl gibi dozlar alınmaktadır11.

 

Nükleer enerji karşıtlığı konusunda saplantılı bazı insanlar, ne türden olursa olsun, bütün radyasyon esaslı kaynakların yasaklandığını görmek isterler. Ama bu istek saçmadır çünkü en azında doğal radyasyon her zaman olacaktır. Radyoaktiviteye karşı mantıklı bir tavır koymak da o kadar kolay bir iş değildir. Genel olarak bir cismin radyoaktif olup olmadığı bariz biçimde görülemez. Radyasyonun kokusu da yoktur. Bunun yanında hepimiz yaşamımızı etkilemeyecek miktarlarda doğal radyasyona maruz kalıyoruz. Fakat bu düşük seviyeli radyasyonun ne derece zararlı olduğu belli değildir. Örneğin granit rezervlerinin olduğu bir yerde yaşayan kişilerin kanser riski diğer yerlerde yaşayanlardan fazla değildir. Buradan radyasyon riskinin gözardı edilebileceği yada gerçekten yüksek bir eşikten aşağıdaki radyasyon dozlarının gözardı edilebileceği anlaşılmaktadır. Bu eşiği tanımlamak ise kolay değildir.

 

Radyasyonun kanser riskini oluşturması için hücrelerimizde bulunan kromozomları oluşturan DNA moleküllerine denk gelmesi gerekir. Fakat radyasyona maruz kalsak bile hücrelerimizde DNA moleküllerini onaran mekanizmalar vardır. Bu mekanizmalar radyasyon olmadığı durumlarda da gereklidir, çünkü  kopya oluştururken ve mesajların tercüme edilip iletilmesinde yer yer hatalar olmaktadır. Hücreler zayıf ve güçlü radyasyona maruz kaldığında DNA’larını onaracak zamanı ne ölçüde bulabilmektedirler? Bu soru cevabını buluncaya kadar yukarıda verildiği gibi radyasyon dozlarına bir sınırlama getirmek temkini elden bırakmamak için şarttır.

 

Radyasyonun biyolojik etkileri stokastik ve stokastik olmayan olmak üzere ikiye ayrılır. Stokastik terimi bir olasılık yada olasılıklar dizisi ile saptanabilen olaylar yada işlemlere karşılık gelmektedir. Stokastik etkilerin gerçekleşmesi doza bağlı olarak belli bir olasılıkla mümkündür. Stokastik etkilere örnek olarak kanser ve genetik mutasyonlar verilebilir. Bir radyasyon dozunun neden olableceği bir kanser olasılığı vardır fakat bu olasılık kesinlikle o kişinin kanser olacağı anlamına gelmez. Dahası kanserin nihai büyüklüğü yada ciddiyeti başlangıç dozuyla ilişkili değildir. Bu durum başlangç etkisinden çok zaman sonraki olaylar ve çevre koşullarına bağlıdır. Stokastik etkiler için radyasyonun hiçbir etkisinin olmayacağı bir doz limiti yoktur. Yani küçükte olsa herhangi bir doz seviyesi bir stokastik etkiyi tetikleyebilir. Fakat bunların olasılığı çok çok küçük kalır.

 

Stokastik olmayan etkilerde ise bir doz limiti vardır ve bu dozun stokastik olmayan etkileri kesin olarak tahmin edilebilir. Bunlar arasında deri yanıkları (eritema), katarakt oluşumu, hematolojik etkiler (kandaki bazı değişimler) sayılabilir.

 

Hücrelerin çekirdekleri radyasyona maruz kaldığında bu hücreler mitoz bölünme yapmaya çalıştıklarında genellikle ölürler. Fakat ölmeyenlerin ilerde kanserli hücreye dönüşme olasılığı belirir. Bazı hücreler radyasyona karşı daha hassastır. Bu hücreler kendilerini sıklıkla yenileyen hücrelerdir. Bunlar kırmızı kan iliği, mide-bağırsak siteminin iç dokuları, vb. dir. Doğumdan önce anne karnında bulunan ceninin bütün dokuları hızlı bir gelişim gösterdiği için (hücre bölünmeleri fazla) radyasyona karşı çok hassastır. Bu hassaslık embriyonik periyot denilen hamileliğin 8. haftasına kadar olan dönemde en fazladır. Bunların aksine daha durağan olan kemik ve kas hücreleri gibi hücreler radyasyonun etkilerine karşı daha dayanıklıdır.

 

Düşük düzeyde radyasyonun etkileri belirsizken yüksek düzeyde akut radyasyon dozları vücutta bazı etkiler gösterir. Radyasyona maruz kaldıktan sonraki 60 gün içinde gerçekleşen etkilere erken etkiler denilirken 60 günden sonraki etkiere geç etkiler denir. Erken etkiler genelde stokastik olmayan etkilerdir. Geç etkiler ise hem stokastik hem de stokastik olmayan özellik gösterir. Aşağıdaki tabloda 10Sv’e kadar akut bütün vücut dozlarının erken etkileri gösterilmiştir. 0.75 Sv’den az dozlarda normal olarak ciddi etkiler gözlenmez. Bundan daha fazla dozlarda Acut Radyasyon Sendromu (ARS) gözlemlenir.

 

Akut Doz (Sv)

Gözlemlenecek Olası Etki

0.05-0.75

Kromozomal sapma ve bazı kişilerde beyaz kan hücrelerinde geçici azalma

0.75-2

Bu doza maruz kalan kişilerin %5-50’sinde birkaç saat içinde kusma, yorgunluk ve iştah kaybı. Kanda önemli değişimler. Birçok kişinin birkaç hafta içinde iyileşmesi

2-6

3 Sv ve daha fazlasında bütün kişilerde en fazla 2 saat içinde kusma,  kan yapısında ciddi değişiklikler ve kanamalar, özellikle yüksek dozlarda enfeksiyona yatkınlık, 3 Sv’den fazla dozlarda 2 hafta  sonra saçların dökülmesi. 2Sv’ye yakın doz alanlarda 1 ay ile 1 yıl arasında iyileşme, 6 Sv’ye yakın alanların % 80’inde ölüm.

6-10

1 saat içinde kusma, kan yapısında ciddi değişiklikler, enfeksiyonlar, saçların dökülmesi, kanamalar. %80-100 kişinin 2 ay içinde ölümü, hayatta kalmayı başarabilenler için çok uzun bir iyileme dönemi.

 

Yukarıdaki tabloda verilenler herhangi bir tıbbi tedavi almayanlar içindir. Bu durumda ölümler 2 Sv’den itibaren görülmektedir. Tıbbi tedavi alanlarda bu sınır 5 Sv’ye çekilebilir.

 

Radyasyonun gecikmiş etkileri ise kanser, genetik etkiler, kısırlık, katarakt, yaşam kısalması gibi olaylardır. Akut radyasyon dozundan sonra kanser olasılığının herhangi bir şekilde artmadığı bir dönem gözlenir. Bu döneme gizli dönem adı verilir (latent period). Bu dönemin uzunluğu radyasyona maruz kalınan yaşa ve maruz kalan organa göre değişir. Örneğin gizli dönem kemikte bütün yaşlar için 10 yıl, göğüste 15 yıl, kanda (lösemi) cenin için 0 yıl, diğerleri için 2 yıl, akciğerde 15 yıl, tiroidde yine cenin için 0 diğerleri için 15 yıldır. Gizli dönemi plato dönemi takip eder. Bu dönemde kanser olasılığı yaklaşık olarak sabit düzeye yükselir. Bu dönemde organ ve yaşa göre değişir ama genellikle 30 yıla yakındır. Plato döneminden sonra radyasyon etkisiyle kanser olma olasılığı sıfıra düşer12.

 

 

 

Kaynaklar

1) Atom ve Elma, Sebastian Balibar, ODTÜ yayıncılık, Ekim 2009

2) Guide to Chernobyl consequences in Belarus, Green Cross: CD: , Minsk, 2001, Introduction

3) Atlass of Caesium Deposition on Europe After the Chernobyl Accident, M. De Cort, G. Dubois, Sh. D. Friedman, M.G. Germenchuk, Yu. A. Izrael, A. Janssens, A. R. Jones, G. N. Kelly, E. V. Kvasnikova, I. I. Matveenko, I. M. Nazarov, Yu. M. Pokumeiko, V. A. Sitak, E. D. Stuikin, L. Ya. Tabachny, Yu. S. Tsaturaov, EUR report nr. 16733, Office for Official Publcations of the Europian Communities, Luxemburg, 1998, p. 19, Plate 17, 19, 23

4) Transformation im Schatten von Tschernobyl, Sahm, Astrid: , Münster, 199, Chapter 6.1, p. 185-186

5) Chernobyl Interinform Agency: Kiew, İnterview on 18.04.2002, p. 1

6) Committee on the Problems of the Consequences of the Catastrophe at the Chernobyl NPP: Interview, Minsk, 16.04.2002, p. 1

7) UNDP: Belarus: Choices for the future. National Human Development Report, Minsk, 2000, p. 104/105

8) http://www.taek.gov.tr/bilgi-kosesi/radyasyondan-korunma/285-radyasyondan-korunmanin-temel-prensipleri.html

9) http://www.chernobyl.info/index.php?navID=2

10) http://www.nrc.gov/about-nrc/radiation/rad-health-effects.html

11) http://web.princeton.edu/sites/ehs/osradtraining/backgroundradiation/background.htm

12) Introduction to Nuclear Engineering, John Lamarsh, 1983