1. RADYOAKTİFLİK 1
1. 1903, ANTOINE HENRI BECQUEREL, PIERRE & MARIE CURIE
Becqerel, x-ışınları keşfinden etkilenerek, x-ışınları tüpünde kullanılan
florasans malzemeler üzerinde
araştırmalara başlamıştır. Sonunda
Uranyum tuzunun fotoğraf filmini
karratığını bulmuştur. Daha sonra
Becqerel’in çalışmalarına devam eden
Bay/Bayan Curie; Polonyum, Radyum
ve Toryum’u bulmuşlardır. Ayrıca bu
tür maddelerin üç tür ışıma yaptığını ve
zamanla azaldıklarını belirlemişlerdir. Yandaki fotoğrafta bu
çalışmalarda kullanılan Uraninit (pitchblende) cevheri görülmektedir,
Uranyum’un birinci cevheri olup %50-80 oranında uranyum içerir.
Şekilsiz bir kayaç olup, siyah, uranyum oksid’in ziftli kristal şeklidir.
Radyoaktif maddelerin bulunması sayesinde atomun yapısı ile ilgili bir çok deneyler
yapılmış ve bilimde büyük ilerlemel kaydedilmiştir.
1.1. Radyoaktiflik
Atom çekirdeklerinin dıştan bir etki olmaksızın çeşitli ışımalar yaparak
parçalanmasına Radyoaktiflik, bu tür elementlerede Radyoaktif
elementler denir.
Mevcut radyoaktif Yeni önerilecek olan
uyarı sembolü radyoaktif uyarı sembolü
Şekil 1 Radyoaktif Uyarı Sembolleri.
En yaygın radyasyon alfa, beta ve gama radyasyonudur. Alfa taneciği
helyum çekirdeğidir, beta taneciği elektrondur, gama ise

2. RADYOAKTİFLİK 2
elektromagnetik dalgadır. Radyoaktif bozunmanın bunlardan başka
çeşitleri de vardır Aşağıdaki tabloda bozunma çeşitleri özetlenmiş,
Şekil 2’de bazı radyoaktif süreçler gösterilmiştir.

3. RADYOAKTİFLİK 3
Ürün
Bozunum modu Sürece katılan tanecikler
çekirdek
Çekirdekten yayınım yoluyla bozunum
Çekirdekten bir alfa taneciği (A = 4, Z = 2) (A − 4,
Alfa bozunumu
yayınlanır Z − 2)
(A − 1,
Proton yayınımı Çekirdekten bir proton dışarı atılır
Z − 1)
Nötron yayınımı Çekirdekten bir nötron dışarı atılır. (A − 1, Z)
(A − 2,
Çift proton yayınımı Çekirdekten aynı anda iki tane proton dışarı atılır.
Z − 2)
Kendiliğinden gelişen Çekirdek 2 veya daha fazla küçük çekirdeklere ve
—
fizyon diğer taneciklere parçalanır.
Çekirdek alfa taneciğinden daha büyük veya küçük (A − A1,
Cluster bozunumu olabilen, belirli bir tipte küçük çekirdek (A1,Z1) Z − Z1) +
yayınlar. (A1, Z1)
Farklı beta bozunum modları
Çekirdekten bir elektron ve elektron antinötrinosu
β− bozunumu (A, Z + 1)
yayınlanır
Positron yayınımı (β+ Çekirdekten bir positron ve elektron antinötrinosu
(A, Z − 1)
bozunumu) yayınlanır
Çekirdek bir yörüngemsi elektronu yakalar ve 1
Elektron Yakalaması nötrino yayınlar sonuç çekirdek uyarılmış ve kararsız (A, Z − 1)
durumda kalır.
A nucleus beta decays to electron and antineutrino,
but the electron is not emitted, as it is captured into
Bound state beta an empty K-shell;the daughter nucleus is left in an
(A, Z + 1)
bozunumu excited and unstable state. This process is
suppressed except in ionized atoms that have K-
shell vacancies.
Çift beta bozunumu Çekirdek 2 elektron ve 2 antinötrino yaynlar (A, Z + 2)
Çekirdek 2 yörüngemsi elektronu soğurur ve 2
Çift elektron yakalaması nötrino yayınlar –sonuç çekirdek uyarılmış ve kararsız (A, Z − 2)
durumda kalır.
Pozitron yayınımı ile birlikte Çekirdek bir yörüngemsi elektronu soğurur ve 1
(A, Z − 2)
oluşan elektron yakalaması positron ile 2 nötrino yayınlar
Çift pozitron yayınımı Çekirdek 2 pozitron ve 2 nötrino yaynlar (A, Z − 2)
Aynı çekirdekte durumlar arası geçiş
Isomeric transition Uyarılmış çekirdek yüksek enerjili foton (gama) yayar (A, Z)
Uyarılmış çekirdek enerjisini yörüngemsi elektrona
İçsel dönüşüm (A, Z)
aktarır ve o da atomdan dışarı atılır

4. RADYOAKTİFLİK 4
Şekil 2 Bazı Radyoaktiflik süreçleri.

5. RADYOAKTİFLİK 5
− Nükleer kaynaklardan radyasyon tüm yönlerde eşit ve ters kare
kanuna uygun olarak gerçekleşir.
− Atom numarası 83-92 arasındaki elementler doğal radyoaktif
elementlerdir. Bunun yanında atom numarası 83 ‘den küçük olup
doğal radyoaktiflik gösteren elementler de vardır.(K, C, Rb).
Nötron sayısı
Kararlılık
kuşağı
n/p=1
Bozunma tipi
I.
bölge
III.
n/p>1
II. bölge
bölge
n/p<1
Proton sayısı
Şekil 3 Durgun bir nokta yükü.
− Atom numarası 1 ile 20 arasındaki elementlerde n/p oranı yaklaşık
olarak 1'dir. Bu elementler kararlılık kuşağı içerisinde yer alırlar.
En ağır kararlı çekirdekte (83Bi) n/p oranı 1,5 'tur. Atom numarası
83Bi'ten büyük olan çekirdeklerin tümü kararsızdır. Yani
radyoaktiftir.

6. RADYOAKTİFLİK 6
− Bilinen bütün kararlı izotopların çekirdekleri grafik üzerinde
işaretlendiğinde Grafik 1.2’deki gibi bir dağılım (kuşak) ortaya
çıkar. Buna kararlılık kuşağı denir. Bu bölgenin dışında kalan
çekirdekler kararsız, yani radyoaktiftir. Radyoaktif çekirdekler
bozunmalar sonucunda, nötron ve proton sayısını değiştirerek
kararlılık kuşağına girmeye çalışırlar. Grafik 1.2 incelendiğinde;
bölgede bulunan çekirdekler nötron sayısını azaltıp, proton sayısını
artırarak n/p oranını 1’e yaklaştırırlar.
− Bölgede bulunan çekirdekler proton sayısını azaltıp, nötron sayısını
artırarak n/p oranını 1'e yaklaştırabilirler.
− Atom numarası 83’en büyük olan bütün çekirdekler radyoaktif
özelliğe sahiptir. Bu bölgedeki çekirdekler kararlılık kuşağına
yaklaşmak için, kütle numaralarını azaltacak şekilde değişikliğe
uğramalıdırlar.
− Radyoaktif element atomlarının yarısının bozunması için geçen
süreye Yarılanma Süresi veya Yarı Ömür denir. Yarılanma Süresi
maddenin cinsine bağlı olup ayırt edici özelliktir.
− Bir radyoaktif elementin kütlesi artırılırsa yaydığı ışın artar, fakat
yarılanma süresi değişmez.
− Radyoaktif izotopun bozunma sonucunda kalan madde ve
yarılanma sayısı aşağıdaki bağıntılardan hesaplanır.
m = mo / 2n
n = t / t1/2
m = Bozunmadan kalan madde miktarı
mo = Başlangıçtaki madde miktarı
n = Yarılanma sayısı
t = Yarılanmada geçen toplam süre
t1/2 = Yarılanma süresi
− Radyoaktif maddelerin yaydıkları ışınlar Geiger-Muller sayacı ile
ölçülür.
− Radyoaktiflik atomun çekirdeğinden kaynaklandığından atomun
kimyasal durumuna (element veya bileşik olmasına) ve fiziksel

7. RADYOAKTİFLİK 7
hâline (katı, sıvı ve gaz olmasına) bağlı değildir. Ayrıca sıcaklık ve
basınç gibi dış etkenlerden etkilenmez.
− Bir atomun bazı izotopları radyoaktifken bazı izotopları radyoaktif
olmayabilir.
− Bir radyoaktif izotop bozunma sonucu başka bir radyoaktif izotopa
dönüşür. Buda bir başkasına dönüşür. Bu işlem kararlı bir çekirdek
oluncaya kadar devam eder, böylece radyoaktif bozunma serileri
ortaya çıkar. Bu seriler Uranyum(U), Toryum(Th), Aktinyum(Ac)
serisi olmak üzere üç türlüdür.
− Nükleon başına düşen bağlanma enerjisi ne kadar büyükse çekirdek
o kadar kararlıdır.
− Kararlı ya da kararsız elementlerin alfa, nötron, proton gibi
tanecikler ile bombardımanında oluşan yeni elementler de
radyoaktiftir. Bombardıman yolu ile elde edilen radyoaktif
elementlerin bu özelliğine yapay radyoaktiflik denir. 400’den fazla
radyoaktif izotop yapay olarak elde edilmiştir.
− Yeryüzündeki tüm canlılar ve cansızlar havada, suda, toprakta,
hatta kendi vücutları içerisindeki doğal radyasyon kaynakları ve
bunlara ek olarak insanlar tarafından üretilen yapay radyasyon
kaynaklarının her gün ışınımına maruz kalmaktadırlar.
Şekil 4 Radyasyon Kaynakları

8. RADYOAKTİFLİK 8

9. RADYOAKTİFLİK 9
Kütle numarası
Şekil 5 Durgun bir nokta yükü.
− Bazı elementlerin nükleon başına düşen bağlanma enerjileri Grafik
1.1’de verilmiştir. Grafik 1.1’de görüldüğü gibi bağlanma enerjisi
büyük olan çekirdekler kütle numarası 60 civarında olan
çekirdeklerdir (56Fe ve 58Ni gibi). Demir ve nikel gibi elementler en
kararlı çekirdeklere sahiptir. Bunlardan daha küçük kütleli
çekirdekler birleşerek (Füzyon), daha büyük kütleli çekirdekler ise
bölünerek (Fisyon) kararlı yapıya dönüşürler.

10. RADYOAKTİFLİK Radyasyon Birimlreri 10
1.2. Radyasyon Birimleri
Birim İng. Türkçe Tanım
1 Röntgen (R) 0,001293 gramlık havada 1 elektrostatik
birimlik iyon oluşturan X veya gama ışını miktarıdır.
Radyasyonun şiddetini (intensitesini) ölçmez, sayısal
ROENTGEN Röntgen
olarak ölçer. Mili ve mikro alt birimleri vardır. Ayrıca
maruz kalma hızı olarak belirtilen bir birim vardır ki bu
örneğin 1 R/dk ise 1 dk’lık sürede oluşan iyonizasyon
miktarını gösterir.
Roentgen Röntgenin X ya da gama ışınının 1 gram havada oluşturduğu
REP equıvalent, fiziksel iyonizasyona eşdeğer iyonizasyonu 1 gram dokuda
physıcal eşdeğeri oluşturan radyasyon miktarıdır.
Radiation Absorbe Radyasyona maruz kalan 1 gram materyalde absorbe
edilen edilen 100 erglik enerjiye 1 rad denir. Herhangi bir radyasyonu
RAD absorbed radyasyon ölçebilir. Radyasyonun şiddetini (intensitesini) veya sayısını ölçmez.
dose dozu
1 Gray 1 kg materyal başına absorbe edilen 1 joule’lük
. enerjiye eşittir. 1 Gray (Gy) = 100 rad
Gray Son zamanlarda uluslar arası sisteme göre (Systeme
International, SI) RAD yerine Gray birimi
kullanılmaktadır
Farklı radyasyon tiplerinin farklı biyolojik ortamlarda
Rölatif değişik etkiler gösterdiğini belirtmek için kullanılan bir
biyolojik terimdir. Yani soğrulan X ya da gama ışınının, eşdeğer
RBE
etkinlik biyolojik etki oluşturacak başka bir soğrulan radyasyona
oranını ölçer. RBE = X veya gama ışınları ile oluşturulan doz
/ İlgili ışın ile oluşturulacak doz (rad)
REM, RAD olarak alınan dozun RBE çarpımına eşittir. X
ve gama ışınları için REM ve RAD eşittir. RAD, absorbe
Roentgen Röntgen edilen radyasyon dozu; REM, biyolojik doz birimidir.
REM equivalent, eşdeğeri, Radyasyon RBE
man insanda Alfa 20
Beta 1
X ve Gama 1
1 Sievert, 100 Rem’e eşittir.
Sievert SI’e göre son zamanlarda REM yerine Sievert (Sv)
kullanılmaktadır
Radyoaktivite miktarını yani bir çekirdeğin bir başka
çekirdeğe bozunmasını birim zaman başına ölçer. 1
saniyede 3,7× 1010 çözünme (dizentegrasyon) gösteren
radyoaktivite birimine 1 Curie (Ci) denir. SI’de Becquerel
CURIE (Ci)
cinsinden ifade edilir. 1 saniyede 1 dizentegrasyon
gösteren aktivite birimine 1 Becquerel (Bq) denir.
Curie’nin mili ve mikro, Becquerel’in mega ve giga gibi
birimleri vardır. 1miliCurie (mCi) = 37 megaBecquerel
(MBq)

11. RADYOAKTİFLİK Radyasyon Birimlreri 11
1.3. Radyasyonun Maddeye Nüfuz Etmesi
Alfa taneciklerinin muazzam ve enerjik ışınıma rağmen madde ile olan
güçlü etkileşimi yüzünden menzilleri kısadır.
Elektromagnetik gama ışınları kalın beton ile etkileşse bile çok büyük bir
içe işleyen özelliği vardır. Elektronun beta ışınımı ise madde ile güçlü
olarak etkileştiği için kısa menzili vardır.
Şekil 6

12. RADYOAKTİFLİK Radyasyonun İnsan Üzerindeki Etkileri 12
1.4. Radyasyonun İnsan Üzerindeki Etkileri
Işımanın canlılar üzerinde iki türlü etki mekanizması vardır. Işıma
enerjisinin ilk depolanması ile aniden gelişen fiziksel hasar, Işımanın
yarattığı yüksek aktif kimyasalların oluşturduğu ikincil hasarlar.
Yaşayan hücreler düşük seviyedeki ışımanın oluşturduğu hasarları
onarma yeteneğine sahiptir, bu sayede ışıma kalıcı hasarlara neden
olmaz1.
Dalgaboyu Etkisi Açıklama
Vücut bu dalgaboyunda Fizyolojik bir etki
AM radyo,
saydamdır. Yaygın olarak TV oluşması için
Kısadalga
istasyonları ve diğer iletişim radyasyon enerjisi
radyo,
sistemleri tarafından yapılan bu soğrulmalıdır.
Televizyon,
radyasyon vucüdumuzdan geçer Enerjinin soğrulması
FM radyo
gider. için radyasyonun foton
enerjisi atomların
elektronlarının kuantum
Vücut bu dalgaboyunda hemen seviye farkına uygun
Mikrodalga
hemen saydamdır. Çok az bir olmalıdır. Eğer bu
radar,
miktar soğurması molekülleri frekans menzilinde
Milimetre
döndürür ve ısınmaya katkıda foton enerjisi (hf) kuantum
dalgaları,
bulunur fakat sıradan ısıtmadan seviyelerine uygun değilse
Telemetre
ayırd edilebilir bir etkisi yoktur. madde bu radyasyona karşı
saydam olur.
Güçlü soğurma molekülleri titreştirir. Fizyolojik etkisi
Kızılötesi
molekülleri titreştirdiği için ısınma şeklindedir.
Daha üst seviyelere elektron sıçramaları ile güçlü bir
Görünür bölge
soğurma oluşur. İyonizasyon oluşmaz.
Elektron sıçramaları ile çok güçlü bir soğurma oluşur.
Moriötesi Deriye nufuz etmez. Yüksek frekans bölgeleri
iyonizasyona neden olur
X-ışınları, İyonize eder. Kuantum enerjisi çok yüksek olduğu için
Gama-ışınları atom bunu soğuramaz ve sağlam kalır
1
Eğer hücre bu yeteneğe sahip olmasaydı evrim belki gerçekleşemezdi çünkü bizler
insanlık tarihi boyunca doğal olarak maruz kaldığımız düşük seviyedeki ışımanın
sayesinde evrimleştik ve geliştik.

13. RADYOAKTİFLİK Radyasyonun İnsan Üzerindeki Etkileri 13
1.4.1. İyonize Radyasyon ve Moleküler Düzeyde Etkileri
X ve gama ışınları, alfa, beta parçacıkları, nötronlar gibi iyonize
radyasyonlar, içinden geçtikleri hücrelerde önce moleküler düzeyde
değişikliğe sebep olurlar. Hücre içerisindeki molekülleri ve atomları
iyonize ederek uyarırlar. İyonize radyasyon, canlılarda moleküler ve
hücresel düzeylerde fiziksel, kimyasal ve biyolojik çeşitli değişikliklere
yol açar. Bu değişiklikler maruz kalınan radyasyonun cinsine,
miktarına ve süresine göre geçici (onarılabilen) veya kalıcı (hasara yol
açıcı) tipte olabilirler. İyonize radyasyonun hücrede bol miktarda
bulunan su molekülünün ayrışmasına sebep olarak serbest radikallerin
oluşumuna yol açtığı düşünülmektedir.
( iyonize radyasyon)
H2O H2O+ + e- H+ + OH-
Burada oluşan hidrojen ve hidroksil grupları iyon olmayıp, kısa ömürlü
ve oldukça reaktif radikallerdir. Bu radikallerin iyonizasyon sonucu
kovalent bağları nedeniyle en dış elektron yörüngelerinde boşluklar
vardır. Bu nedenle bu boşlukları doldurabilecek başka atomlar ararlar
ve yüksek reaktiviteleri yüzünden tekrar birbirleriyle de birleşebilirler.
H+ + H+ H2
OH+ + OH+ H2O2
Bu durumda oluşan ürünler (örneğin hidrojen peroksit) çok kuvvetli
oksitleyici bir ajan olarak hücre içindeki önemli moleküllerle
reaksiyona girip onların yapısını ve fonksiyonunu bozarlar.
Radyasyonun reaksiyona girdiği molekül tamamıyla rastlantısaldır ve
herhangi bir karbonhidrat, lipit, protein, enzim veya DNA ya da RNA
gibi bir nükleik asit olabilir.
Radyasyon için kritik hedefler, hücre zarı yapısında bulunan kompleks
yapıdaki lipitler, metabolik olarak önemli enzimler ve nükleik
asitlerdir. Bunların hasara uğraması ve fonksiyonlarının bozulması
hücrenin normal fonksiyonunu yitirmesine ve ölümüne yol açabilir.

14. RADYOAKTİFLİK Radyasyonun İnsan Üzerindeki Etkileri 14
1.4.2. Radyasyondan Korunmanın Basit Kuralları
− Zaman: Temesta olduğunuz radyasyon ile temas sürenizi
azaltınız.
− Mesafe: Radyasyon kaynağından uzak durunuz. Kaynaktan iki
kat uzaklaşırsanız maruz kaldığınız ışın 4 kat zayıflar.
− Ekranlama (Shielding): Kurşun, su veya gama ve X ışınları için
beton, Beta radyasyonu için kalın plastik (lucite) kullanılır.
− Koruyucu kıyafet: Bulaşmaya/kirlenmeye karşı korunmak için
radyoaktif maddeyi elbiselerinize ve derinize değdirmeyiniz.
Şekil 7 Personel Radyasyon İzleme cihazları