Radyoaktif maddeler nasıl oluşur

Radyoaktivite nedir? Neden bazen tehlikelidir?

Bu zamana kadar etkileşime girdiğiniz her bir parçacık: protonlar, nötronlar, elektronlar ve fotonlar(1). Tehlikeli radyasyon, bu parçacıkların herhangi birinin aşırı hızlı hareket etmesindendaha gizemli değildir.

Bazı atomların çekirdeği kararsızdır ve yeterince zaman verilirse yeniden karışıp daha düşük enerjili, daha kararlı hale geçer. Kararsızlık, nötron sayısı ile proton sayısı arasındaki dengesizlikten kaynaklanır.

En yaygın “radyoaktif bozunma” biçimleri beta+ ve beta-’dir. Bunların oluşma nedeni, bir çekirdeğin ya çok fazla protona ya da çok fazla nötrona sahip olmasıdır. Beta- bir protona, bir elektrona ve bir miktar ekstra enerjiye dönüşen bir nötrondur. Beta+ ise, bir nötrona, bir anti-elektrona ve bir miktar ekstra enerjiye dönüşen bir protondur. Protonlar ve nötronlar çekirdekte kalırlar ve yeni elektron veya anti-elektron bu yeni enerjinin çoğunu alıp kaçar. Bu hızlı elektron veya anti-elektron radyasyondur.





Bazen, genellikle tüm çekirdek parçalandığında (nükleer fisyon(2)), bir nötron koparılır (nötron radyasyonu). Nötron radyasyonu fizikçiler için heyecan vericidir; çünkü nötronlar hoş, sıkıntı çıkarmayan parçacıklardır. Yüksüz haliyle, nötronlar atom mermisine sizin yaklaşabileceğiniz kadar yakındır.




En yaygın nötron radyasyonu kaynağı, genellikle birkaç ekstra nötron saçan fisyondur. Bu görsel (yakındaki bir nötron kaynağı tarafından aktive edilmiş) kontrollü bir reaksiyon görselidir.

Son olarak, bir “alfa parçacığı” bazen koparılır. Alfa parçacıkları birbirine yapışmış bir çift proton ve bir çift nötrondur. Bu bir helyum çekirdeğinin aynısıdır, bu yüzden aslında “yüksek hızlı helyum”dur. “Alfa bozunması” Dünya’da helyum bulunmasının sebebidir. Dünya’nın oluşumu sırasında etrafta olan helyum, bir şekilde atmosferin tepesine çıkıp uzayda güneş radyasyonu ve rüzgârına çarptı. Bir şeylere kimyasal olarak bağlanabilen hidrojenin aksine (“H2Odaki “H”), helyum bir soygazdır ve hiçbir şeye yapışmaz. Yerden yavaşça çıkan tüm helyum, Dünya’nın içindeki daha ağır elementlerin radyoaktif bozunmasından kaynaklanmaktadır. Yani, bir balonu helyumla doldurduğunuzda, kelimenin tam anlamıyla onu radyasyon olan şeyle dolduruyorsunuz. Eğlenceli bir gerçek: Yavaş yavaş salınan helyum pek birikemiyor ve hepsini tüketmek üzereyiz.

En yaygın ve tehlikeli radyasyon türü, yüksek frekanslı ışıktır. Yüksek enerjili ışığa “x-ışınları” denir. Bunun üzerinde “gama ışınları” bulunur. Koruma kalkanlarını, diğer radyasyon türlerinden çok daha iyi delmeye meyillidir (bu nedenle x-ışınları bir şeylerin içine bakmak için kullanılabilir). Alfa, beta ve nötron radyasyonu maddeden oluşur ve nesnelere çarpıp yavaşlamaya meyillidir. Birkaç kâğıt parçası alfa parçacıklarını durdurma konusunda çok işe yarar. Birkaç damla su da nötron ve beta radyasyonunu son derece iyi durdurur. Gama ışınları için ise, kurşun koruma kullanılır.

Radyasyon tehlikelidir; çünkü iyonlaşabilir ve bu şekilde kimyasal bağları parçalar. Bu işlem, canlı bir hücrenin içinde yeterince gerçekleşirse, o zaman hücreyi öldürür. Yeterli sayıda kırılmış kimyasal “parça” ile çalışmayı bırakıverirler. “Radyasyon zehirlenmesi”, vücudunuzda birden çok fazla ölü hücre olduğunda ve kalan hücrelerin çoğunun çoğalamayacak kadar zarar görmesi durumunda olan şeydir.

Güneş yanığı olunca, küçük bir radyasyon hasarı çekiyorsunuz. UV ışığının hücreleri öldürmek için yeterince delme gücü vardır, bu da cildimizin dış katmanlarının sadece birkaç ölü cilt hücresi olmasının büyük bir sebebidir: Ölü hücreler pek bir işe yaramaz, bu yüzden vücut alttaki canlı katmanları korumak için onları etrafta tutar. Küçük böceklerin doğrudan güneş ışığına maruz kalmaktan hoşlanmamalarının nedeni de budur (Böcekler ihtiyaç duydukları koruyucu tabakadan daha küçükler).

Radyasyon sizi endişelendiriyorsa, güneş koruyucu kullanın. Kimyasal kirleticilerden zarar görme ihtimaliniz çok daha fazla. Radyo dalgaları, mikrodalgalar ve hatta görünür ışık gibi diğer ışık biçimlerinin, her bir fotonda iyonize etmek için yeterli güçleri yoktur. Sonuç olarak, tek yaptıkları şey ısıtmaktır (onları parçalamak değil). Cep telefonunuzun size herhangi bir zarar verebilmesi için, “sıcaklığı cehennem derecesine getirmek” gibi, kafanızı kelimenin tam anlamıyla pişirmesi gerekir. Bu bakımdan, sıcak bir oda çok daha “tehlikelidir”.

Gezegendeki her canlı, en düşük seviye radyasyonla başa çıkmak için en azından biraz kabiliyet geliştirmiştir, ki bu radyasyon kaçınılmazdır (bazıları onunla başa çıkmada gülünç derecede iyidir). Vücudunuzdaki her hücrenin, genetik hasarla (iyonlaştırıcı radyasyonla parçalanan DNA) başa çıkmak için iyileştirme mekanizması vardır. Hatta hücrelerinizin küçük bir kısmı öldüğünde bile bu bir sorun değildir. Kan dolaşımına girer, filtrelenir ve kaka olarak dışarı atılırlar. Aslında, ölü kırmızı kan hücreleri kaka rengine önemli bir katkıda bulunurlar! Muhtemelen sonsuza dek bu özel ve iştah kaçırıcı gerçeği hatırlayacaksınız, bu yüzden… özür dilerim.

Saniyede santimetrekare başına yaklaşık 1 iyonlaştırıcı radyasyon parçacığı size çarpıyor. Yüksek rakımlarda ve gündüz bu daha fazla. Şimdiye kadar, karşılaşabileceğiniz en tehlikeli radyasyon kaynağı (bir hastanenin dışında), Güneş’tir. Neyse ki, Güneş’i tespit etmek ve ondan kaçınmak kolaydır. Gölge ve güneş kremi. Kolay.

(1) Bu dördünden başka her zaman ortaya çıkan başka parçacıklar da vardır. Örneğin, glüonlar, W bozonları ve hatta higgs bozonları. Fakat, bunlar aslında saniyenin çok kısa bir parçasında ortaya çıkan, bir nevi edimsiz “sahne arkası” parçacıklardır. Kendinizi bu daha nadir parçacıklarla etkileşime girdiğiniz bir durumda bulursanız, muhtemelen CERN’de çalışıyorsunuzdur ve onları daha yakından tanımalısınız.