1-İyonizasyon(iyonlaştırma)

İyonizasyon, genellikle, atom yörüngesinden bir elektronun sökülüp ayrılması sonucu meydana gelir. Yörüngesinden bir elektron kaybeden atom, pozitif yüklü bir iyon olarak kalır(Şekil 1).  Atom yörüngesine bir elektron eklenmesi sonucunda da iyon oluşur. Bu tür iyonlar da negatif yüklü iyon olarak adlandırılır(Şekil 2).

Şekil 1. Pozitif yüklü iyon oluşumu	Şekil 2. Negatif yüklü iyon oluşumu

İyonlaşma, hücreye, daha da önemlisi DNA’ya zarar verebileceğinden, kansere neden olma ihtimali vardır, maruz kalınan iyonlaştırıcı radyasyon çeşidine ve doz miktarına göre bu ihtimal artar. Kabaca, 10 elektron volt (eV) üzerinde enerjiye sahip foton veya parçacıklar iyonlaştırıcı özelliğe sahip radyasyon çeşitleridir.

Alfa parçacıkları, beta parçacıkları, kozmik ışınlar, gama ve X ışınları, atomları iyonlaştıracak enerjiye sahip radyasyon çeşitleridir.Ayrıca, serbest nötronlar da iyonlaştırıcı radyasyon olarak kabul edilirler.Yapay radyoaktif maddeler, X ışını tüpleri, parçacık hızlandırıcılar ve doğada var olan çok uzun ömürlü radyoizotoplar  iyon laştırıcı radyasyon kaynaklarıdır. Bu tür radyasyonlar gözle görülemez ve hiçbir duyu organıyla algılanamazlar. Bunların varlıklarının tespiti için genellikle Geiger sayıcılar gibi özel cihazlar kullanılır. Cherenkov radyasyonu ve radyoluminisans (radyoışıma)’da olduğu gibi bazı durumlarda, maddeyle etkileşmeleri sonucunda ikincil görülebilir ışık yayılmasına neden olabilirler. Tıp, sanayi, araştırma, inşaat ve diğer bir çok alanda yaygın bir şekilde kullanılmakla birlikte uygun kullanılmadıkları takdirde bir çok sağlık sorununa yol açabilirler. Canlı dokuların iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalması sonucunda,yüksek dozlarda cilt yanıkları, radyasyon hastalıkları ve ölümler,  daha düşük dozlarda ise kanser, tümör ve genetik hasarlar meydana gelebilir.

2-İYONLAŞTIRICI RADYASYON ÇEŞİTLERİ

2.1 Alfa Parçacıkları

2.2 Beta Parçacıkları

2.3 X ışınları

2.4 Gama ışınları

2.5 Nötronlar

2.1 Alfa Parçacıkları

Alfa parçacığı iki proton ve iki nötrondan oluşmuş bir helyum (2He4) çekirdeğidir ve pozitif yüklüdür. “α”şaretiyle sembolize edilirler. Çekirdeğin, α çıkararak parçalanması olayı atom numarası büyük izotoplarda görülür ve genellikle doğal radyoaktif atomlarda rastlanır. Alfa parçacıklarını çok küçük kalınlıklardaki maddelerle (örneğin ince bir kağıt tabaka ile) durdurmak mümkündür. Bunun sebebi, diğer radyasyon çeşitlerine göre sahip oldukları nispeten büyük elektrik yükleridir.

Sahip oldukları bu elektrik yükü, alfa parçacıklarının herhangi bir madde içerisinden geçerken yolları üzerinde yoğun bir iyonlaşma meydana getirmelerine ve bu yüzden de enerjilerini çabucak kaybetmelerine yol açar. Enerjilerini bu şekilde çabucak kaybeden alfa parçacıklarının erişme uzaklıkları da dolayısıyla çok kısadır. Bu yüzden de normal olarak dış radyasyon tehlikesi yaratmazlar. Ancak, mide, solunum ve yaralar vasıtasıyla vücuda girdiklerinde tehlikeli olabilirler.

2.2  Beta parçacıkları

Çekirdekteki enerji fazlalığı çekirdek civarında, E = mc2 eşitliğiyle açıklanabilen, bir kütle oluşturur. Bu kütle çekirdekteki fazla yükü alır ve dışarıya bir beta ışını olarak çıkar. Bunlar pozitif veya negatif yüklü elektronlardır. Pozitif yüklü elektronlar “β+” ile, negatif yüklü iyonlar ise “β-" işaretiyle sembolize edilirler. Çekirdekteki enerji fazlalığı proton fazlalığından meydana geliyorsa β+, nötron fazlalığından meydana geliyorsa β- çıkar.

Beta parçacıkları da alfa parçacıkları gibi belli bir yük ve kütleye sahip olduklarından madde içerisinden geçerken yolları üzerinde iyonlaşmaya sebep olurlar. Ancak bu iyonlaşma, alfa parçacıklarının oluşturduğu iyonlaşmadan daha azdır. Çünkü bu parçacıklar alfa parçacıklarına göre daha hafif  ve yüz kere daha giricidirler. Yine de bunlardan korunmak için ince alüminyum levhadan yapılmış bir zırh malzemesi yeterlidir.

2.3  X ışınları

Röntgen ışınları da denilen X ışınları, görünür ışık dalgaları ve mor ötesi ışınları gibi dalga şeklindedir. X-ışınları, doğal ve yapay olarak iki şekilde meydana gelir.

2.3.1. Doğal X ışınları

Çekirdekteki alfa bozunumu, iç dönüşüm ve beta bozunumu esnasında atomun ilk halkalarındaki elektronlardan biri çekirdek tarafından yakalanır. Yakalanan bu elektronun halkasındaki boşalan yere diğer bir halkadan bir elektron atlamasıyla X ışını meydana gelebilir.

Öte yandan, bir atoma dışarıdan gelen veya gönderilen yüksek enerjili elektronlar da o atomun ilk halkalarından elektronlar koparabilirler. Atomdankopanbu elektronun yerine daha yüksek seviyelerden (üst halkalardan) elektronlar atlayarak kopan elektronun yerindeki boşluğu doldururlar. Bu sıradaortaya çıkan enerji fazlalığı X-ışını şeklinde dışarı salınır. Çekirdek içerisinde bulunan  protonlardan bir tanesi hareketi esnasında atomun ilk halkalarındaki elektronu yakalar ve nötrleşir.  Yakalanan bu elektronun halkasındaki boşalan yere diğer bir halkadan bir elektron atlamasıyla X-ışını meydana gelebilir. Bu şekilde yayılan X ışınları karakteristik X ışınları olarak adlandırılırlar.

2.3.2 Yapay X-Işınları

2.4  Gama Işını

Gama ışınlarının kaynağı atomun çekirdeğidir. Bu ışınlar atom çekirdeğinin enerji seviyelerindeki farklılıklardan meydana gelir. Çekirdek bir alfa veya bir beta parçacığı çıkarttıktan sonra genellikle kararlı bir durumda olmaz. Fazla kalan çekirdek enerjisi bir elektromanyetik radyasyon halinde yayınlanır. Gama ışınları, beta ışınlarından daha yüksek enerjili ve dolayısıyla daha girici (nüfuz edici) ışınlardır.  γ ile sembolize edilirler.

Gama ve x ışınlarının, alfa ve beta parçacıklarına göre madde içine nüfuz etme kabiliyetleri çok daha fazla, iyonlaşmaya sebep olma etkileri ise çok daha azdır. Ancak birkaç santimetre kalınlığındaki kurşun tuğlalarla ve sadece belli bir kısmı durdurulabilir. Madde içerisinden geçerken üstel  bir fonksiyon şeklinde bir şiddet azalmasına uğrarlar. Yüksüz olduklarından elektrik ve manyetik alanda sapma göstermezler.

2.5 Nötronlar

Nötronlar yüksüz parçacıklardır. Bu özelliklerinden dolayı herhangi bir madde içerisine kolaylıkla nüfuz edebilirler. Doğrudan bir iyonlaşmaya sebep olmazlar. Ancak atomlarla etkileşmeleri, iyonlaşmaya neden olan alfa, beta, gama veya x ışınlarının ortaya çıkmasına neden olabilir. Nötronlar sadece kalın beton, su veya parafin kütleleriyle durdurulabilirler.