Ana sayfa Bilim Gündemi Işınım (radyasyon) nedir? Maddeden farklı mıdır?

Işınım (radyasyon) nedir? Maddeden farklı mıdır?

826

Her türlü parçacık sağanağına ışınım (radyasyon) denir. Bildiğimiz ışığı oluşturan foton parçacıklarından, müon, neutrino, proton vb. içeren kozmik ışınlara kadar pek çok farklı türden ışınım vardır. Bildiğimiz ışık da bir tür ışınımdır (elektromanyetik ışınım). Güneşten her dalga boyunda elektromanyetik ışınım gelir. Elektromanyetik ışınım dalga gibi yayılır, ama su ya da ses dalgalarından farklıdır. Dalga kavramı aslında bize klasik fizikten miras kalmış bir kavramdır. Dalga bir ortamda yayılır. Örneğin ses dalgaları ortamın titreşmesiyle oluşur. İki insan konuşurken birisinin ağzından çıkan “ses” diğerinin kulağına bilardo topu gibi gitmez. Konuşan kişi ortamın basıncında farklılık yaratır ve böylece karşısındakinin kulağının bu titreşimleri algılamasını sağlar. Ses dalgası, bütün dalgalar gibi ortamda yayılır. Ancak foton için bir ortam söz konusu değildir, çünkü foton bildiğimiz anlamda bir dalga değildir; hem parçacık hem dalgadır. Yine de dalga özelliklerine sahiptir, örneğin bir dalga boyu vardır ki, bu yukarı-ve-aşağı salınım sırasında kat ettiği mesafe ya da ardı ardına gelen dalga tepeleri arasındaki mesafedir.

Bildiğimiz ışık da bir tür ışınımdır (elektromanyetik ışınım). Güneşten her dalga boyunda elektromanyetik ışınım gelir.

Radyoaktif maddenin yaydığı ışınımsa üçe ayrılır: Alfa (α), beta (β) ve gama (γ) ışınımları. 1) Alfa ışınımı, daha büyük kararsız bir çekirdekten yayınlanan, artı yüklü bir helyum çekirdeğidir. Göreceli olarak ağır bir parçacık olmakla beraber, havada birkaç cm’lik kısa bir menzile sahiptir ve kâğıt veya deri tarafından tümüyle soğurulabilir. Buna karşın, alfa ışınımı vücuda solunum veya sindirim yoluyla girerse, akciğer veya midenin iç cidarı gibi yakın dokularda büyük ışınlamalara yol açabileceğinden, tehlikeli olabilir. 2) Beta ışınımı, kararsız bir çekirdek tarafından yayınlanan elektrondur. Beta parçacıkları alfalardan çok daha küçüktür ve maddelerde veya dokuda daha derinlere nüfuz edebilirler. Beta ışınımı, plastik, cam veya metal tabakalarca tümüyle soğurulabilir. Normalde derinin en üst katmanının ötesine nüfuz etmez. Bununla birlikte, yüksek enerjili beta ışıyıcılarına çokça maruz kalma deri yanıklarına yol açabilir. Bu tür ışıyıcılar, solunum veya sindirim yoluyla vücuda alındıklarında da tehlikeli olabilirler. 3) Gama ışınımı aynı zamanda çoğu kere beta ışınımı da yayınlayan kararsız bir çekirdekten yayınlanan çok yüksek enerjili bir fotondur (elektromanyetik radyasyon). Gama ışınımı, madde içinden geçtiğinde, esas itibariyle elektronlarla yaptığı etkileşimler dolayısıyla, atomlarda iyonizasyona yol açar. Fazlasıyla nüfuz edici olabileceğinden, ancak çelik veya kurşun gibi, kayda değer kalınlıktaki yoğun malzemeler iyi bir zırhlama sağlayabilir.

X-ışını: X-ışını da gama ışınımı gibi yüksek enerjili fotonlardır (elektromanyetik ışınım) ve bir elektron demetinin hızlı bir şekilde yavaşlatılmasıyla yapay olarak üretilirler. Metal atomlarının içindeki elektronlar, üzerilerine çarpan elektron demetinden enerji soğururlar ve böylece metal atomları “uyarılmış” hale gelirler. Daha sonra bu enerjiyi X-ışınları şeklinde bırakırlar. Dolayısıyla, ışınım metal atomlarından gelir; fakat, radyoaktivitenin aksine, kaynağı çekirdek değildir. Üretilme şekli nedeniyle, bir X-ışını için yarı-ömür söz konusu değildir. Anılan demet gönderilmediği sürece, X-ışınları yok olur. X-ışınları gama ışınımları gibi nüfuz edici olduğundan iç organlara önemli dozlar verebilirler.

Nötron ışınımı: Özellikle atomik bölünme (fisyon) ve birleşme (füzyon) esnasında, kararsız bir çekirdek tarafından yayınlanan bir nötrondur. Uzaydan gelen ışınları bir kenara bırakırsak, nötronlar genellikle yapay olarak üretilirler. Elektriksel olarak yüksüz parçacıklar olduklarından çok nüfuz edici olabilirler ve madde veya dokuyla etkileştiklerinde beta ve gama ışınımlarının yayınlanmasına yol açarlar. Bu yüzden, ışınlanmaların azaltılabilmesi için, nötron ışınımı kuvvetli zırhlama gerektirir. Uzaydan gelen (kozmik) ışınım: Bu ışınım uzayın derinliklerinden gelir. Protonlar, alfa parçacıkları, elektronlar, müonlar, nötrinolar ve diğer çeşitli yüksek enerjili parçacıklardan oluşur. Tüm bu yüksek enerjili parçacıkların atmosferle güçlü bir şekilde etkileşmesinin sonucu olarak, kozmik ışınım yer seviyesinde esas itibariyle müonlar, nötronlar, elektronlar ve fotonlar olarak gözükürler.

Kaynak: Kerem Cankoçak, 50 Soruda Maddenin Evrimi, Haziran 2019, s. 25-27