منابع پرتوهای یونیزان
پرتوهای یونیزان یا از طرق تجزیه هسته‌های ناپایدار و یا از طریق بازگشت اتمها و هسته‌هایشان از حالت تهییج در رآکتورهای هسته‌ای، ماشین‌های اشعه ایکس، سیکلوترونها تولید می‌شوند. در طول تجزیه مواد رادیواکتیو، پرتوهای گاما اغلب در کنار سایر انواع پرتو همانند α یا β تولید می‌شوند. وقتی یک هسته، ذره α یا β ساطع می‌کند، ممکن است هسته دختر در حالت تحریک باقی مانده، و پس از بازگشت از حالت تحریک، از طریق تابش پرتو گاما به سطوح انرژی پایین تری می‌رسد( به همان روش که یک الکترون می‌تواند به یک سطح پایین‌تر انرژی منتقل شود و نور مرئی ساطع کند). پرتوهای زمینه طبیعی از منابع کیهانی و زمینی و پرتوهای ساخته دست بشر باعث یونیزه کردن اتمها و مولکولها می‌شوند و ممکن است به سلولها آسیب وارد کنند.
موجودات زنده به طور مداوم تحت تابش پرتوهای یونیزان از منابع طبیعی قرار می‌گیرند، علاوه برآن تابش گیری به وسیله فعالیتهای بشری و روشهای پزشکی نیز رخ می‌دهد. به طور کلی پرتوها به دو دسته منابع طبیعی و ساخته بشر(مصنوعی) تقسیم می‌شوند( جدول 1-2). بیش از 90% پرتوگیری بشر از منابع طبیعی مانند پرتوهای کیهانی و منابع زمینی است. این پرتو ها از رادیونوکلئوتیدهای موجود در پوسته زمین، هوا ، غذا ، آب و بدن انسان ناشی می‌شوند. به طور عمده تابش گیری افراد از پرتوهای ساخته دست بشر از طریق استفاده پزشکی از پرتوها و رادیوایزوتوپها، از رآکتورهای هسته‌ای در تولید برق، استفاده صنعتی از تکنیک‌های هسته‌ای و در گذشته از آزمایش سلاح‌های هسته‌ای صورت می‌گیرد. استفاده از پرتوهای یونساز در تشخیص و درمان پزشکی شایع و متداول بوده و به دلیل کاربردهای جدیدتر و مفید در سیستم مراقبت بهداشت به طور مداوم نیز در حال افزایش هستند. بطور کلی این امر پذیرفته شده است که می‌توان پرتوگیری تشخیصی را به میزان قابل توجهی از طریق اقدامات ایمنی کافی و بهینه سازی تکنیک‌ها و روش‌ها کاهش داد.
منبع | دوز(mSv) | محدوده |
زمینه طبیعی تابش خارجی کیهانی 4/0 1-3/0 زمینی 5/0 6/0-3/0 | ||
تابش داخلی تنفسی(به طور عمده رادون) 2/1 10-2/0 بلع 3/0 8/0- 2/0 کل 4/2 10-1 | ||
ساخته بشر(مصنوعی) پزشکی 4/0 1-04/0 آزمایش هسته ای - 15/0- تمایل به کاهش سانحه چرنوبیل 002/0 04/0- تمایل به کاهش تولیدات نیروگاه اتمی 0002/0 تمایل به کاهش کل 8/2 10-1 | ||
جدول دوز موثر میانگین سالیانه از پرتوهای یونساز به افراد(در سال 2000)
انواع پرتوهای یونساز
به منظور درک اثرات بیولوژیکی، پرتوهای یونیزان به دو دسته پرتو یونساز مستقیم و غیرمستقیم تقسیم می‌شوند. بیشتر انواع پرتوهای ذره‌ای، پرتو یونساز مستقیم هستند. این ذرات با انرژی جنبشی کافی می‌توانند هنگام عبور از ماده در ساختار اتمی ماده جاذب اختلال ایجاد نموده و به مولکولها آسیبهای بیولوژیکی و شیمیایی وارد کنند. برخلاف آنها، پرتوهای الکترمغناطیسی همانند پرتوهای ایکس و گاما، پرتو یونساز غیرمستقیم هستند یعنی اینکه این پرتو ها مستقیما آسیب بیولوژیکی و شیمیایی ایجاد نکرده اما پس از جذب در مواد، الکترونهای ثانویه( ذرات باردار) تولید می‌کنند.
شمای طیف الکترومغناطیسی
امواج الکترومغناطیس
 |
پرتوهای الکترومغناطیسی شامل امواج رادیویی، مایکروویو، نورمرئی، نورماورای بنفش، پرتوهای ایکس و گاما هستند. این امواج ضرورتاً توسط انرژیشان شناسایی می‌شوند که با طول موج رابطه عکس دارد. این امواج می‌توانند به صورت بسته‌های در حال حرکت انرژی( کوانتا) در نظر گرفته شوند. در این حالت به آنها فوتون گفته می‌شود. انرژی کوانتوم وابسته به امواج به تدریج از امواج رادیویی با حداقل انرژی تا پرتوهای ایکس و گاما با حداکثر انرژی افزایش می‌یابد. فوتون‌های ایکس و گاما قادر به جدا کردن یک الکترون از مدار آن در یک اتم هستند( یونساز هستند). یونیزاسیون فرآیند خارج سازی یک یا تعداد بیشتری الکترون از اتم به وسیله پرتوهای برخوردی است؛ در این صورت ذرات باردار الکتریکی( یک الکترون و یک یون مثبت ) باقی خواهند ماند که ممکن است در ماده تحت تابش، اثرات بیولوژیکی قابل توجه ایجاد نمایند. ممکن است اتم یا مولکول یونیزه یا تحریک شده رادیکالهای آزاد ایجاد کرده یا به وضعیت اولیه خود برگردند. اگر انرژی منتقل شده از پرتوهای یونساز به اتم برای خروج الکترونهای مداری کافی نباشند، ممکن است الکترونها از مدارهای پایین‌تر به مدارهای بالاتر بروند، در این حالت گفته می‌شود اتم در حالت تحریک قرار دارد. سایر پرتوهای طیف الکترومغناطیسی برای خارج کردن الکترون از اتم انرژی کمی داشته و به آنها پرتوهای غیر یونیزان می‌گویند. به طور کلی پرتوهای غیر یونیزان اگر باعث ایجاد اثرات حرارتی نشوند برای بافت‌های بیولوژیکی بی ضرر در نظر گرفته می‌شوند علیرغم اینکه این ناحیه(ناحیه ایجاد اثر حرارتی) بحث برانگیز است و تحقیقات درباره آن ادامه دارد. امواج موبایل، رادار، مادون قرمز، امواج رادیویی، مایکروویو، نورمرئی و ماوراء بنفش در این دسته بندی قرار می‌گیرند. این پرتوها به دلیل طول موج بلندتر و انرژی کمتر( به ازای هر کوانتا)، تغییرات شیمیایی قابل توجه در اتمها و مولکولهای مواد ایجاد نمی‌کنند. مرزبندی دقیق پرتوهای یونیزان و غیریونیزان، تاحدی اختیاری است به دلیل اینکه برخی مولکولها می‌توانند با انرژی‌های بسیار کم نیز یونیزه شده و پرتو فرا بنفش دور(نزدیک به طیف اشعه ایکس) می تواند مشابه پرتوهای ایکس عمل کند.
عمل مستقیم و غیر مستقیم
