İnsanlar, çevrede doğal olarak bulunan ya da yapay olarak üretilen çeşitli kaynaklardan gelen radyasyona maruz kalır. Radyasyon, büyük oranda doğal kaynaklardan, özellikle de radondan gelir. Diğer doğal kaynaklar arasında uzaydan gelen kozmik radyasyon, yiyecek ve içecekler, sudaki radyoaktivite ve yerden gelen radyasyon yer alır. Radyasyon; tıpta ise teşhis amaçlı röntgen ışınları, kanser tedavisi için radyoterapi gibi farklı şekillerde kullanılır. Bunlar, maruz kalınan yapay radyasyonun başlıca kaynağıdır.
Radyasyon, uzayda ya da maddelerde çok yüksek bir hızla hareket eden enerjidir. Bu enerji, radyoaktif maddelerden yayılan alfa veya beta parçacıkları gibi parçacıklar ya da ışık, ısı, radyo dalgaları, mikrodalgalar, X-ışınları ve gama ışınları gibi dalgalar şeklinde olabilir. Kararsız atomlar olan radyoaktif maddeler, kararlı forma dönerken radyasyon yayar.
Elektronların atomdaki konumundan ayrılması sonucunda iyon adı verilen yüklü parçacıklar üretilir. İyonlaştırıcı radyasyon ise madde ile etkileşime girdiğinde iyon üretebilen radyasyon anlamına gelir. Alfa, beta, gama ve X ışınları, iyonlaştırıcı radyasyonun farklı formlarıdır. Ultraviyole ışınları, mikrodalgalar ve radyo dalgaları ise iyonlaştırıcı olmayan radyasyon biçimleridir.
İnsan vücudunda belirli etkiler yaratan, iyonlaştırıcı radyasyondur. Bunlardaki moleküller, kimyasal bağları kırarak hücre yapısını değiştirir. DNA moleküllerinin değişimi, radyasyonun önemli etkilerinden biridir.
Bir kişi, radyasyona harici veya dahili yollarla maruz kalabilir. Dış maruz kalma için radyoaktif kaynağın vücudun dışında olması gerekir. X-ışınları ve gama ışınları vücuttan geçerek enerji depolayabilir. Dahili maruz kalma ise radyoaktif maddelerin yiyecek ve içeceklerle yutulması veya enjeksiyon yoluyla vücuda girmesiyle oluşur. Bu, önemli miktarlarda radyoaktif maddenin vücuda girmesi durumunda sağlık için ciddi bir tehdit oluşturabilir.
Aşağıdaki durumlarda radyasyona maruz kalınması mümkündür:
Tıpta görüntüleme yöntemlerinde kullanılan radyasyon, kansere neden olabilir ya da DNA'yı bozabilir. Bununla birlikte, bu tıbbi prosedürlerden kaynaklanan kanser riskleri çok düşüktür ve kullanımın faydaları, neredeyse her zaman risklerinden daha fazladır. Bu radyasyon biçimleri; nükleer santrallerdeki kazalarda ve atom silahları yapıldığında, test edildiğinde veya kullanıldığında da salınabilir.
Radon, radyoaktif bir element olan radyum bozulduğunda oluşan, kayalar ve topraktan yayılan radyoaktif bir gazdır. Radyoaktif elementler uranyum ve toryum parçalandığında ise radyum oluşur. Yüksek düzeyde radona maruz kalan kişilerde akciğer kanseri riski artar.
İyonlaştırıcı radyasyon, bir Geiger sayacı ile ölçülür ve Sievert (Sv) adı verilen birimle belirtilir. Buna göre; ölümcül bir doz yaklaşık 4-5 Sv’dir. Bir Sievert, miktar olarak çok büyük olduğu için normal olarak karşılaşılan radyasyon dozları bir Sievert'in binde biri olan mili-Sievert (mSv) ya da milyonda biri olan mikro-Sievert (µSv) cinsinden ifade edilir.
Radyasyona aşırı maruz kalma, alınan radyasyon dozuna bağlı olarak canlı doku ve organlara zarar verebilir. Potansiyel hasarın boyutu, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır:
Radyasyonun dozunun yüksek olması, etkilerin de büyük olmasına neden olur. Radyasyon düşük dozda ya da uzun bir süre boyunca alınırsa, hücrelere ve moleküllere verilen hasar vücut tarafından onarılacağı için risk önemli ölçüde azalır. Radyasyona maruz kalma zamanla kansere ve diğer sağlık sorunlarına neden olabilir ancak bunun olma riski azdır.
Radyasyona maruz kalındığında ortaya çıkan semptomlar ise vücut bölümlerine göre değişir. Yüksek dozlarda, tüm vücutta akut radyasyon hastalığı görülürken kısmi vücut maruziyeti lokal radyasyon hasarına neden olur. Çok yüksek dozlarda radyasyon ani ölümle sonuçlanma eğiliminde değildir. Bununla birlikte cilt yanıklarına, saç dökülmesine, kusmaya, kısırlığa ve katarakta neden olabilir. Radyasyon hasarı düzgün bir şekilde onarılmadığında DNA'da mutasyonlara ya da hücrelerin ölmesine neden olabilir.
Deterministik etkiler, doku hasarına dayanır ve radyasyonun kısa vadeli etkilerini belirtir. Ciltte kızarıklık ve yanıklar gibi etkiler, yüksek doz alındıktan 1-4 hafta sonra ortaya çıkabilir. Daha düşük dozlarda ise çeşitli kan hücrelerinin sayısı, yapısı ve işlevi dahil olmak üzere kan kimyasında kısa vadeli değişiklikler görülebilir.
Eşik doz, deterministik etkilerin özelliklerinden biridir. Bu seviyenin altında radyasyona maruz kalmak herhangi bir etkiye neden olmazken, bu seviyenin üzerindeki radyasyona maruz kalmak etkilere neden olur.
Akut radyasyon sendromu, radyasyon hastalığı olarak da bilinir. Bir insan vücudu kısa sürede 1 Sv'den fazla yüksek radyasyona maruz kaldığında; kemik iliğinde ve gastrointestinal, kardiyovasküler ve merkezi sinir sistemlerinde meydana gelen semptomları ifade eder. Mide bulantısı, kusma, yorgunluk ve saç dökülmesi gibi akut radyasyon etkileri meydana gelebilir.
Tüm vücut, 10 Sv'nin üzerinde radyasyon dozuna maruz kaldığında, tıbbi tedaviyle bile ölüm olasılığı yüksektir. Sendromun ortaya çıkması için çok yüksek düzeyde radyasyona maruz kalmak gerekir. Bu, kısa bir süre içinde tüm vücuda 18.000 göğüs röntgeni çekilmesine eşdeğerdir.
İyonlaştırıcı radyasyonun zararlı etkileri, radyasyon dozu az olduğunda ve uzun bir süreye yayıldığında büyük ölçüde azalır. Bunun nedeni, vücudun hasarı onarma olasılığının daha yüksek olmasıdır. Bununla birlikte, düşük düzeyde radyasyona maruz kalmak bile yaşam boyu kanser gibi uzun vadeli etkilerin gelişme riskini artırabilir. Bu, stokastik etki olarak bilinir ve radyasyonun uzun vadeli etkilerini ifade eder.
Stokastik etki, kronik dozlardan kaynaklandığı için çoğunlukla radyoloji departmanı çalışanları gibi bazı çalışanlarda görülür. Bu kişiler, çalışma süreleri boyunca tekrar tekrar düşük seviyelerde iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalabilir. Uzun vadede kansere ve kalıtsal hastalıklara yatkın olabilirler.
Bu hasar somatik hücrelerin yanı sıra gametlerde de olabilir. Üreme hücreleri olan ve kendileri üremeyen gametlerdeki DNA mutasyonları çocuklara aktarılabilir. Bu çocuklar daha yavaş büyüyebilir veya gelişebilir.
Yüksek dozda radyasyona maruz kalma, radyasyondan sağ kurtulan hücrelerde genetik materyalin (DNA) hasar görmesi nedeniyle kanser riskini artırır. Daha düşük dozlarda, ölümcül kanser riski tam olarak bilinmemekle birlikte, doz ve risk arasında doğrudan bir ilişki olduğu varsayılmaktadır. Bu, sıfır dozda sıfır zarar riski olduğu ve tüm vücut için yaklaşık 6 Sv'de ölümün neredeyse kesin olduğu anlamına gelir.