تابش و زندگی(1) - آکا

زندگی بر روی زمین گسترش یافته است و ادامه ی آن به لطف نور و گرمای خورشید میسر می باشد. علاوه بر شار ملایم و بی خطر انرژی الکترومغناطیسی، موجودات زنده در معرض زیانهای ناشی از تابش یونساز طبیعی هم هستند. کوششهای بشر در سده ی بیستم نیز به این خطرات افزوده است. از سوی دیگر، تابشهای یونساز در صنعت، در تولید برق و قدرت و همچنین برای مقاصد تشخیصی در پزشکی بسیار سودمند هستند. بنابراین بر همکنش بین تابش یونساز و بافت زنده موضوع بسیار مهم و جالب توجهی است.

 تابش یونساز و آسیب زیستی

تابش و زندگی(1) - آکا

تاب رادیواکتیو

سلول واحد اصلی بافت زنده است. سلولها ساختارهای پیچیده ای هستند که درون غشایی سطحی قرار گرفته اند. سلول دارای هسته ای مرکزی است. این هسته در بردارنده ی مولکولهای DNA (اسید دوکسی ریبونو کلئیک) است که ساختار، کارکرد، و بازآفرینی سلول را برنامه ریزی می کند. این «مارپیچ دو تایی» مشهور مولکول DNA ، قطری در حدود (نانومتر)2nm دارد. نزدیک به %80 سلول از آب تشکیل شده است.

از جمله آسیبهایی که سطوح پایین تابش یونساز بر مولکول DNA می گذارد، ایجاد سرطان و آسیبهای وراثتی است. ممکن است این امر به سبب یونش مستقیم مولکول، یا بطور غیرمستقیم از طریق یونش مولکولهای آب درون سلول رخ دهد. شکستن مولکول آب می تواند باعث ایجاد یون هیدروکسیل (OH)-  شود که از نظر شیمیایی بسیار فعال است و به مولکول DNA آسیب می رساند.

سامانه های آنزیم سلولی به سرعت (طی چند ساعت) یک تار شکسته منفرد DNA را بازسازی می کنند. تار نشکسته DNA بمانند سرمشق عمل می کند. اما اگر در یک زمان، به تار کناری هم آسیب وارد شود، دیگر به هیچ وجه امکان بازسازی وجود ندارد. ممکن است پس از چنین رویدادی، در فرآیند بازسازی اختلالهایی روی دهد، و در پی آن نابهنجاریهای در رفتار سلول پیش آید. مثلاً ممکن است سلول بمیرد، که معمولاً این اتفاق در مقادیر کم تابش، بسیار نادر است. معمولاً آسیب سلولی سبب تقسیم سلولی بی مهار می گردد، که در نهایت ممکن است به گسترش تومور، هر چند پس از دوره ی طولانی نهفتگی، بیانجامد. سلولی که در فرآیند بازآفرینی دخیل است و علی رغم آسیب، زنده مانده است، ممکن است نارساییهای ژنتیکی را به نسلهای پس از خود نیز منتقل کند.

آسیب زیستی نسبی ناشی از گونه های مختلف تابش را، می توان بر حسب اثربخشی آن در ایجاد شکست در تارهای DNA درک کرد. مثلاً، الکترونها و پوزیترونها در ماده مسیر طولانیتری را نسبت به تابش و زندگی(1) - آکا

ذرات آلفا

نوترونها ذرات بدون باری هستند و در نتیجه مستقیماً ایجاد یونش نمی کنند. اما، در برخوردهای کشسان نوترون با هسته، هسته هدف به حرکت درآمده  و یونساز می شوند. گیراندازی نوترون به همراه گسیل پرتوی گاما و شکافت هسته ای، دیگر فرآیندهای ممکنی هستند که به یونش منجر می گردند. سازه وزنی تابش برای نوترونها بسیار وابسته به انرژی است و مقادیر زیر برای آن اختیار شده است.

5 wR =، برای نوترونهای با انرژی بیشتر از 10 ke V

10 wR =، برای نوترونهای با انرژی بین 10 -100 ke V

20 wR =، برای نوترونهای با انرژی بین 100 ke V – 2 Me V

10 wR =، برای نوترونهای با انرژی بین 2-20 Me V

5 wR =، برای نوترونهای با انرژی بیشتر از 20 Me V

یکای سیورت (Sv) یکایی است که سازه wR را با دز جذبی درهم می آمیزد، به عبارت دیگر دز هم ارز بر حسب Sv (واحد دز جذبی رادیواکتیو)برابر است با دز جذبی بر حسب Gy، ضربدر سازه wR برای تابش مربوطه. دز هم ارز بر حسب Sv نشان دهنده ی زیان بالقوه برای بافت زنده با دز تابشی مشخص است. در عمل معمولاً دز های هم ارز برحسب میلی سیورت بیان می شوند. به همان گونه ای که یکای سیورت به گری مربوط می شد، یکای رو هم به یکای راد مربوط می شود، یعنی 1 Sv= 102 rem.

مثلاً، دز هم ارز رسیده از واپاشی آلفا زا با انرژی 5 MeV در بدن 5=100×20 برابر دز هم ارز رسیده از واپاشی بتا با انرژی 1 Me V در بدن است.

اعضا و بافتهای مختلف بدن انسان (کبد، مغز استخوان، پوست، ...) حساسیتهای مختلفی نسبت به تابش یونساز دارند. دز مؤثر را می توان با وزن دار کردن در هم ارزی که اعضای مهم بدن و بافتها دریافت می کنند، و جمع بندی آن روی کل بدن، بدست آورد. وزن دار کردن با عامل تجربی مربوط به خطرپذیری آسیب زیستی اعضا و بافتها انجام می گیرد. با این کار «یک عدد» خام ولی سودمند بدست می آید که بیانگر اندازه ی شایعه ناشی از تابش است. در بقیه این فصل، دز مؤثر را به اختصار دز می گوییم.

 

ادامه دارد...

تهیه کننده: مژده اصولی

منبع : tebyan.net

گردآوری توسط بخش مقالات فیزیک سایت آکاایران
  • فال
  • بازار
  • تست هوش آنلاین
تبلیغات