Zararlı Işınlar

Radyasyon! Işın! Elektromanyetik ışınlar! Morötesi, kızılötesi, x ve gama ışınları… Mikrodalga fırınlar, cep telefonları!… Bu sözcükler birçok insanı ürkütmeye yetiyor. İnsan sağlığına zararlı oldukları söyleniyor. Öyleyse neden hayatımızda varlar? Daha da önemlisi, gerçekten zararlılar mı?

Uzmanlar “ışın” dedikleri zaman aslında birbirinden farklı şeyleri kastedebilirler:

• Elektromanyetik dalga (yani bildiğimiz ışık) ve
• Çok hızlı hareket eden atom altı zerrecikler.

Ama şurası kesin ki hepsi de enerji taşıyor. Zararlı olmalarının nedeni de bu; yani taşıdıkları enerjiyi dokularımıza aktarmaları…

Işık Enerjisi

Peki ışınların neden zararlı olduğunu düşünüyoruz?

İnternet’te bizi korkutan şöyle yazılar sık sık karşımıza çıkıyor:

• “Falanca profesör ütünün yaydığı elektromanyetik dalgaların zararlı olduğunu söyledi”
• “Cep telefonunun yaydığı elektromanyetik dalgalar çocukların beynine zarar veriyor”
• “Mikrodalga fırınlar zararlıdır”

Görüp duymadığımız şeylerden korkmamız doğaldır elbette. Ama madem zararlılar, neden bu ışınlara karşı önlem almıyoruz ya da bu ışınlarla çalışan araç gereçler yapmaya devam ediyoruz?

Elektromanyetik Işınlar (Elektromanyetik Radyasyon) Nedir?

Buradan itibaren Prof. Dr. Zeki Aslan ve arkadaşları tarafından yazılmış olan “Astronomi ve Uzay Bilimleri” adlı kitaptan (biraz değiştirerek) alıntı yapıyorum:

Işık, genellikle titreşen elektromanyetik dalga olarak düşünülür; bu, suda ilerleyen dalgaya benzetilebilir. Bir sakin göle bir taş bırakıldığı zaman yayılan bir dalga katarı oluştuğunu biliriz; su zerreleri yaklaşık aynı yerde yükselip alçalırlar. Işık, aşağı yukarı ya da ileri-geri titreşen yüklü parçacıklar tarafından üretilebilir, fakat bir yerden başka bir yere parçacıkların hareketi ile iletilmez. Çünkü ışığın boşlukta, yani parçacıkların olmadığı yerde yayıldığını biliyoruz. Küçük, durgun, yüklü bir cisim alalım. Bu yüklü cismin etrafındaki uzayı etki bölgesi olarak düşünebiliriz, buna “alan” denir. Eğer bir başka yüklü parçacık (test parçacığı) bu alana konulursa sabit bir kuvvet duyar. Eğer bu iki parçacığın yükleri aynı cins ise test parçacığı itici kuvvet duyacaktır, zıt yüklü iseler test parçacığı çekici kuvvet duyacaktır. Eğer birinci parçacık bir nokta etrafında (ileri-geri) titreşime bırakılırsa test parçacığı değişen bir alan duyacak ve tepkisini titreşmekle belli edecektir. Böylece bir parçacığın titreşimi, arada hiçbir madde olmadan, diğer parçacığa aktarılabilir. Bu, ışığın boşlukta nasıl yayıldığının eksik bir modelidir. Modeli tamamlamak için şunu bilmeliyiz ki değişen elektrik alanına, değişen manyetik alan eşlik eder. Değişen manyetik alanı zihninizde canlandırmak için şu deneyi yapın: bir elinizde bir çubuk mıknatıs tutun ve yakınına bir pusula koyun. Şimdi mıknatısı sağa sola döndürün, pusula iğnesinin buna tepki olarak yapacağı hareketi inceleyin: bu hareketin görülmesi ile pusulanın yakınındaki manyetik alanın değiştiği sonucuna varırız. Burada, titreşen mıknatıs, arada hiç bir madde olmasa da, pusulayı etkileyecektir. Böylece ışığın tamamlanmış modelini elde etmiş oluyoruz: Işığı, titreşen bir yük tarafından aynı anda yaratılan değişen elektrik ve değişen manyetik alanın ürettiği elektromanyetik tedirginlik olarak tasarlıyoruz.

Işığın temel özelliği olan dalga boyu, elektromanyetik titreşimin bir tam titreşimi süresince dalganın aldığı yoldur. Frekans ise herhangi bir noktadan bir saniyede geçen dalga sayısı… Frekans ile dalga boyunun çarpımı ışık hızına eşittir. Işık hızı sabit olduğundan, dalga boyu artınca, frekans düşer.

En küçük dalga boyundan en büyük dalga boyuna ışığın bütün yelpazesine “elektromanyetik spektrum” ya da “tayf” denir. Esasında ışığın “en küçük” ya da “en büyük” dalga boyuna sahip olduğunu söylemek anlamsızdır. Bildiğimiz kadarıyla ışığın dalga boyunu sınırlayan herhangi bir sınır yoktur. Işığın dalga boyu sonsuz küçük olabilir. Onun küçüklüğünü ancak Kuantum yasaları sınırlayabilir. Bu da olsa olsa “planck uzunluğu” kadar olabilir. Aynı zamanda evren büyüklüğünde ışık dalgaları da olabilir, belki  daha da büyük.

Evren ve madde hakkında bildiğimiz hemen hemen ne varsa ışıktan, yani elektromanyetik spektrumun incelenmesinden öğreniyoruz. Elektromanyetik spektrumdan daha sonra söz edeceğiz.

Işığın dalga olarak açıklanması bazı durumlarda yetersiz kalmaktadır. Deneyler göstermiştir ki kimi zamanlarda ışık dalga gibi değil, parçacık gibi davranır. Yukarıda açıklanan dalga özelliğini de taşıyan böyle bir parçacığa foton denir. Evrende enerji bir noktadan başka bir noktaya esas olarak ışık ile taşınır (kozmik parçacıkları göz ardı edersek tabi.)

Bir fotonun frekansı ne denli büyükse, taşıdığı enerji de o denli büyük olur. Evrende ölçülebilen en düşük frekanslı dalgalar olan radyo dalgaları ile en yüksek frekanslı dalgalar olan gama ışınlarını enerji yönünden karşılaştırsak, bir gama ışını fotonunun bir radyo dalgası fotonundan 1 katrilyon kat fazla enerji taşıdığı anlaşılır. İşte radyo dalgaları bedenimize hiç zarar vermezken, gama ışınlarının zararlı olmasının nedeni de budur.

Işığın parlaklığı da önemlidir. Düşük frekanslı bir ışık ışını çok yoğun yani parlak ise, zararlı olabilir, özellikle de bunlara direk olarak bakmak gözlerimiz için zararlıdır. Söz gelişi, kaynak ışığı, güneş, elektrik arkı, projektör ışığı gibi parlak ışık kaynaklarına bakmak zararlıdır. Bu ışık kaynakları az miktarda da olsa kızılötesi ve morötesi ışınlar içerebilir. Bu ışınlar da gözün ağ tabakasında kalıcı hasara neden olurlar. Bunun en güzel örneği benim. Küçükken optik cihazlara çok meraklıydım. Dedemin eski gözlük camlarıyla güneşe bakmıştım. O gün bugündür sağ gözümde minik bir kör nokta var. O noktaya denk gelen harfleri yamuk yumuk görüyorum. Mesela “A” harfi bana “E” gibi görünebiliyor.

Işığı düşük frekanstan yüksek frekansa doğru sıralarsak, elektromanyetik tayf (ya da spektrum) denen şeyi elde ederiz. Aşağıda bunu görüyoruz:

Bu arada, sözün gelişi, kırmızı deyince onun da kendi arasında farklı frekansları var, ama bu frekanslar birbirine yakın. Tabi bu diğer renkler için de geçerli.

İnsan gözü elektromanyetik tayfın sadece %1’ini görebilmektedir. Görünür ışık bölgesi atmosferden kolayca geçebilen dalgalara karşılık gelir.

Peki ışığın maddeyle nasıl bir ilişkisi var? Yani bize nasıl zarar verebiliyor? Bunu şöyle anlatalım: Her bir ışık darbesi bize bir miktar enerji aktarır. Bu enerji genellikle ısı artışı biçimindedir. Yani ışığa maruz kaldığımız zaman ısınırız. Bu ısı artışı genellikle çok azdır ve  zarar vermez. Ancak ışık şiddeti çok fazlaysa, yani ışık çok parlaksa vücut sıcaklığımızı artırabilir.

İkinci olarak, ışık darbeleri vücudumuzdaki molekülleri parçalar. Düşük ve orta frekanslardan pek etkilenmeyiz ama yüksek frekanslı ışınlar hücrelerimize zarar verir. (Morötesi, x ve gama ışınları.) Güneşte kalan kumaşların renginin solmasının nedeni, güneş ışınlarının (özellikle de morötesi ışınlarının) kumaşa renk veren pigmentleri parçalamasıdır. Kumsalda ya da dağların zirvelerinde yanmamızın sebebi de budur. Derimiz kendini zararlı morötesi ışınlardan korumak için tepki olarak daha çok koyu renkli pigment (melanin) üretir.

Şimdi bütün bu ışık tiplerini (ki sonuçta hepsinin sadece bir tür “ışık” olduğunu unutmayalım) teker teker ele alalım.

1. Radyofrekans: Radyo, televizyon ve cep telefonlarında kullanılan dalgalardır. Bunlar büyük dalga boylu, düşük frekanslı dalgalardır. Bu dalgaların hemen hemen hiç zararı yoktur. Bu ışınların dalga boyu kilometler ila metreler mertebesindedir. Büyük dalgaboyu demek, düşük enerji demektir. Yani bu ışınların taşıdığı ve bize aktardığı enerji miktarı çok düşüktür, hissedilmez. Ayrıca, ütü, saç kurutma makinesi gibi cihazlar da bu dalgaları yayarlar. (Az miktarda…) Bunların zararlı olması için bu cihazlardan binlercesi yüzbinlercesi aynı anda çalışmalı ve ışınları bir yere odaklanmalıdır. Tıpkı normalde bizi yakmayan güneş ışınlarının mercek ile odaklandığında yakıcı olması gibi yani… Cep telefonlarındaki dalgaların zararlı olduğu kanıtlanamamıştır. Zararlı olabilmesi için bugünkü dozajının binlerce katı gerekir. Ancak çocuklarda aşırı maruz kalma durumunda zarar verebileceği düşünülmektedir. (Kanıtlanmış bir şey yok!)

2. Mikrodalgalar: Bunlar suyu direkt ısıtan dalgalar olduğu için, deriyi de ısıtırlar. Mikrodalgaların frekansı, su moleküllerinin doğal titreşim frekansıyla aynı olduğundan su molekülleri tarafından soğurulurlar. Bu yüzden mikrodalga fırınlarında yiyecekler çabucak ısınır, çünkü yiyeceklerin içinde su vardır. Gerçi mikrodalga fırınlarından korkmanıza gerek yok, çünkü onların kapağı perdelenmiştir. Mikrodalga ışınlar, fırının kapağındaki deliklerden geçemezler. Mikrodalgaların dalga boyu, deliklerin çapından büyüktür. Yani fırının içine elinizi sokmadığınız sürece sorun yok. Eğer böyle bir şey yapacak olursa, elimizin ısındığını hissedip geri çekeriz zaten.

3. Kızılötesi Işınlar: Bunlar da zararsızdır. Yaz akşamları, güneş battıktan sonra kayalardan ve taş duvarlardan bir sıcaklık yayıldığını hissetmişsinizdir. Dünya yüzeyindeki her nesne gün boyu güneşten gelen elektromanyetik radyasyonu (yani ışığı) soğurur ve bu ışınların ilettiği enerji sayesinde ısınır. Gece boyunca da soğurduğu bu enerjiyi kızılötesi ışık şeklinde geri yayınlar. Dünya böylece soğur. Derimiz kızılötesi ışınlara duyarlıdır. Sobaya yaklaştığımızda hissettiğimiz sıcaklık, aslında kızılötesi ışınların derimiz tarafından algılanmasıdır.

4. Görünür Işık: Çok parlak bir ışık kaynağına uzun süreli bakmadığnız sürece sorun yok. Görmemizi sağlarlar.

Bundan sonraki ışık tipleri yüksek frekanslıdır ve hepsi zararlıdır, çünkü frekansları yüksektir ve taşıdıkları enerji miktarı da fazladır. Bu ışık tipleri molekülleri parçalar ve atomları iyonlaştırır. Yani gülle gibi çarptığı yeri dağıtıyor, bedenimizin yapıtaşı olan atom ve moleküllerin yapısını bozuyor. Frekans yükseldikçe zarar verme oranı artıyor.

5. Morötesi Işık: Zararlıdır. Aşırı dozda alınırsa deri kanserine neder olabilir. Atmosfer tarafından çoğu filtrelenir. Yani atmosferdeki ozon tabakası bu ışınları geçirmez, bizi güneşten gelen morötesi ışınlardan bu tabaka korur.

6. X (Röntgen) Işınları: Kansere neden olur. Merak etmeyin, çevremizde X-ışını yayan doğal kaynak yoktur. Olsa bile bu ışınlar atmosferden geçemezler. Aslında eski tüplü televizyonlar az miktarda X-ışını yayıyorlardı. İlk üretilen TV’lerin camları kurşunsuzdu, o nedenle çevreye bir miktar X-ışını yayıyorlardı. İşte bu yüzden uzmanlar “TV’yi yakından izlemeyin” diyorlardı. Ama sonra bu tüplerin içine kurşun katılmaya başlandı. Kurşun, X-ışınlarını geçirmez. Ama efsane, “TV’yi yakından izlemeyin gözleriniz bozulur,” şeklinde yaşamaya devam etti. Adından da anlaşılacağı gibi, röntgen cihazları içimizi X-ışınlarını kullanarak görüntülerler. Bu ışınlar zararlı olduğu için gereksiz yere röntgen filmi çektirmek iyi değildir. Özellikle panaromik çene röntgeni gibi çekimi uzun pozlamalı röntgen filmlerinin çekimi sırasında X-ışınlarına biraz daha fazla maruz kalıyoruz. Ancak şunu da unutmamalıyız ki, bu cihazların yaydığı radyasyon miktarı uzmanlar tarafından dikkatle ayarlanmıştır. Yine de özellikle çocuklarda gereksiz röntgen filmleri çekilmesinden kaçınmak gerekir.

7. Gama Işınları: Çok zararlıdır. Az bir miktarda bile bu ışınlara maruz kalsanız, kanser olursunuz. Çevremizde doğal gama ışını kaynağı yoktur. Uzaydan gelen gama ışınlarını da atmosfer büyük oranda engellemektedir.

Bir de elektromanyetik olmayan radyasyon vardır. Bunlar çok enerjik atomaltı zerrelerdir. Mesela protonlar ve elektronlar gibi… Bunları da özetleyelim:

Alfa ışınları: Bunlar Helyum atomu çekirdekleridir. Yani bir proton ve bir nötron. Radyoaktif maddeler tarafından yayınlanır. Çok zararlıdır. Kansere neden olur. Atom bombası ve nükleer patlamalarda ortaya çıkar. Onun dışında çevremizde bulunmaz. (Yerkabuğu tarafından bir miktar yayınlanır.)

Beta Işınları: Hareket eden serbest elektronlardır. Atmosferde bir kaç cm’den fazla ilerleyemezler. Beta ışınları ile katod ışınları aynı şeydir (hızları farklı). Beta ışınları deriye nüfuz edebilir ve yüksek frekanslı ışınlar gibi zarar verebilir. Beta ışınları kanser tedavisinde, malzemelerin kalınlığının ölçülmesinde, elktron mikroskoplarında ve eski tüplü TV’lerde kullanılır. TV içinde bulunan katod ışınları TV’nin camından geçemez.

Kozmik Işınlar: Kozmik ışınlar içinde alfa, beta ışınları ve çeşitli atomaltı zerreler bulunduran, evreninin çeşitli yerlerinden gelen radyasyondur. Bu radyasyonun pek azı dünya atmosferinden geçebilir. Uzayda ise uzun süre kalanlar için tehlikelidir. Uzaya giden astronotlar zaman zaman gözlerinin önünde ışık çakmaları görürler, işte bunlar gözlerine giren kozmik ışınlardır. Uzayda kalan astronotların kaskları ve giysileri mikroskop altında incelendiğinde bunların yüzeyinin hasar gördüğü görülür, bu hasarın nedeni çarpan kozmik ışınlardır.

Güneş Radyasyonu: Güneş, ışık dışında radyasyon da yayar. Güneşten kopan alfa ve beta ışınları dünyaya kadar gelirler, ama Van Allen kuşakları ve atmosfer tarafından engellenirler. Güneş fırtınaları sırasında bu radyasyonun miktarı artar ve uyduları bozabilir, yer yüzündeki elektronik cihazlara da zarar verebilir.

Şimdi aklımıza bir soru takılabilir: Atmosfer dışında bulunan astronotlar bu ışınlardan zarar görmüyorlar mı? Bunun yanıtı, astronotlar uzayda uzun süre kaldıklarında gerçekten de bu ışınlardan zarar görebilirler. Bu nedenle Mars gibi uzun süren yolculuklarda önlem almak gerekecektir. Ay’a giden astronotlarda herhangi bir hasar görülmemiştir, çünkü Ay’a gidiş geliş çok uzun sürmemiştir. Bu konuda en son yapılan bir araştırma (Mars’a gidecek astronotların) haftada bir tam CT taraması yaptırmış kadar radyasyona maruz kalacaklarını söylüyor. Bu miktar da astronotların kanser riskini %3 arttıracak kadarmış.

Peki, çevremizde hiç mi zararlı radyasyon kaynağı yok. Var tabii… Mesela DÜNYA’nın kendisi büyük bir radyasyon kaynağıdır. Yer kabuğunda bulunan Uranyum az miktarda da olsa alfa, beta ve gama ışınları yayınlar. (Doğal radyasyon dozu denen miktar.)

Size başka radyasyon kaynağı da Güneş’tir. aslında Güneş deri kanserlerinin en önemli nedenidir. Siz cep telefonu ve ütüden korkarken asıl tehlikeyi gözden kaçırabilirsiniz.

Ve Tabi Nükleer Santraller, nükleer silahlar vs. da zararlı radyasyon kaynaklarıdır ve kaza olması durumunda hem çevreye hem de insan sağlığına büyük zarar verirler.

Bütün bunlar bir yana, esasında insana en zararlı olan şey cehalettir. Kötü niyetli cahil kimseler, İnternet ortamını kullanarak yalan yanlış bilgilerini yaymaktadırlar. Esas olarak kendimizi bunlardan korumalıyız.