Erradiazio ionizatzaile

Erradiazio mota honek substantzien egitura molekularra kaltetu dezake, energia zuzenean atomoetara transferitzearen ondorioz (ionizazio zuzena) edo elektroien bigarren mailako emisioaren ondorioz (zeharkako ionizazioa). Are gehiago, ehun biologikoetan eragin ditzakeen kalteak oso larriak izan daitezke, ur-molekulen alterazioagatik, erradiazioak ur-molekulen elektroi bat kanporatzea eragiten baitu. Horrela, erreaktibotasun handiko produktuak sortzen dira, efektu oxidatzaileak edo erreduktoreak dituztenak. Erradiazioak izaki bizidunengan dituen eragin horiek erradiobiologiak aztertzen ditu.

Beste erradiazio mota batzuk, hala nola argi ikusgarria, izpi infragorria edo irrati-uhinak ez dira ionizatzaileak, ez baitute energia nahikorik.

Erradiazio ionizatzaileak substantzia erradioaktiboetatik etor daitezke (hots, erradiazio horiek berez igortzen dituzten substantzietatik) , edo sorgailu artifizialetatik, hala nola X izpien sorgailuetatik edo partikula-azeleragailuetatik.

Wilhelm Conrad Roentgenek 1895ean X izpiak aurkitu zituenetik, erradiazio mota hau medikuntzan eta industrian erabiltzen da. X izpien gailuak oso ezagunak dira eta osasun arloan erabiltzen dira bai diagnostikoan (gammagrafia moduan), bai tratamenduetan (erradioterapia onkologikoan edo kobaltoterapian), baita partikula-azeleragailuetan ere.

 Erradiazio ionizatzaileen sailkapena 

 Fotoiak ala partikulak diren irizpidearen arabera 

 Erradiazio elektromagnetikoa: materia ionizatzeko adina energia duten fotoiek osatzen dute (hau da, dozenaka elektronvolt baino gehiago). Jatorriaren eta energiaren arabera, X izpiak eta gamma izpiak bereizten dira.
 Erradiazio korpuskularra: partikulez osaturiko erradiazioa da. Alfa erradiazioa (helio-nukleoak), beta partikulak (energia altuko elektroiak eta positroiak), protoiak eta neutroiak barne hartzen ditu. Oro har, izpi kosmikoen bidez edo energia altuko azeleragailuetan (pioiak edo muoiak) sortzen dira.

 Sortutako ionizazioaren iturriaren arabera 

 Erradiazio zuzenki ionizatzailea: Edozein masadun partikula kargatuk atomoak ioniza ditzake zuzenean, Coulomben indarraren bidez, energia zinetiko nahikoa badu. Partikula horien artean daude nukleo atomikoak, elektroiak, muoiak, pioi kargatuak, protoiak eta elektroirik gabeko nukleo kargatu energetikoak. Abiadura erlatibistetan mugitzen direnean (argiaren abiaduratik hurbil, c), partikula horiek energia zinetiko nahikoa dute ionizatzeko.
 Zeharkako erradiazio ionizatzailea: fotoiek, neutrinoek edo neutroiek bezalako partikula ez-kargatuek sortzen dute. Hauek materia zeharkatzean, harekin elkarreragiten dute, partikula kargatuak sortu eta partikula horiek beste atomo batzuk ionizatzen dituzte. Horren adibide da gamma erradiazioa. 

 Erradiazio iturriaren arabera 

 Erradiazio naturala: Gizakiek ekoizten ez duten erradiazioa da. Erradiazio mota hau iturri ezberdinetako hainbat isotopoetatik etor daiteke. Iturri hauek izan daitezke; airea ( Rn-222 edo C-14), giza gorputza (C-14 edo U-235), elikagaiak (adibidez, Na-24 edo U-238) eta lurrazaleko haitzak (K-40). Espaziotik ere etor daiteke izpi kosmiko bezala. Guztira, gizaki batek jasotzen duten erradiazio ionizatzailearen % 80 baino gehiago iturri naturaletatik dator.
 Erradiazio artifiziala: gizakiak garatutako jarduerek sortzen dute, hala nola erradiologian erabiltzen diren tresnek, non batzuk erradioterapian erabiltzen diren, naturan existitzen ez diren material erradioaktiboek (erreaktore nuklearrek edo azeleragailuek sortuak) edo gizakiek zuzenean kimikoki kontzentratzen dituzten materialek. Erradiazio artifizialen eta erradiazio naturalen izaera fisikoa berdina da. Adibidez, X izpi naturalak eta X izpi artifizialak, biak X izpiak dira (fotoiak edo uhin elektromagnetikoak, elektroi atomikoen deskitzikapenetik datozenak). Bigarren Mundu Gerran potentzia nuklearrek, Gerra Hotzaren hasieran atmosferara egindako proba atomikoetan edo Txernobylgo istripuaren ondorioz egindako leherketen hondarrek fisio nuklearretik eratorritako erradioisotopo artifizialak sortzen dituzte (batez ere, zesio 137). Semidesintegrazio-periodo luzeena duten isotopoak hamarnaka urtez detektatu ahal izango dira lurrazal osoan.

 Erradiazio ionizatzailea neurtzeko unitateak 
Gizakiek ez dute inolako zentzumenik erradiazio ionizatzaileak hautemateko. Hala ere, badaude materiak xurgatzen duen erradiazio ionizatzailearen kantitatea jaso eta neur dezaketen hainbat tresna mota: Geiger kontagailuak, gas-ionizazioko detektagailuak, dirdira-gailuak edo zenbait erdieroale.

Erradiazio ionizatzailea neurtzeko unitate ezberdinak daude Nazioarteko Unitate Sisteman (SI), xurgatutako dosiaren eta dosi baliokidearen artean bereizten da. Xurgatutako dosia magnitude fisikoa da, gorputz bat erradiazio ionizatzaile baten eraginpean egotearen ondorioz masa unitateko xurgatutako energia kantitatea neurtzen du, eta Gray-tan (Gy) neurtzen da. Dosi baliokidea, ordea, erreferentziazko erradiazio batek ehun baten masa-unitateari transferitu beharko liokeen energia izango litzateke. Aztertutako erradiaziotik xurgatutako dosiaren efektu biologiko bera sortzeko. Eta haren neurri-unitatea  sievert-a«Radiació ionitzant». Gran Enciclopèdia Catalana. Bartzelona: Grup Enciclopèdia Catalana. [Kontsultatu: 22 gener 2022]. da (Sv). Horrez gain, jarduera erradioaktiboa gutxitzeko balio duen becquerela dago (Bq). Bai gray-a eta bai sievert-a unitate eratorriak dira, eta J · kg-1 eran adierazten dira. Hala ere, izen bereziak eman zitzaizkien, kilogramoko joule«El sistema internacional d'unitats (SI) 9a edició 2019» (PDF) (frantsesez) or. 29 eta 64. BIMP.  notazioa erabiltzean egon daitezkeen akatsak saihesteko.

 Erradiazio ionizatzailea eta osasuna 
Esan bezala, izaki bizidunek erradiazio ionizatzaile esposizio maila baxuak jasaten dituzte, eguzkitik, arroketatik, lurzorutik, organismo bereko iturri naturaletatik eta iraganeko proba nuklearretako hondakin erradioaktiboetatik igorritakoak. Horrez gain, erradiazioaren zati bat ere etor liteke zenbait produktutatik, ospitaleetatik eta energia nuklearrarekin eta ikatzarekin lotutako instalazioek askatutako material erradioaktiboetatik. 

Erradiazio gehien jasaten duten langileak ondorengoak dira: astronautak (erradiazio kosmikoaren ondorioz), medikuak edo X izpiekin lan egiten dutenak (ikertzaileak barne) eta instalazio erradioaktibo edo nuklear batean lan egiten dutenak. Are gehiago, X izpien eta medikuntza nuklearraren azterketa bakoitzarekin erradiazio gehigarri bat jasotzen da; kantitate hau ikerketa motaren eta kopuruaren araberakoa da. 

Ez da frogatu inguruneko erradiazio ionizatzaile maila baxuen eraginpean egoteak gizakien osasunari eragiten dionik. Izan ere, zenbait ikerketak onuragarriak izan litezkeela diote (hormesiaren hipotesiak, kasu) .  

Hala ere, babes erradiologikoan aritzen diren erakundeek hipotesi kontserbatzailea babesten dute. Izan ere, dosi ertainetan eta oso txikietan ere, erradiazio ionizatzaileek minbizia izateko probabilitatea handitu egiten dute, eta probabilitate hori handitu egiten da jasotako dosiaren arabera (atalaserik gabeko eredu lineala)https://archive.today/20130801115432/http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1566496. Dosi txiki horietan sortzen diren efektuei probabilitate- edo estatistika-efektu deritze, eta baita efektu estokastiko ere. 

Erradiazio ionizatzaile dosi handiak hartzeak larruazalean erredurak, ileen erorketa, goragaleak, gaixotasunak eta are heriotza eragin dezake. Ondorioak izango dira jasotako erradiazio ionizatzaile kantitatearen eta jasotako erradiazioaren iraupenaren araberakoak,  baita faktore pertsonalen araberakoak ere. Adibidez, sexua, zein adinetan jaso zen erradiazioa, eta osasun- eta nutrizio-egoeraren menpekoak izan daitezke faktore horietako batzuk. Dosia handitzeak ondorio larriagoak eragiten ditu.

Frogatuta dago 3-4 Sv-eko dosi batek heriotza eragiten duela aztertutako kasuen % 50ean. Dosi handietan sortutako efektuei deterministak edo ez-estokastikoak esaten zaie, efektu estokastikoen aurrean.Ikus, ere: Irradiazio akutuaren sindromea

 Erradiazioaren eta materiaren arteko elkarreragina 
Kargatutako partikulek, hala nola elektroiek, positroiek, muoiek, protoiek, ioiek edo beste partikula batzuek, atomoen geruza elektronikoari eragiten diote zuzenean, indar elektromagnetikoaren ondorioz. Adibidez, gamma izpiek eta materiaren atomoek elkarri eragiten diote. Elkarrekintza honetan, hiru mekanismo aipa daitezke:

Xurgapen fotoelektrikoa: gamma fotoi erasotzailea desagertzen den interakzioa da. Horren ordez, material xurgatzailearen geruza elektronikoetako batean fotoelektroi bat sortzen da, fotoi erasotzailearen energiatik datorren energia zinetikoarekin; eta elektroiaren jatorrizko geruzako lotura-energia galdu egingo da.

Compton efektua: elektroi lotu baten eta fotoi erasotzaile baten arteko talka elastikoa da. Bien arteko energia banaketa dispertsio-angeluaren menpekoa izango da.

Pareen ekoizpena: prozesua material xurgatzailearen nukleo baten eremuan gertatzen da eta elektroi-positroi pare bat sortzean datza, gamma fotoi erasotzailea desagertzen den puntuan. Positroia, antimateria forma bat denez, bere energia zinetikoa mespretxagarria bihurtzen denean, material xurgatzailearen elektroi batekin bat egingo du; horrela, bere burua suntsitu eta fotoi bikote bat sortuko du.

Neutroiek materiaren nukleoekin elkarreragiten dute honako efektu hauen bidez:

 Aktibazioa: neutroien eta nukleoen arteko elkarrekintza guztiz inelastikoa da. Horren bidez, neutroia xurgatu egiten da eta isotopo ezberdin bat sortzen da. ADSetan sortutako transmutazioaren oinarria da.
 Fisioa: interakzio honen bidez, neutroiak nukleo astun bati atxikitzen zaizkio (uranio-235 nukleoari, adibidez), hura kitzikatuz. Ondorioz, nukleoa ezegonkorra bilakatzen da eta bi nukleo arinagotan, hau da, bi partikulatan, banatzen da. Horrez gainera, fisioa erreaktore nuklearren oinarria da.
 Talka inelastikoa: interakzio honetan neutroiak bere energiaren zati bat lagatzen du nukleoarekin talka egin eta gero. Emaitza neutroi bat eta nukleo kitzikatu bat izango dira. Azkenekoak gamma erradiazioak igortzen ditu; denbora igaro ahala, gamma erradiazio hauek ionizatzaileak bihurtuko dira.

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 

 Kritikotasun istripu
 Deabruaren nukleoa

 Kanpo estekak 

Kategoria:Erradioaktibitatea
Kategoria:Erradiobiologia
Kategoria:Kartzinogenoak
Kategoria:Erradiazio ionizatzailea
Kategoria:Erradiazioaren eragina osasunean