קרינה מייננת
סוגי קרינה

סוגים שונים של קרינה נוצרים כתוצאה מדעיכה רדיואקטיבית, היתוך גרעיני, ביקוע גרעיני, קרינה מחומרים שחוממו לחום גבוה מאוד (קרינת גוף שחור) ועל ידי מאיצי חלקיקים.
חלקיק מסוגל ליינן רק כאשר הוא בעל אנרגיה גבוהה, אז יש ביכולתו לקיים אינטראקציה עם האטומים של החומר דרכו הוא עובר. היות שפוטונים מקיימים אינטראקציה עם חלקיקים בעלי מטען חשמלי, פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה מהווים קרינה מייננת. סף האנרגיה בה היינון מתחיל ברקמות ביולוגיות הוא בתחום העל-סגול של הספקטרום האלקטרומגנטי; כוויית שמש היא תוצאה של אינטראקציה מעין זו. חלקיקים מאסיביים בעלי מטען חשמלי, כגון אלקטרונים, פוזיטרונים וחלקיקי אלפא, מקיימים אף הם אינטראקציה עם חלקיקים בעלי מטען חשמלי כגון אטומים או מולקולות. לכן, אם האנרגיה שלהם מעל סף אנרגיית היינון, הם מייננים בצורה ישירה. אף על פי שלנייטרונים אין מטען חשמלי ושהם אינם מקיימים אינטראקציה עם אלקטרונים, נייטרונים בעלי אנרגיה גבוהה (שנקראים נייטרונים מהירים) מסוגלים לבצע אינטראקציה עם פרוטונים ואף עם נייטרונים אחרים. לכן, גם הם למעשה מייננים, גם אם בצורה עקיפה. אינטראקציה זו דומה להתנגשות בין כדורי ביליארד - הכדור הפוגע עוצר והכדור הנפגע מתחיל לנוע ולוקח איתו את האנרגיה של הכדור הראשון. בצורה כזו, הנייטרונים הפוגעים מייצרים זרם של פרוטונים בעלי אנרגיה גבוהה, המייננים, בתורם, את האטומים בסביבה.
סוג אינטראקציה נוסף המתרחש בין נייטרון לחומר הוא בליעת הנייטרון על ידי אטום. כשגרעין אטום בולע נייטרון שפוגע בו, האטום הופך (בדרך כלל) לאיזוטופ רדיואקטיבי, המקרין בשעת הדעיכה הרדיואקטיבית שלו. לכן, קרן של נייטרונים מהירים מהווה קרינה מייננת.
בתמונה השלישית, קרני גמא מיוצגות על ידי קו גלי וחלקיקים בעלי מטען חשמלי ונייטרונים מיוצגים על ידי קווים ישרים. העיגולים הקטנים מייצגים מקומות בהן קיימים תהליכי יינון.
כשקרני אלפא עוברות בחומר הן מייננות את האטומים שבמסלולם. תוצרי היינון הם בדרך כלל יונים אטומים חיוביים ואלקטרונים חופשיים. כאשר חלקיקי בטא בעלי אנרגיה גבוהה עוברים דרך חומר הם מייצרים קרינת בלימה (Bremsstrahlung) או אלקטרונים משניים (שנקראים קרני δ), ושני אלו מייננים את החומר בסביבתם. בשונה מקרני אלפא ומקרני בטא, קרני גמא אינן מייננות את החומר (אלא רק את האלקטרונים שבתוך האטום) שנמצא על מסלולן. הן מקיימות שלושה סוגי אינטראקציה עם סביבתן: האפקט הפוטואלקטרי, אפקט קומפטון ויצירת זוג. בתמונה התחתונה משמאל ("אינטראקציה של קרינה מייננת עם חומר") ניתן לראות דוגמה לשתי התנגשויות קומפטון, זו אחר זו. בכל התנגשות כזו, קרינת הגמא (=הפוטון) מעבירה חלק מן האנרגיה שלה לאלקטרון, ולאחר מכן ממשיכה בכיוון חדש, עם אנרגיה פחותה. בתחתית תמונה זו מופיע נייטרון המתנגש בפרוטון; הפרוטון משתחרר מהגרעין בו הוא נמצא ונהפך לפרוטון רתיעה מהירה, המיינן את החומר על מסלולו. בסוף מסלולו נלכד הנייטרון על ידי גרעין אטומי בריאקציה שמסומנת (n,γ) - כלומר כליאת נייטרון ויצירת פוטון.
האלקטרונים והיונים הנוצרים על ידי מעבר קרינה מייננת מסוגלים לגרום נזק לרקמות ביולוגיות חיות. כאשר מנת הקרינה מספיק גבוהה ניתן לראות השפעה מיידית, בצורת הרעלת קרינה. מנות נמוכות יותר גורמות לנזק מאוחר, כגון סרטן וגידולים ממאירים. ההשפעה של מנות קרינה נמוכות מאוד (בין אם ממקורות טבעיים כגון קרינה קוסמית וקרינה מהתפרקות הגז הטבעי רדון, ובין אם ממקורות מלאכותיים כמו קרינת-X רפואי ופליטות מתחנות כוח גרעיניות) שנויה במחלוקת. דו"ח של המועצה למחקר לאומי של ארצות הברית משנת 2005 הסיק כי הסכנה ממקורות אלו ובמינונים אלו היא יחסית נמוכה. מצד שני, בשנת 2008 פרסם משרד הבריאות הישראלי הנחיה לכל רופאיו להקטין כמה שאפשר את חשיפת המטופלים לקרינה מייננת כאשר הדבר לא נחוץ לאבחון הרפואי.
על הרופא לשקול את הסיכון מול התועלת בעת הפניית מטופל לבדיקת אבחון הכרוכה בקרינה ולהימנע מביצוע בדיקה עם קרינה אם קיים תחליף ללא קרינה... ולהימנע מבדיקת הצנתור הווירטואלי (ס. ט. של עורקי הלב) על בסיס שגרתי
ההחלטה התבססה על שלושה מחקרים שהתפרסמו בשנת 2007:
מחקר שהתפרסם בעיתון הרפואי סירקוליישן בו טענו חוקרים אמריקאים מאוניברסיטת קולומביה ואוניברסיטת מדינת פנסילבניה כי על המערכת הרפואית להכין פרוטוקולים כדי לצמצם את כמות הקרינה במהלך בדיקות לאבחון מחלות לב.
מאמר שהופיע בעיתון JAMA בו נאמר: "הצנתור הווירטואלי כרוך במנות קרינה רבות במיוחד שמגדילות את הסיכון לפתח סרטן".
מחקר שנערך על ידי קבוצת מדענים איטלקיים מהמכון לפיזיולוגיה קלינית בפיזה שמצאו ששליש מתוך מיליארדי הבדיקות האבחוניות המבוצעות ברחבי העולם מדי שנה הן בדיקות לאבחון לב וכלי דם, ומרביתן כרוכות בחשיפה לקרינה מייננת.
חומרים רדיואקטיביים בדרך כלל פולטים קרינת אלפא, קרינת בטא וקרני גמא. ניתן לעצור קרינת אלפא וקרינת בטא בקלות - קרינת אלפא נעצרת על ידי דף נייר וקרינת בטא נעצרת על ידי פיסה דקה של אלומיניום. לכן, אם מקור אלפא או בטא נמצא מחוץ לגוף, רוב הקרינה נבלמת בעור או בשרירים ולא מגיעה לאיברים הפנימיים.
רוב הנזק שנובע מקרינת אלפא ובטא מתרחש כאשר חומרים אלו נוצרים בתוך הגוף עצמו או כשהם מוכנסים לגוף, למשל על ידי שאיפה, בליעה או אכילה. לעיתים, החדרת כמות קטנה של חומר רדיואקטיבי יכולה לגרום לנזק רב אם כל החומר מתרכז באיבר מסוים. לדוגמה, הגוף מתייחס ליוד רדיואקטיבי בדיוק כמו ליוד שאינו רדיואקטיבי ומרכז אותו בבלוטת התריס; הצטברות של יוד רדיואקטיבי בבלוטת התריס יכולה להוביל לסרטן בלוטת התריס.
קרני גמא מייננות פחות מקרני אלפא ובטא, לכן הקרן נחלשת פחות עבור כל ס"מ שהיא עוברת בחומר (לעומת חלקיק טעון). כתוצאה מכך הגנה מפני קרני גמא מצריכה מיסוך עבה יותר. חדר לטיפול ברדיותרפיה מוקף קירות עבים ביותר הנועדים למיסוך הצוות מן הקרינה. הנזק הנגרם על ידי קרינת גמא דומה לנזק שנגרם על ידי קרני רנטגן וכולל גם כוויות וסרטן הנגרם ממוטציות. תאי הזיווג באדם מתנגדים למוטציות בשתי דרכים: על ידי תיקון הטעות ב-DNA או על ידי אפופטוזה של התא שסבל ממוטציה.
קרינה בלתי מייננת נחשבת כבלתי מזיקה כל עוד עוצמתה אינה מספיק גבוהה כדי לגרום לחימום יתר של הרקמות בהן היא עוברת.