مواد پرتوزا و تشعشعات بخشی از محیط زیست ما هستند. برخی از تشعشعات موجود در محیط زیست، از تشعشعات کیهانی فضای بیرونی زمین منشا می گیرند. برخی دیگر هم از مواد پرتوزایی که به طور طبیعی در زمین و بدن ما وجود دارند، می آید. این موارد با هم به عنوان تشعشعات پس زمینه شناخته می شوند.

همه افراد روزانه در معرض تشعشعات پس زمینه هستند. علاوه بر این، تشعشعات و مواد پرتوزا توسط بسیاری از فعالیت های انسانی نیز تولید می شوند. تابش توسط تجهیزات اشعه ایکس و توسط شتاب دهنده های ذرات مورد استفاده در تحقیقات و پزشکی تولید می شود. مواد رادیواکتیو در راکتورهای هسته ای و شتاب دهنده های ذرات تولید می شوند.

امروزه پرتو یکی از ابزارهای رایج و ارزشمند در پزشکی، تحقیقات و صنعت است. مواد پرتوزا در پزشکی برای تشخیص بیماری ها و در دوزهای بالا برای درمان بیماری هایی مانند سرطان استفاده می شود. همچنین، دوزهای بالای تابش این مواد برای از بین بردن باکتری های مضر موجود در غذا و افزایش ماندگاری محصولات تازه نیز استفاده می شود. مواد پرتوزا در تعدادی از محصولات مصرفی، مانند آشکارسازهای دود و برای بسیاری از اهداف تحقیقاتی و صنعتی دیگر استفاده می شود.

تشعشات مواد پرتوزا

مواد پرتوزا دارای هسته ناپایدار هستند. در بسیاری از موارد این بدان معناست، که ماده دارای نوترون های زیادی است. اتم ها با تقسیم شدن به قطعات یا انتشار تشعشع، ناپایداری را برطرف می کنند. در اثر این عمل ممکن است ماده تعداد پروتون‌ های هسته خود را تغییر دهد و یا به عنصر دیگری تبدیل شود. به عنوان مثال، اورانیوم-۲۳۸ یک ذره آلفا ساطع می کند و تبدیل به توریم-۲۳۴ می شود. مواد پرتوزا ممکن است، ذرات زیر را از خود تابش کنند. این ذرات عبارتند از:

ذرات آلفا

ذرات آلفا، دو پروتون هستند که به دو نوترون متصل شده اند. اساساً این ذرات هسته یک اتم هلیوم هستند. در مقایسه با سایر اشکال تابش، ذرات آلفا سنگین هستند و قدرت کمی برای نفوذ به ماده دارند. چند سانتی متر هوا یا یک ورق کاغذ تنها چیزی است که برای مسدود کردن آنها لازم است.

با این حال، اگر مواد پرتوزا بلعیده شوند، تشعشع آلفا می‌ تواند در داخل بدن انسان ویرانی ایجاد کند زیرا در ریه ‌ها و سایر اندام‌ های حیاتی نفوذ می کند. در داخل زمین، ذرات آلفایی که توسط مواد معدنی رادیواکتیو منتشر می شوند به محفظه هایی از گاز هلیوم تبدیل می شوند. عناصری که تشعشعات آلفا را ساطع می کنند، شامل اورانیوم و پلونیوم هستند.

ذرات بتا

همانند ذرات آلفا، تابش بتا از هسته یک اتم ناپایدار می آید. ذرات بتا الکترون هستند و جرم آنها بسیار کوچک تر از ذرات آلفا است. قدرت نفوذ آن ‌ها تا حدودی قوی‌ تر از آلفا است و برای مسدود کردن آن‌ها به چند میلی ‌متر پلاستیک یا مواد سبک دیگر نیاز است. مانند تابش آلفا، ذرات بتا بار الکتریکی دارند. بتاها دارای بار ۱- هستند و آلفاها به دلیل داشتن دو پروتون دارای بار ۲+ هستند. سزیم-۱۳۷ و استرانسیم-۹۰ رادیواکتیو، نمونه هایی از ساطع کننده های بتا هستند.

اشعه گاما

پرتوهای گاما، مانند نور مرئی، امواج رادیویی، مادون قرمز و اشعه ایکس، شکلی از تابش الکترومغناطیسی هستند. برخلاف ذرات آلفا و بتا، پرتوهای گاما جرم و بار الکتریکی ندارند. هنگامی که یک اتم ناپایدار تشعشع گاما می دهد، عنصر ثابت می ماند.

برای مثال، باریم در شکل رادیواکتیو پس از تولید اشعه گاما، همچنان باریم است. محافظت در برابر گاما به محافظ سرب یا بتن نیاز دارد، زیرا تابش بسیار پرانرژی است. اشعه گاما شبیه به اشعه ایکس است، اما قدرت نفوذ بیشتری دارد. تولید کنندگان پرتو گاما، شامل سزیم-۱۳۷، کبالت-۶۰ و پلوتونیوم هستند.

پرتوهای مواد پرتوزا چگونه بر سلامتی تأثیر می گذارند؟

تشعشعات مواد پرتوزا هنگامی که باعث ایجاد تغییراتی در سلول های بدن انسان می شوند، بر سلامتی تأثیر می گذارند. این کار را با شکستن پیوندهای شیمیایی که گروه هایی از اتم ها را در کنار هم نگه می دارند، انجام می دهند. به عنوان مثال، مولکول های DNA که حاوی اطلاعات ژنتیکی یک فرد هستند و عملکردهای شیمیایی و فیزیکی سلول های انسان را کنترل می کنند. در صورت آسیب دیدن، مولکول های DNA در اکثر موارد قادر به ترمیم آسیب هستند. اما در برخی موارد، آسیب به مولکول‌های DNA بر توانایی سلول ‌ها برای انجام کار و انتقال اطلاعات به سلول‌ های جدید تأثیر می ‌گذارد و باعث بروز مشکلات سلامتی شدیدی می شود.

تابش چه اثراتی بر سلامتی دارد؟

اطلاعات زیادی در مورد اثرات سلامتی ناشی از دوزهای زیاد تشعشع مواد پرتوزا، دریافت شده در مدت زمان کوتاه شناخته شده است. در دوزهای بالای تابش، یک سلول انسانی می تواند به شدت آسیب ببیند یا از بین برود. در دوزهای پایین تر، سلول می تواند آسیب را ترمیم کند و زنده بماند. قرار گرفتن در معرض تشعشع ممکن است منجر به اثرات مختلف بر سلامتی شود. نوع و احتمال اثرات تولید شده، به طور کلی به دوز تابش دریافتی بستگی دارد.

این اثرات می تواند منجر به مشکلات سلامتی برای افراد در معرض تابش یا نقص ژنتیکی شود، که ممکن است در فرزندان آنها نیز ظاهر شود. تابش پس زمینه نمونه ای از دوز کم تابش و نرخ دوز پایین است.  توصیه می شود از قرار گرفتن طولانی مدت در برابر تابش، شدیدا خودداری کنید.

برخی از افراد نسبت به سایرین نسبت به اثرات مضر تشعشع حساس تر هستند. تعدادی از عوامل وجود دارد که بر حساسیت فرد به تشعشع تأثیر می گذارد. این عوامل شامل سن، جنسیت و عوامل ژنتیکی است. به طور کلی، کودکان در معرض خطر بیشتری نسبت به بزرگسالان هستند. خطر ابتلا به سرطان سینه در میان زنانی که در معرض اشعه قرار دارند، در میان زنانی که قبل از ۲۰ سالگی در معرض پرتو قرار گرفته اند، بسیار بیشتر است.

در زنان، خطر ابتلا به سرطان سینه و تخمدان در اثر تشعشع زیاد است. اما شواهد واضحی مبنی بر اینکه پرتوها باعث ایجاد سرطان سینه یا پروستات در مردان می شود، وجود ندارد. همچنین دیده می شود که زنان بیشتر از مردان به سرطان تیروئید ناشی از تشعشع مبتلا می شوند.

همچنین افرادی که دارای برخی بیماری های ژنتیکی از قبل موجود هستند، حساسیت بیشتری نسبت به اشعه دارند، به خصوص اگر پرتو درمانی دریافت کرده باشند. به عنوان مثال، کودکانی که از نظر ژنتیکی مستعد ابتلا به سرطان شبکیه (رتینوبلاستوم) هستند و تحت درمان با اشعه قرار می گیرند، در معرض خطر ابتلا به سرطان استخوان پس از درمان نیز هستند.

آیا همه بافت ها و اندام ها به یک اندازه به تشعشع حساس هستند؟

مشخص شده است که تابش باعث ایجاد سرطان در اکثر بافت ها و اندام های بدن می شود. با این حال، بافت ها و اندام های مختلف درجات مختلفی از حساسیت را نشان می دهند. بافت ها و اندام هایی که حساسیت بالایی از خود نشان می دهند عبارتند از:

• مغز استخوان (لوسمی)
• سینه ها
• غدد تیروئید
• ریه ها