ایمنی و بهداشت محیط زیست

پرتو یونیزاسیون چیست؟

پرتو یونیزاسیون یک ذره یا فوتونی است(بسته هایی از اشعه الکترو مغناطیس با یک میزان مشخصی از انرژی که میتواند سبب یونیزاسیون شود .هنگامی که یک مولکول یا یک اتم یونیزه شده است یک یا چند الکترون رانده می شوند از مولکول یا اتم(برگمن و همکارانش1989).این کار میتواند اثرات زیادی روی مولکول یا اتمی که در مقابل با آن قرار گرفته .

پرتوهای یونیزاسیون می توانند متشکل باشند از :

-پرتو آلفا که یک ترکیب کننده با بار مثبت است یا/وپرتو بتا که دارای بار منفی است یا/وپرتو گاما که بدون بار است (ب-ه1989)

ذرت آلفا درست شده از هسته هلیوم بدون الکترون(با دو پروتون ودو نوترون)(ب-ه1989).آن نسبتا یک ذره سنگین هست و دور از منبع نمیشود و همچنین نگه داشتن آن اسان است و میتوان با یک برگه کاغذ این کار را انحام داد.

ذرات بتا الکترون هستند و برای نگه داشتن آن نیاز به چیزی شبیه یک... و در بدن موجود زنده چند سانتی متری داخل میشود .(والنتین1987).

هنگامی که هر نوعی از پرتو یونیزان به یک ماده زنده یا غیر زنده ضربه وارد نمایید انرژی را به الکترونهای ماده وارد میکند اگر الکترونها مقدار کافی از انرژی را دریافت کنند سبب میشود که برانگیخته شوند وآن وسیله ای است برای خارح شدن الکترون از اوربیتال خودی و وارد شدن  به اوربیتالی دورتر از هسته و اگرآنها انرژی بیشتری دریافت کنندممکن است سبب خروج الکترون ازاتم شوند و به الکترون آزاد تبدیل شوند در بیشتر موارد انرژی که سبب یونیزاسیون میشود بیشتر از 100گری است .فوتونهای با انرژی کمتر از آن را غیر یونیزان گویند مثلا پرتو الکترو مغناطیس را سبک می نامیم.

یک واحدی که هنگام مطالعه پرتوها و ارگانهای زنده استفاده میشود گری است .گری میزان انرژی را که بدن جذب کرده را بر واحد ماده حساب می کند .یک گری برابر است با جذب یک ژول بر کیلو گرم وآن میتواند مورد استفاده قرار گیرد برای تمام مواد زنده یا مرده مثل پرتو گاما وبدن انسان .

واحد مورداستفاده دیگر سیورت است که آسیب های مختلف از پرتو های مختلف را نه تنها مقداری از انرژی که توسط بدن جذب شده هست را که اندازه گیری می کند.

پرتوهای مختلف میتوانند سبب ایجاد هر میزان انرژی بشوند .  

اثرات اولیه پرتوهای یونیزان :

اثر ابتدایی پرتو یونیزان بر ارگان زنده انتقال انرژی به آن می باشد . این اثرات می توانند به اثرات مستقیم و غیر مستقیم تقسیم شوند ،اثرات مستقیم اثراتی هستند که مولکول زنده از قبیل DNA RNA فورا توسط اشعه تغییر پیدا کند، از اثرات غیر مستقیم به عنوان مثال هنگامی که آب در ارگانها توسط اشعه تغییر پیدا کند (بدن یک انسان مرکب از 70%آب است ) در این مورد مولکولهای آّب تبدیل می شود به هیدروژن وهیدروکسید و الکترونهای آزادکه این مواد بسیارواکنش دهنده هستند ودر هر 001/0 ثاتیه در درون با هم و یا با مولکولهای زنده واکنش می دهند .

اگر آنها به خودشان واکنش دهند آب اکسیژنه یا مولکول هیدروژن به وجود خواهد آمد .

اغلب انرژی ها هر چند پراکنده نیستند بلکه دسته بندی شده در فضاهای کوچکی با چندین یون در فضاهای یکسان هستند .اغلب اثرات بحرانی اثراتی هستند که روی مولکولهایDNA اثر می گذارند که غالبا سلولهای قابل تعمیر در برابر آسیب هستند زیرا از دو رشته تشکیل شده و وجود دارد یک رشته اضافی ،بعضی وقتها هر دو رشته می تواند آسیب ببیند به وسیله ذرات و اشعه های رادیو اکتیو که ما در DNA یک شکستگی دو گانه می گیریم این آسیبها غالبا خیلی برای تعمیر سختند .اغلب آسیبهای حاد در ارگانهای زنده زود باعث مرگ سلول می شود .

اغلب آسیبهای شدی رخ می دهد هنگامی که بدن در مقابل دزهایی بالیی از پرتو در مدت زمان کوتاه قرار گیرد .

اگرپرتوهایی که به بدن تابیده میشود در چند زمان به فواصل طولانی تقسیم شود بدن می تواند دویا سه فرصت داشته باشد در برابر این دزها زیرا بدن می تواند سلولهای مرده را جانشین کند در زمانی که آسیب پیشگیری شود .

سلولهای اولیه و بنیادین که توسط اشعه قابل تقسیم هستند در برابر اشعه بسیار آسیب پذیر تر هستند و از بین می روند زیرا DNAی این سلولها آسیب پذیرند وقتی که در حال تقسیم هستد اگر در مدتی که سلول

 صد مه دیده باشد در این هنگام DNAشروع به تعمیر نکند آسیب پذیری خیلی بیشتر می شود ،بعضی از این سلولهای آسیب پذیر مانند مغز قرمز استخوان که سلولهای خونی را می سازند ،سلولهای روده که شکننده شده و انحدام می شوند بنابر این به سلولهابی دیگر تبدیل می شوند (سرطانی )،سلولهای طحال ،سلولهای لنفاوی ،سلولهای پوست که در معرض اشعه قرار گرفته اند به سلولهای مرده تبدیل می شوند ،و تخمدانها و تخمکها که همیشه در حال تولید هستند .

آسیب های DNA و RNA

شواهد آماری دلیل بر صدمات موروثی در انسانهایی که بعد از بمباران هیروشیما و ناکازاکی هستند وجود ندارد بنابر این خطرات صدمات پزنتیک پایین می باشد در مقابل خطراتی که برای سرطان می باشد .

از جهتی دیگر جهشها نشان می دهد که معاینه و بهبود بخشبدن در نسلهای بعدی می تواند سخت باشد .

موتاسیونها می توانند خود به خودی نیز صورت گیرند که تشخیص آن سخت است .

غالبا یک جهش در یک سلول به خود شخص صدمه نمی زند .لی اگر در یک ژن رخ دهد ممکن است در نسل بعدی موتاسیون انجام گیرد و یک جهش می تواند خوب باشد یا بد که غالبا بد است .

این که چرا پرتوها غالبا به بدن آسیب می زنند و باعث بهبود نمی شوند .

یک چیزی که تشخیص آسیب های موروثی را سخت می کند ایناست که یک جهش افت کرده می تواند قابل حمل باشد به چندین نسل بدون این که اثری داشته باشد ،هیچ اثری از یک جهش افت کرده نشان نخواهد داد تا اینکه 2صفت مشخصه از موتاسیون افت کرده روی ژن شبیه در یک الل یکسان ظاهر شود .اگر چه قسمت بیشتری از سلول به نظر می رسد که نقشی ندارند بنابر این اگر آسیب ببیند اهمیتی ندارد .

احتمال هر گونه عمل نا خواسته ای در این موارد پایین است ،همچنین ایجاد هر گونه رویداد در افراد مواجه شده به اشعه به سختی دیده می شود .

اگر چه اثبات نشده است که هیچ تاثیر ژنتیکی وجود داشته باشد در انسانهای بعد از بمبارن هیرو و ناکا  آن اثبات شده که به عنوان مثال اشعه X و دیگر پرتوها می توانند سبب جهشهایی در حیوانات دیگر نسبت به فرزندان انسان شوند .

مکانیزمهای عمومی از عملکرد جهشها در باکتریها و ارگانهای عالی در یک مسیر یکسانی هستند .

DNA از دو رشته ساخته شده با جفتهای آمینو اسید که آدنین و تیمین با هم و گوانین و سیتورین با همدیگر جفت هستند. جابجایی پروتئینها در این مولکولها سبب تغییر نتیجه همانند سازی می شود . این تغییرات کوچک در این مولکولها جفت خواهد کرد آدنین را با سیتوزین و در عوض گوانین را با تیمین و...

هنگامی که DNA همانند سازی می شود آمینواسید تغییر کرده با آمینو اسید جدید در DNA جدی جفت خواهد شد .

همچنین ممکن است یک آمینو اسید با یکی از انواع خودش در یک همانند سازی یک پروتئین تغییر کرده جفت شود همانند موارد بالایی که ذکر شد .

اگر یک رشته DNA آسیب دیده باشد می تواند جهش رخ داده باشد اگر یک پایه ای آسیب دیده باشد چیزی که مشخص کند چه پایه ای در همانند سازی DNA جدید تعیین کننده است وجود ندارد تعمیر قسمت حذف شده از تعمیرات معمول DNA است این شکل تعمیر به این ترتیب است که قسمت آسیب دیده DNA برداشته شده وقسمت جدید توسط رشته مقابل جایگزین می شود این روش به ما یک DNA جدید وسالم می دهد ، رشته ها با یک پایه تخریب شده می توانند تعمیر شوند با یک شکلی از تعمیر برشی که نامیده شده تعمیر AP با نوکلئوئیدهای داخلی AP تازه وارد تعمیر برشی ....... این زمانی ممکن است که پایه مطابق شده در جفت  که تعمیر شده است سالم باشد ...... ناهماهنگی ها نیز می توانند تعمیر شوند در شکل دیگری از تعمیر برشی که نامیده شده به تعمیر ناهماهنگ و بیشتر شایع است ،بعضی وقتها به عنوان مثال در اکولای برای آنزیمها نیز ممکن است که در تعمیر جای خالی DNA که همانند سازی شده است و تعمیر پس از همانند سازی می گویند ، بعضی وقتها رشته DNA می تواند توسط پرتوها در قسمتی شکسته شده باشد غالبا این می تواند تعمیر شود زیرا اطلاعاتلازم ذخیره شده است در رشته دیگر DNA .

چیزی که خیلی بدتر می کند این است که رشته دیگر هم شکسته شود بنا براین سلول نمی توان تعمیر کند مار پیچ را مارپیچ کاملا تغییر می کند غالبا یک چنین عملی سبب می شود که سلول بمیرد اما بعضی وقتها یک جهش می تواند نمایان شود جهشها نمایان نمی شود .

آسیب در مغز استخوان

یکی از آسیب های شدیدی که سبب مرگ می شود آسیسب به سلولهای قرمز استخوان می باشد . دزهای بالای پرتو ها می تواند باعث شود مقدار زیادی از سلولهی قرمز استخوان از بین برود  و تولید سلولهای جدید خونی به مقدرا زیاد کاهش یابد سلولهای قرمز خونی به علت داشتن طول عمر 120 روزه تغییرات میزان تولید آنها سریعا خودشان را نشان می ندهند .که پس از یک ماه به علت کم خونی سبب مرگ می شود از طرفی دیگر سلولهای سفید خونی طول عمر بسیار کوتاهی دارند به عنوان مثال گرانولوسیتها که دارای طول عمر زیاد هستند فقط چند روز عمر می کنند که با توجه به ایستادن تولیدات اثرات آن به زودی مشخص خواهد شد اولین اثرات بعد از چند روز مشخص خواهد شد و عاقبت آنقدر اضافه می شوذد که بعد از یک ماه به میزان بسیار زیاد کم می شود ،چنانکه مقداری از گرانولوسیتها در انسان مواجه شده افت کند سبب حساسی بسیار زیاد انسان در مقابل عفونتها می شود.کی دیگر از انواعی که سریع تولید می شود ترومبو سیتها هستند که نقش انعقاد خون را بازی می کنند ، که این معنی می دهد که ایجاد زخمهای کوچکی توسط پرتو درحفره دهانی و روده و پوست در صورت نبود ترومبوسیت سبب خونریزی شدید در آ ن خواهد شد . دزهای بالاتر از 3 گری معمولا سبب مرگ در مدت یک ماه می شود همچنین لنفوسیتها یک نقش دفاعی برای انسان دارد که پرتو سبب کاهش آن هم می شود .

دزهای بالاتر از 15 گری یا 8-10 سیورت باعث نگه داشتن تولیدات سلولهای جدید در روده می شود .به این طریق که سلولهای پیر شده که دور انداخته می شوند به وسیله ... جایگزین نمی شوند هنگامی که این جانشینی در سلول انجام نگیرد این اثر سبب بزرگ و بزرکتر شدن زخمهادرر روده  می شود که این اثر سبب کاهش آب، خون ونمک می شود و همچنین خطر عفونی شدن نیز افزایش خواهد یافت که این در آسیبهای پرتوها سخت خواهد شد زیرا اغلب ،گلبولهای سفید به خاطر آسیبها ی پرتوها کم می شوند .در نتیجه توانایی بدن برای جذب آب و پایین آمدن مواد غذایی بعد از پرتوگیری به حد بحرانی پایین خواهد آمد که این عمل سبب مرگ پس از دو هفته خواهد شد

اثر روی تخمدانها و بیضه ها

بیضه ها و تخمدانها برای بقای خود شخص لازم نیست اما در بقا بشریت نقش به سزایی را دارا می باشد.این سلولهای بدن دارای تقسمات زیادی هستند بنابر این خیلی به پرتو ها حساس می باشد . دزهای کم پرتو می تواند سب عقیمی کوته مدت شود که مرگ زایاد سلولها سبب عقیمی دایمی می شودولی هیج دلیل صد در صدی نیست ک چنین اتفاقی بیفتد اما ممکن است گامتهای آسیب دیده فعلا خطر را رفع کنند ولی در بروری جنین و رویان در نسلهای بعدی نمایان شود و موثر باشد

اثر روی سیستم اعصاب مرکزی

در بسیاری ازپرتوهای با دزهای بالا و یکسان که به سستم اعصاب مرکزی یک شخص بالغ و مسن برسد ممکن است که آسیب برساند . دزآن باید بالاتر از 50 سیورت باشد اما اگر سیستم اعصاب مرکزی باشد می تواند که سببمرگ بین یک روز شود اگر در مقابل دز بالا مقذار زیادی از سلولهای عصبی قرار گرفته باشد مثل نخاع یا مغز سبب مرگ خواهد شد اگر اثرات اینها سبب خروج کامل کنترل بدن و سیستم هایی شبیه سیستم روده معده از کار می ایستد .

مواجه شده احساس بیماری ،استفراق و همچنین دچار اسهال می شود .اینها ادامه خواهد یافت با سر درد ،گیج شدن ،کما و سر انجام مرگ .

برقراری سرطان

بعد از بمباران شیمیایی هیروشیما و ناگازاکی در میزان سرطان مردم در این مکان اضافه شد .

اولین ظهور سرطانی شکلی از سرطان لوسمی بود و بعد از حدود 10تا 15 سال هنگامی که تعدادی از بیماران لوسمی بودند نزدیک یک حد نرمالی از شکلهای دیگری از سرطان شروع شد به ظاهر شدن .

این دروغ است که سر آغازی برای سرطان نیست حتی بسیاری از دزهای پایین می توانند سبب سرطان شوند اما احتمالش کم است ولی با اضافه شدن دز احتمال زیادتر می شود .......

به این خاطر تصور بالایی بیان شد.

مطالعاتی که روی مردمی که در دوران بچگی با دزهای کمی مواجه شده بودند برای اثبات اینکه وجود دارد یک احتمالی از سرطان در دزهای پایین کافی  نمی باشد به همین خاطر تعدادکمی در آما رها نشان داده نشده است بنابر این سخت است که گفته شود که احتمال خطر در دزهای پایین است یا خیر .

سرطان می تواند به دلیل تغییر در کروموزمها باشدکه آسیب به کروموزمهای ویژه سبب سرطانهای ویژه می شود .

آن اشتباه است که گفته شود جابجایی یا حذف مواد ژنتیکی دلیلی است برای آن.

اغلب شکلهای سرطانها مرتبط است با پرتوهای یونیزان که شامل به استخوان، مغز استخوانها و ریه .