Gümüşhane İli Günlük Doğal Kaynaklı Radyasyon Ölçüm Raporu [17 Ekim 30 Kasım 2011]

Transkript

1 GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Gümüşhane İli Günlük Doğal Kaynaklı Radyasyon Ölçüm Raporu [17 Ekim 30 Kasım 2011] Hazırlayanlar: Yrd.Doç.Dr. Nafız MADEN Yılmaz Yiğit Tansu Aksoy Abdullah Gerzan Aynur Kaya Bülent Yurul Damla G. Baran Habibe Şahin Hatice Gündoğdu Mehmet Avcıl Muhammet H. Oynaş Muhammed T. Şen Mustafa Tatlı Nezaket Kahveci Pınar Ay Pınar Dursunkaya Sevinç Karabulut G ÜMÜŞ HANE Ü N İ VERSİ TESİ

2 Gümüşhane Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü Gümüşhane İli Günlük Doğal Kaynaklı Radyasyon Ölçüm Raporu [17 Ekim 30 Kasım 2011] Hazırlayanlar: Yrd.Doç.Dr. Nafız MADEN Yılmaz Yiğit Tansu Aksoy Abdullah Gerzan Aynur Kaya Bülent Yurul Damla G. Baran Habibe Şahin Hatice Gündoğdu Mehmet Avcıl Muhammed H. Oynaş Muhammed T. Şen Mustafa Tatlı Nezaket Kahveci Pınar Ay Pınar Dursunkaya Sevinç Karabulut Gümüşhane Üniversitesi,

3 Önsöz Bu çalışma Gümüşhane İlinin doğal radyasyon seviyesini belirlemek amacıyla Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü tarafından dış gamma doz oranı değerleri günlük olarak ölçülmüştür Ekim 2011 tarihleri arasında 15, Kasım tarihleri arasında 30 olmak üzere toplam 45 adet Toplam Doz Oranı (TDO) ve Etkin Doz Oranı (EDO) ölçümü Gamma Ray Spektrometre cihazıyla aynı noktada alınmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda elde edilen değerler sağlık yönünden değerlendirilmeye çalışılmıştır. Yapılan değerlendirmeler sonucu Gümüşhane için hesaplanan dış gamma doz oranı değerlerinin dünya ortalaması değerlerinden daha düşük seviyelerde olduğu görülmüştür. Bu proje çalışmasının ortaya çıkması konusunda yardımlarını esirgemeyen Gümüşhane Üniversitesi Rektörü Prof.Dr. Sayın İhsan GÜNAYDIN a teşekkür ederiz. 3

4 İçindekiler Önsöz 3 İçindekiler 4 Şekiller Dizini 5 Çizelgeler Dizini 6 Özet 7 Giriş 8 Radyasyon Birimleri 10 Doğal ve Yapay Radyasyon Kaynakları 12 Ölçüm Yeri ve Çevresinin Jeolojisi 18 Doğal Kaynaklı Radyasyon Değerleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri (17 Ekim 30 Kasım 2011) 20 Radyasyonun insan sağlığı üzerinde etkileri 26 Sonuç 28 Sonsöz 28 Kaynaklar 29 4 İçindekiler

5 Şekiller Dizini Şekil 1. Alfa, Beta ve Gama ışınları. 9 Şekil 2. Doğal ve yapay radyasyon kaynaklarının toplam radyasyona oranı. Toplam Radyasyon dozu 3.03 msv/yıl olarak alınmıştır. 15 Şekil 3. Birleşmiş Milletler Genel Kuruluna sunulan UNSCEAR 2008 raporu verilerine göre toplam radyasyonun alınan kaynaklara göre yüzdesi. Tüm kaynaklardan alınan ortalama radyasyon dozu 3.03 msv/yıl olarak alınmıştır. 15 Şekil 4. Gümüşhane İli ve çevresinin jeoloji haritası (Türk- Japon Ekibi, 1985). 19 Şekil 5. Gümüşhane ilinin doğal radyasyon seviyesinin belirlenmesi amacıyla günlük ölçümlerin yapıldığı yer. 21 Şekil Ekim 2011 tarihleri arasında ölçülmüş toplam doz oranı değerleri. 22 Şekil Ekim 2011 tarihleri arasında ölçülmüş etkin doz oranı değerleri. 23 Şekil Ekim 2011 tarihleri arasında ölçülmüş etkin doz oranı değerlerinden elde edilen yıllık eşdeğer doz oranı değerleri. 23 Şekil Kasım 2011 tarihleri arasında ölçülmüş günlük toplam doz oranı değerleri. 25 Şekil Kasım 2011 tarihleri arasında ölçülmüş günlük etkin doz oranı değerleri. 25 Şekil Kasım 2011 tarihleri arasında ölçülmüş günlük etkin doz oranı değerlerinden elde edilen yıllık eşdeğer doz oranı değerleri Şekiller Dizini

6 Çizelgeler Dizini Çizelge 1. Radyasyon Birimleri ve Dönüşüm Faktörleri. 12 Çizelge 2. Doğal kaynakların sebep olduğu dünya ortalama radyasyon doz değerleri (UNSCEAR, 2008; URL-1). 14 Çizelge 3. Yapay kaynakların sebep olduğu dünya ortalama radyasyon doz değerleri (UNSCEAR, 2008). 14 Çizelge 4. UNSCEAR tarafından yayınlanan dünyada bazı ülkelerdeki en yüksek doğal kaynaklı radyasyon doz oranı değerleri (UNSCEAR, 2000; URL-1). 17 Çizelge Ekim 2011 tarihleri arasında günlük ölçümü yapılan toplam ve etkin doz oranı değerleri ile eşdeğer doz oranı değerleri. 22 Çizelge Kasım 2011 tarihleri arasında günlük ölçümü yapılan toplam ve etkin doz oranı değerleri ile eşdeğer doz oranı değerleri. 24 Çizelge 7. Gümüşhane ilinin 2011 yılı Ekim ve Kasım aylarına ait etkin doz oranı değerlerinden hesaplanan yıllık eşdeğer doz oranı değerleri. 26 Çizelge 8. Radyasyona maruz kalınan doz aralıkları ve insan sağlığına olan etkileri (URL-1). 27 Çizelge 9. Bitkiler ve hayvanlar için yaklaşık öldürücü radyasyon dozları (URL-1). 27 Çizelge 10. Dünyanın değişik bölgelerinde hesaplanmış yıllık eşdeğer doz oranı değerleri (UNSCEAR, 2000; URL-1) Çizelgeler Dizini

7 Özet Gümüşhane ilinin doğal radyasyon seviyesini belirlemek amacıyla Gümüşhane Üniversitesi Mühendislik Fakültesi önünde 17 Ekim-30 Kasım 2011 tarihleri arasında toplam 45 adet olmak üzere her gün ölçüm alınmıştır. Bu ölçümler Jeofizik Mühendisliği bölümü öğrencileri tarafından 512 kanallı Gama Ray Spektrometre cihazıyla yapılmış olup Toplam Doz oranı ve Etkin doz oranı değerleri belirlenmiştir. Etkin doz oranı değerleri kullanılarak yapılan hesaplamalar sonucunda yıllık eş değer doz oranı değerlerinin Ekim ayı için 0.94 msv/yıl, Kasım ayı için 0.95 msv/yıl olarak bulunmuştur. Doğal kaynaklardan alınan yıllık etkin doz değerinin dünya için ortalaması 2.42 msv/yıl olduğu rapor edilmiştir. Ölçülen etkin doz oranı değerleri dikkate alındığında sonuçların dünya ortalaması seviyesi altında olduğu, insan sağlığı üzerinde hastalık yapıcı bir etkisinin bulunmadığı kanaatine ulaşılmıştır. 7 Özet

8 Giriş Radyasyonun doğal olarak her yerde bulunduğu bir dünyada yaşıyoruz. Yerkabuğunda doğal olarak bulunan Uranyum, Toryum, Potasyum gibi elementler radyoaktiftirler. Dolayısıyla bu elementleri içeren mineral ve kayaçlar radyoaktivite özelliği gösterirler. Radyoaktivite ilk önce 1895 yılında Wilhelm Conrad Röntgen, 1896 yılında ise W.C. Röntgen den habersiz Antoine Henri Becquerel tarafından keşfedilmiştir. Radyasyon veya Işınım, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerji yayımı ya da aktarımıdır. Bir maddenin atom çekirdeğindeki nötronların sayısı, proton sayısına göre oldukça fazla ise; bu tür maddeler kararsız bir yapı göstermekte ve çekirdeğindeki nötronlar alfa, beta, gama gibi çeşitli ışınlar yaymak suretiyle parçalanmaktadırlar. Çevresine bu şekilde ışın saçarak parçalanan maddelere radyoaktif madde ("ışınımsal madde") denir. Bir atom çekirdeğinin parçalanmasından meydana gelen helyum çekirdeklerine (2 proton, 2 nötron) alfa parçacıkları denir. Bu ışımaların durdurulması çok kolaydır. Bir kâğıt yaprak bile yeterli olur. Beta ışınları da alfa ışınları gibi bir atom çekirdeğinin parçalanmasıyla oluşur. Bu parçalanmada çekirdekten 2 proton değil, bir elektron veya bir pozitron ayrılır. Beta ışımaları alfa taneciklerine göre daha hızlıdır. Durdurulmaları daha zordur. Yüklü oldukları için manyetik alanda sapma gösterirler. Gama ışınları çekirdekten ayrılan ve ışık hızıyla yayılan elektromanyetik enerjidir. Atom çekirdeğinden bir alfa veya bir beta parçacığı ayrıldıktan sonra çekirdekte fazladan enerji oluşur ve atom çekirdeğinin yapısı kararsız hale gelir. Gama ışınları, atomun kararlı bir yapıya kavuşması için fazladan sahip olduğu enerjiyi çekirdeğinden ayırması sonucu oluşur. Yüksüz olduğu için manyetik alanda sapma göstermez. Durdurulması zordur. Birkaç cm kalınlığındaki kurşun bloktan dahi geçebilirler (Şekil 1). Dünyamız oluşumundan bu yana radyoaktif bir özellik göstermektedir. Dolayısıyla çevremizde her zaman için bir miktar radyasyon bulunur. Radyasyonun fazlası insan sağlığını tehdit ettiği gibi, daha ileri safhalarda ölüme yol açabilir. Doğada kendiliğinden radyoaktif 8 Giriş

9 olan bazı elementler vardır, bunlar dört grupta ele alınır: Radyum grubu: Uranyum 238 ile başlar ve parçalanmalarla kurşun 206'ya dönüşür. Aktinyum serisi: Bu seri uranyum 235 ile başlar ve kurşun 207'ye dönüşerek biter. Toryum serisi: Toryum 232 ile başlar ve kurşun 208 ile son bulur. Neptünyum serisi: Neptünyum 237 ile başlayıp, bizmut 209 ile biter. Doğal radyasyon radyoaktif elementler ile uzay boşluğundaki yıldızlar ve bazı nesneler tarafından üretilir. Radyoaktif elementler toprakta, havada, suda ve hatta kendi vücudumuzda doğal olarak bulunurlar. Ayrıca her gün bu radyoaktif elementleri su, hava ve yediğimiz yiyecekler yoluyla vücudumuza almaktayız. Dünyada doğal olarak radyoaktif elementlerin bulunmadığı hiçbir yer yoktur. Şekil 1. Alfa, Beta ve Gama ışınları. 9 Giriş

10 Radyoaktivitenin hemen hemen bütün bilimsel ve teknik alanlarda geniş bir uygulama alanı vardır. Radyoaktif izotopların nükleer tepkimelerinden tekniğin birçok dalında kontrol aracı olarak faydalanılır. Bu kontrolde özellikle radyoaktif bir elementin radyoaktif olmayan bütün izotoplarıyla aynı özellikleri göstermesinden yararlanılır. Radyoaktif uygulamalardan bazı bilim dallarında şu şekilde yararlanılmıştır: Kimyada uygulamalar: Işınım Kimyası adında yeni bir kimya dalı gelişmiştir. Bu dalın konusu ışıma altında gelişen yeni kimyasal tepkimelerin incelenmesidir. Bu işlemlerde kobalt 60 gibi radyoaktiflik derecesi çok yüksek kaynaklar kullanılır. Biyoloji ve Tarımdaki uygulamalar: Radyoaktifliğin en geniş uygulaması bu alanda bulunur. Bitkinin bünyesine düşük miktarda karbon 14 verildiğinde, bünyede karbon izlenebilir. Radyoaktif ışınımlar canlı hücreler üzerinde büyük etki yapar; bu hücreleri önce değişikliğe uğratır, sonra öldürür. İnsan için çok zararlı olan bu etkiler tarımda çok yararlıdır. Böylece çok çabuk olgunlaşan yeni bir domates türü geliştirilmiştir. Tıbbi uygulamalar: Yok edilmesi zor olan kanser ve tümör tedavisinde metot haline gelmiştir; bu amaçla X ışınları uzun süredir kullanılıyor. Metalürjideki uygulamalar: Radyoaktiviteden çeliğin katılaşmasını, metalürjik tepkimelerin kinetiğini vb. incelemekte yararlanılır. Bu yolla metallerin yayılması kolayca izlenir. Tarih, Arkeoloji ve Jeolojide uygulamalar: Ahşap eşyanın veya kumaşların yapıldığı tarih, karbon 14 metoduyla kesin olarak bulunur. Bu usul eski medeniyetlerin incelenmesinde çok yararlıdır. Radyasyon Birimleri Aktivite: Aktivite birimi Becquerel (Bq) olup saniyede bir bozunma meydana getiren herhangi bir radyoaktif madde miktarı olarak tanımlanmaktadır. Eskiden kullanılan aktivite birimi Curie (Ci) dir. Herhangi bir radyoaktif madde miktarı eğer saniyede 3.7 x bozunma hızına sahipse aktivitesi 1 Curie olarak tanımlanmaktadır. Ancak Curie çok 10 Radyasyon Birimleri

11 büyük bir birimdir. Bu nedenle alt birimleri kullanılmaktadır. Curie' nin yaygın olarak kullanılan alt birimleri microcurie ve picocurie dir. Becquerel ve Curie arasındaki bağıntı şöyledir: 1 Bq = 1 bozunma/sn 1 Ci =3.7 x Bq veya 1 Bq = x Ci 1 μci = 10-6 Ci = bozunma/sn 1 pci = Ci = 0,037 bozunma/sn 1 Bq = 2, Ci = 27 pci Işınlama: Işınlama, X ve gama ısınlarının havayı iyonlaştırmalarının bir ölçüsüdür. Işınlama birimi ise Röntgen dir ve normal hava şartlarında (0 C ve 760 mm Hg basınçta) havanın 1 kg ında 2.58 x 10-4 C luk elektrik yükü değerinde pozitif ve negatif iyonlar oluşturan X ve gama ışını miktarıdır. Soğurulmuş Doz: Radyasyonlarla ışınlanan bir maddenin birim miktarındaki soğurulan radyasyon enerjisidir. SI birim sisteminde soğurulan doz birimi Gray (Gy) dir. Gray, 1 kg lık bir maddeye 1 Joule (J) luk enerji veren herhangi bir iyonlayıcı radyasyonun dozudur. Eski özel birimi rad (radiation absorbed dose) olup, 1 rad, herhangi bir maddenin gramı başına 100 erg lik enerji soğurmasına eşdeğerdir. 1 Gray (Gy) = 1 Joule/kg 1 rad = 10-2 Joule/kg =100 erg/g 1 Gy = 100 rad 1 Gy yüksek bir doz değeridir. İki farklı madde aynı şiddette gama ışınlarına maruz bırakılırsa farklı miktarda radyasyon soğururlar. Soğurma miktarı, soğurucu maddenin fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlıdır. Radyoterapide tedavi dozları Gy civarındadır. Klasik radyolojik tetkiklerde alınan doz 0.001Gy'den küçüktür. Yıllık doğal radyasyondan kaynaklanan doz düzeyi (Toprak, Kozmik, gıdalar, Radon) yaklaşık Gy'dir. Eşdeğer Doz: Vücutta toplanan enerjinin ifadesidir. Radyasyonun biyolojik etkileri göz önünde bulundurularak tanımlanan birimi rem dir. Doku ve organlarda, birim kütlede soğurulan enerji miktarlarıyla orantılı 11 Radyasyon Birimleri

12 bir değerdir. Vücut için eşdeğer doz olarak tanımlanır. SI birim sisteminde eşdeğer doz birimi Sievert 1 Sievert (Sv) = 1 Joule/kg 1 Sv = 100 rem 1 Sv yüksek bir doz değeridir. X ışınları, gamma ışınları ve beta ışınları için 1 Gy = 1 Sv'dir. Etkin (Efektif) Doz: Doku veya organların aldığı dozun tüm vücut için yüklediği riski ifade etmek için kullanılan bir kavramdır. Birimi Sievert'tir. Dünya Genelinde Doğal Radyasyon Kaynakları nedeniyle alınan yıllık etkin doz 2.42 msv'dir. Tıp alanında çalışan radyasyon görevlilerinin aldıkları dozun yıllık ortalaması 1-5 msv civarındadır yılında Çernobil kazasında çalışan işçilerin aldığı kişisel doz ortalaması 150 msv'dir. Çizelge 1 de Radyasyon birimleri ve dönüşüm faktörleri özet olarak verilmiştir. Çizelge 1. Radyasyon Birimleri ve Dönüşüm Faktörleri. Radyasyon Birimleri Özel Birim SI Birimi Dönüşüm Aktivite Ci Bq/s 1Bq = x Ci 1 Ci = 3.7 x Bq Soğurulma Rad Gy (J / kg) 1 Gy = 100 rad 1 rad = 10-2 Gy Işınlanma R C / kg 1 C / kg = x 10 3 R 1 R = 2.58 x 10-4 C / kg Doz Eşdeğeri Rem Sv (J / kg) 1 Sv = 100 rem 1 rem = 10-2 Sv Doğal ve Yapay Radyasyon Kaynakları Çevredeki doğal ortam insanın maruz kaldığı en büyük radyasyon kaynaklarını içermektedir. Dünyanın oluşumuyla birlikte doğada yerini alan çok uzun ömürlü (milyarlarca yıl) radyoaktif elementler yaşadığımız çevrede, normal ve kaçınılmaz olarak kabul edilen doğal bir radyasyon düzeyi oluşturmuşlardır. İnsanlar, dış uzay ve güneşten gelen kozmik ışınlar, yer kabuğunda bulunan radyoizotoplar, toprak ve yapı 12 Doğal ve Yapay Radyasyon Kaynakları

13 malzemeleri, su ve gıdalar gibi doğal kaynaklardan ışınlanmaktadır. Bunların yanı sıra enerji üretimi, tıp, endüstri, araştırma, tarım, hayvancılık gibi pek çok alanda kullanımı kaçınılmaz olan yapay kaynaklar nedeni ile doz almaktadır. Yeryüzündeki tüm canlılar ve cansızlar doğal ve yapay radyasyon kaynaklarından, dış ve iç ışınlanma yoluyla her an radyasyona maruz kalmaktadır. Gama ve betalar dış ışınlamalarla, alfalar ise iç ışınlamalarla daha çok zarar verirler. Maruz kalınan radyasyonun büyük bir kısmı doğal kaynaklıdır. Doğal radyasyondan kaynaklanan ışınlanma, Uzaydan dünya atmosferine gelen yüksek enerjili kozmik ışınlara ait paracıklardan ve yer kabuğunda bulunan doğal radyoaktif izotoplardan olmak üzere iki ana nedenden kaynaklanır. İnsanların aldıkları dış radyasyon dozları dünyanın her yerinde aynı değildir. Günümüzde UNSCEAR tüm kaynaklardan alınan dozlara ilişkin verileri düzenli olarak yayımlamaktadır. Çizelge 2 de 2008 yılında yayımlanan rapora göre dünya nüfusunun doğal radyasyon kaynaklarından aldığı yıllık ortalama dozlar görülmektedir. Çizelge 2 ye göre toplam doğal radyasyonun yıllık ortalaması 2.42 msv olup, 1-13 msv arasında değiştiği görülmektedir. Bu değerin %52.07 si Radon gazı solunumundan, %19.83 ü ise kayaçların içinde yer alan U, Th ve K gibi radyoaktif elementlerden kaynaklanmaktadır. Çizelge 3 de ise 2008 yılında yayımlanan UNSCEAR raporundan derlenen yapay kaynaklardan ileri gelen dünyanın yıllık ortalama doz değerleri görülmektedir. Bu Çizelgeye göre yapay kaynaklardan dünyanın aldığı yıllık doz değeri 0.61 msv dir. Çizelge 2 ve Çizelge 3 e göre dünyanın yıllık toplam radyasyonu 3.03 msv tir. Bu değerin %79.8 i doğal radyasyon kaynaklarından ileri gelirken %20.2 si yapay radyasyon kaynaklarından ileri gelmektedir (Şekil 2). Toplam radyasyon kaynağının %41.6 sı evlerdeki radon gazının bozunum ürünlerinden, %19.8 i tıbbi ışınlanmalar oluşturur. Yapay radyasyon kaynakları (radyoaktif kazalar, tüketici ürünleri, mesleki ışınlanma ve nükleer endüstriden kaynaklanan salımlar) toplam radyasyonun ancak %0.4 ünü oluşturur (Şekil 3). 13 Doğal ve Yapay Radyasyon Kaynakları

14 Çizelge 2. Doğal kaynakların sebep olduğu dünya ortalama radyasyon doz değerleri (UNSCEAR, 2008; URL-1). Kaynak Yıllık ortalama doz Değişim Aralığı Yüzdesi (msv) (msv) (%) Radon soluma Doğal ışınlanma Kozmik ışınlanma İç ışınlanma Toplam Çizelge 3. Yapay kaynakların sebep olduğu dünya ortalama radyasyon doz değerleri (UNSCEAR, 2008). Kaynak Yıllık ortalama Doz (msv) Değişim Aralığı (msv) Tıbbi ışınlanma 0.6 Alçak ve yüksek sağlık hizmetlerine göre msv aralığında değişir. En yüksek değere (0.15 msv) 1963 Nükleer yılında ulaştı. Bu tarihten sonra denemeler azalmaktadır. Mesleki Işınlanma Çernobil kazası Nükleer güç santralleri Toplam 0.61 Bütün işçilerin maruz kaldığı yıllık doz 0.7 msv olmakla birlikte 0-20 msv arasında değişebilmektedir. İşçilerin maruz kaldığı bu dozun büyük bir çoğunluğu doğal radyasyondan kaynaklanmaktadır. Özellikle madenlerde Radon gazı gibi yılında en yüksek değere (0.04 msv) ulaştı. Bu tarihten sonra azalmaktadır. Kaza alanı yakınlarında yüksektir. Güç santrallerinin artmasıyla yükselmekle birlikte, iyileştirme çalışmalarıyla düşürülebilmektedir. Bazı güç santrallerinin 1 km yakınındaki doz 0.02 msv kadar olabilmektedir. 14 Doğal ve Yapay Radyasyon Kaynakları

15 Jeofizik Mühendisliği Bölümü Yapay Kaynaklı Radyasyon 20,2% Doğal Kaynaklı Radyasyon 79,8% Şekil 2. Doğal ve yapayy radyasyon kaynaklarının toplam radyasyona Toplam Radyasyon dozu msv/yıl olarak alınmıştır. oranı. Radon Soluma 41, 6% Nükleer Endüstri 0,4% Vücut İçi Işınlanma 9,6% Kozmik Işınlanma 12,9% Doğal Işınlanma 15,8% Tıbbi Işınlanma 19,8% Şekil 3. Birleşmiş Milletler Genel Kuruluna sunulann UNSCEAR 2008 raporu verilerine göre toplam radyasyonun alınan kaynaklara göre yüzdesi. Tüm kaynaklardan alınan ortalama radyasyon dozu 3.03 msv/yıl olarak alınmıştır. 15 Doğal ve Yapay Radyasyon Kaynakları

16 Toprak ve kayalarda yüksek konsantrasyonlarda bulunan 238 U, 232 Th ve 40 K gibi radyonüklitler, kozmik ışınların atmosferdeki reaksiyonları sonucu üretilen yüksek enerjili nötronlar, protonlar, elektronlar ve müonlar ile yapı malzemelerinden çıkan gama ışınları dış radyasyon kaynaklarını oluşturmaktadırlar. Atmosferde bulunan toz ve partiküllerdeki doğal radyoizotoplar ve yapı malzemelerinden çıkan 222 Rn ve 220 Rn gibi radyoaktif gazlar, sindirim ve solunum yoluyla vücuda alındıklarında iç ışınlamalara sebep oldukları için bunlar aynı zamanda iç radyasyon kaynakları olarak da bilinirler. Çizelge 4 de UNSCEAR tarafından 2000 yılında yayınlanan rapordan derlenen dünyada ölçülmüş en yüksek doğal kaynaklı doz oranı değerleri ngy/saat olarak verilmiştir. Bu çizelgede en yüksek değerler koyu olarak yazılmıştır. En yüksek değer Brezilya sahillerinde ölçülmüş olup ngy/saat tir. 40 K canlı ve cansız maddelerde yaygın ve bol miktarda bulunur. Doğal radyoizotoplar daha çok volkanik, fosfat, granit ve tuz kayalarında yüksek konsantrasyonlarda bulunurlar. Bu kayalar doğa şartlarına bağlı olarak zamanla ufalanarak çok küçük parçalar halinde yağmur veya akıntı sularıyla toprağa karışırlar. Böylece toprağın doğal radyoaktivitesini artırırlar. Dünyanın jeolojik yapısı incelendiğinde belli kalınlıktaki toprak tabakasının hemen altında kaya yataklarının olduğu görülür. Bu kaya yatakları da radyoaktiviteye sebep olurlar. Karasal radyonüklitler çevresel ortamlarda homojen bir dağılım göstermez. 16 Doğal ve Yapay Radyasyon Kaynakları

17 Çizelge 4. UNSCEAR tarafından yayınlanan dünyada bazı ülkelerdeki en yüksek doğal kaynaklı radyasyon doz oranı değerleri (UNSCEAR, 2000; URL-1). En Yüksek Doz Ülke Bölge Bölge Karakteristiği Nüfus (ngy/saat) Brezilya Guarapari Mineas Gerais Goias Pocos de Caldas Araxá Monazit kumlar; kıyı alanları Volkanik tabakalar (Caddeler) (Sahil) Çin Yangjiang Quangdong Monazit parçacıklar Mısır Nil deltası Monazit kumlar Fransa Merkez Granit, şistik kaya, kumtaşı Kuzey batı Uranyum mineralleri Hindistan Monazit kumlar; kıyı Kerala ve Madras alanları Ganj deltası 200 km uzunluğunda, m genişliğinde İran Ramsar Kaynak suları Mahallat İtalya Niue Island İsviçre Lazio Campania Orvieto town South Toscana Volkanik toprak Pacific Volkanik toprak Tessin, Alps, Jura Gneiss, verucano, karstik topraklarda 226Ra Doğal ve Yapay Radyasyon Kaynakları

18 Ölçüm Yeri ve Çevresinin Jeolojisi Gümüşhane ili şehir merkezinde bulunan Yeni Mah., İnönü Mah., Karaer Mah. ve Karşıyaka Mahallesinde Gümüşhane Graniti gözlenmektedir. Pembe rengi ve bol çatlaklı olması nedeniyle diğer birimlerden kolayca ayrılan Gümüşhane Granitinde yüzeysel ayrışmalardan dolayı killeşme, hematitleşme, kloritleşme gözlenirken, ayrışmaların yoğun olduğu alanlarda da arenalaşma gözlenmektedir. Gümüşhane ili şehir merkezine bağlı olarak Çamlıca Mah., Hasanbey Mah., Özcan Mah., Canca Mah., Hacıemin Mahallesinde ise gri, yeşilimsi-gri renklerde gözlenen andezit ve bazaltlardan oluşan Alibaba Formasyonu yer almaktadır. Bu kayaçlarda koyu yeşil rengin baskın olduğu kloritleşme ve ayrıca çatlaklar boyunca yerleşen kalsit damarları gözlenmekte olup Hasanbey ve Özcan Mahalleleri ile Kayalık semtinde çapları 5-25 cm arasında değişen aglomera blokları ve eksfoliasyon yapıları gözlenmektedir. Canca ve Hacıemin mahallelerinde Andezitlerin yüzeysel ayrışmasına bağlı olarak killeşme ve silisleşme yoğun olarak gözlenmektedir. Bağlarbaşı Mahallesi ve kampüs alanında gözlenen Gümüşhane Graniti, çevre kayaçlardan renk tonu ve litolojik farklılık nedeniyle kolayca ayrılır. Genellikle pembe renkli ve bol çatlaklıdır. Çatlaklar boyunca belirgin yüzeysel ayrışmalar gözlenmektedir. Killeşme ve kloritleşme en sık gözlenen ayrışma ürünleridir. Bunlara ilaveten aşırı yüzeysel ayrışmaların etkisiyle granitler arenalaşmıştır. Bağlarbaşı Mahallesi Fen Lisesi çevresinde yer alan kireçtaşları taze yüzeylerinin gri ve ayrışma yüzeylerinin ise çoğunlukla kırmızımsı renkte olması, diğer birimlerle karşılaştırıldığında daha dik bir topografyaya sahip olması sebebiyle arazide kolayca tanınabilmekte ve 2-5 cm genişliğinde kırıklar boyunca yerleşmiş kalsit damarları içermektedir. Gümüşhane ve çevresine ait genel jeoloji haritası Şekil 4 de verilmiştir. 18 Ölçüm Yeri ve Çevresinin Jeolojisi

19 Şekil 4. Gümüşhane İli ve çevresinin jeoloji haritası (Türk-Japon Ekibi, 1985). 19 Ölçüm Yeri ve Çevresinin Jeolojisi

20 Doğal Kaynaklı Radyasyon Değerleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri (17 Ekim 30 Kasım 2011) Gümüşhane ilinin radyonüklitlerden kaynaklanan günlük dış gamma doz oranı değerlerini belirlemek amacıyla Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü envanterinde yer alan Gamma Ray Spektrometre cihazıyla koordinat değeri 'K ve 'E olan noktada (Şekil 5) Ekim 2011 tarihleri arasında 15, Kasım tarihleri arasında 30 olmak üzere toplam 45 adet Toplam Doz Oranı (TDO) ve Etkin Doz Oranı (EDO) ölçümü yapılmıştır. Alınan ölçüm değerleri Gümüşhane Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümünün adresinde Araştırmalar bölümünden takip edilebilir. Ekim ayında yapılan ölçümler 17 Ekim 2011 tarihinde Pınar Ay tarafından başlatılmıştır. İlk ölçümün değerleri TDO için ngy/saat, EDO için nsv/saat olarak gerçekleştirilmiştir. Son ölçüm ise 31 Ekim 2011 tarihinde Mustafa Tatlı tarafından alınmıştır. Bu ölçümde TDO nun değeri ngy/saat ve EDO nun değeri nsv/saat olarak belirlenmiştir. Ekim ayı için yapılan ölçümler Şekil 6 ve 7 de gösterilmiştir. Alınan ölçümler incelendiğinde TDO değerlerinin ngy/saat ile ngy/saat arasında (Şekil 6); EDO değerlerinin ise nsv/saat ile nsv/saat arasında değiştiği görülmektedir (Şekil 7). Ekim ayı için yapılan ölçümlerin ortalaması TDO için ngy/saat, EDO için nsv/saat olarak hesap edilmiştir. Etkin Doz Oranı (EDO) değerlerinden Yıllık Eşdeğer Doz (YED) oranı değerleri hesaplanmış olup Çizelge 5 te 7. sütunda verilmiştir. Hesaplanan bu değerler Şekil 8 de çizilmiş olup 0.92 msv/yıl ile 0.97 msv/yıl arasında değiştiği tespit edilmiştir Ekim tarihleri arasındaki ölçümlerin yıllık eşdeğer doz oranı ortalaması ise 0.94 msv/yıl dır. 20 Doğal Kaynaklı Radyasyon Değerleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri (17 Ekim 30 Kasım 2011)

21 Şekil 5. Gümüşhane ilinin doğal radyasyon seviyesinin belirlenmesi amacıyla günlük ölçümlerin yapıldığı yer. 21 Doğal Kaynaklı Radyasyon Değerleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri (17 Ekim 30 Kasım 2011)

22 Çizelge Ekim 2011 tarihleri arasında günlük ölçümü yapılan toplam ve etkin doz oranı değerleri ile eşdeğer doz oranı değerleri. Sıra Ölçümü Yapanın TDO EDO YED Tarih No Adı Soyadı [ngy/saat] [nsv/saat] [msv/yıl] Pınar Ay Sevinç Karabulut Habibe Şahin Hatice Gündoğdu Pınar Dursunkaya Tansu Aksoy Yılmaz Yiğit Bülent Yurul Abdullah Gerzan Mehmet Avcıl Aynur Kaya Damla G. Baran Muhammed T. Şen Nezaket Kahveci Mustafa Tatlı Ortalama Değer: En Düşük Değer: En Yüksek Değer: TDO: Toplam Doz Oranı, EDO: Etkin Doz Oranı, YED: Yıllık Eşdeğer Doz Oranı. Toplam Doz Oranı [ngy/saat] Günler Şekil Ekim 2011 tarihleri arasında ölçülmüş toplam doz oranı değerleri. 22 Doğal Kaynaklı Radyasyon Değerleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri (17 Ekim 30 Kasım 2011)

23 Efektif Doz Oranı [nsv/saat] Günler Şekil Ekim 2011 tarihleri arasında ölçülmüş etkin doz oranı değerleri. Yıllık Eşdeğer Doz Oranı [nsv/yıl] 1,00 0,96 0,92 0,88 Günler Şekil Ekim 2011 tarihleri arasında ölçülmüş etkin doz oranı değerlerinden elde edilen yıllık eşdeğer doz oranı değerleri. Kasım ayında yapılan ölçümler 01 Kasım 2011 tarihinde Pınar Ay tarafından başlatılmış olup TDO için ngy/saat, EDO için nsv/saat olarak gerçekleştirilmiştir. Son ölçüm ise 30 Kasım 2011 tarihinde Mustafa Tatlı tarafından alınmıştır. Bu ölçümde TDO nun değeri ngy/saat ve EDO nun değeri nsv/saat olarak belirlenmiştir. Kasım ayı için yapılan ölçümler Şekil 9 ve 10 da gösterilmiştir. Şekil 9 incelendiğinde TDO değerlerinin ngy/saat ile ngy/saat arasında değiştiği görülmektedir. EDO değerlerinin ise nsv/saat ile nsv/saat arasında değiştiği anlaşılmaktadır (Şekil 10). Kasım ayı için yapılan ölçümlerin ortalaması hesap edildiğinde TDO için ngy/saat, EDO için nsv/saat olarak belirlenmiştir. 23 Doğal Kaynaklı Radyasyon Değerleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri (17 Ekim 30 Kasım 2011)

24 Etkin Doz Oranı (EDO) değerlerinin Yıllık Eşdeğer Doz (YED) oranı değerleri hesaplanmış olup Çizelge 6 da, 7. sütunda verilmiştir. Hesaplanan bu değerler Şekil 11 de çizilmiş olup 0.92 msv/yıl ile 0.96 msv/yıl arasında değiştiği tespit edilmiştir Kasım tarihleri arasındaki ölçümlerin yıllık eşdeğer doz oranı ortalaması ise 0.95 msv/yıl dır. Çizelge Kasım 2011 tarihleri arasında günlük ölçümü yapılan toplam ve etkin doz oranı değerleri ile eşdeğer doz oranı değerleri. Sıra No Tarih Ölçümü Yapanın Adı Soyadı TDO [ngy/saat] EDO [nsv/saat] 24 Doğal Kaynaklı Radyasyon Değerleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri (17 Ekim 30 Kasım 2011) YED [msv/yıl] Pınar Ay Habibe Şahin Sevinç Karabulut Hatice Gündoğdu Pınar Dursunkaya Tansu Aksoy Yılmaz Yiğit Bülent Yurul Abdullah Gerzan Mehmet Avcıl Aynur Kaya Muhammed T. Şen Damla G. Baran Nezaket Kahveci Mustafa Tatlı Pınar Ay Sevinç Karabulut Habibe Şahin Tansu Aksoy Yılmaz Yiğit Hatice Gündoğdu Pınar Dursunkaya Bülent Yurul Abdullah Gerzan Aynur Kaya Mehmet Avcıl Muhammed T. Şen Damla G. Baran Nezaket Kahveci Mustafa Tatlı Ortalama Değer: En Düşük Değer: En Yüksek Değer: TDO: Toplam Doz Oranı, EDO: Etkin Doz Oranı, YED: Yıllık Eşdeğer Doz Oranı.

25 Toplam Doz Oranı [ngy/saat] Günler Şekil Kasım 2011 tarihleri arasında ölçülmüş günlük toplam doz oranı değerleri. Efektif Doz Oranı [nsv/saat] Günler Şekil Kasım 2011 tarihleri arasında ölçülmüş günlük etkin doz oranı değerleri. Yıllık Eşdeğer Doz Oranı [nsv/yıl] 0,99 0,96 0,93 0,90 Günler Şekil Kasım 2011 tarihleri arasında ölçülmüş günlük etkin doz oranı değerlerinden elde edilen yıllık eşdeğer doz oranı değerleri. 25 Doğal Kaynaklı Radyasyon Değerleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri (17 Ekim 30 Kasım 2011)

26 Yapılan hesaplamalar sonucu elde edilen yıllık eşdeğer doz oranı ortalaması Ekim ayı için 0.94 msv/yıl, Kasım ayı için 0.95 msv/yıl olarak belirlenmiştir. Hesaplanan bu değerler dünyanın yıllık eşdeğer doz oranı ortalaması (2.42 msv/yıl) ile karşılaştırıldığında oldukça düşük kaldığı görülmektedir. Dolayısıyla elde edilen bu değerlerin insan sağlığı üzerinde olumsuz yönde etkisi olduğunu söylemek doğru değildir. Çizelge 7. Gümüşhane ilinin 2011 yılı Ekim ve Kasım aylarına ait etkin doz oranı değerlerinden hesaplanan yıllık eşdeğer doz oranı değerleri. Yıllık Eşdeğer Değişim Aralığı Dünya Ortalaması Değişim Aralığı Aylar Doz Oranı [msv/yıl] [msv/yıl] [msv/yıl] [msv/yıl] Ekim Kasım Radyasyonun insan sağlığı üzerinde etkileri Radyasyon bir cisimden geçerse, cismi iyonize ederek kimyasal yapısını bozmaktadır. Eğer radyasyon organ ve dokuları oluşturan bir hücreden geçerse ve hücre içinde kromozomları oluşturan DNA moleküllerinde kritik bozulmalara sebebiyet verirse, hücre kendini tahrip etmektedir. Bununla birlikte hücre ve DNA her zaman fiziksel ve kimyasal bozulmaya uğramakta olup kendilerini tamir etme mekanizmalarına sahiptirler. Radyasyonun sebep olduğu bozulmalar bu normal hücrelerin tamir işlemleriyle genellikle yenilenebilmektedir. Eğer kendini yenileme işlemi başarılıysa yada öldürülen hücre çok sayıda değilse sorun oluşmamaktadır. Ancak, DNA nın hatalı tamir işlemi yapması durumunda mutasyona uğrayan hücreler ölecektir. Bununla birlikte hücrenin küçük de olsa yaşama şansı ve DNA daki mutasyonun hücre bölündükçe kendini kopyalama olasılığı doğar. Bu işlem çok adımlı işlemin başlangıcı olup bunun sonucunda hücrenin kanser olmasına yol açabilir. Molekül, hücre ve doku üzerinde birçok muhtemel etki kişinin dışarıdan radyasyona maruz kalması sonucu oluşmaktadır. Böyle şiddetli bir etki belli bir süre içinde maruz kalının toplam doza bağlıdır. Eğer bir kişi yüksek seviyede radyasyona uzun bir süre maruz kalırsa ve vücutta radyasyon birikimi yüksek ise vücuttaki birçok hücre ölecektir. 26 Radyasyonun insan sağlığı üzerinde etkileri

27 Radyasyona maruz kalan kişide ciddi hastalıklara (deri yanıkları, saç dökülmesi, kısırlık, vb) sebep olacaktır. Doza bağlı olarak, radyasyona maruz kalan kişi eğer iyi bir tıbbi tedavi alırsa kısmen iyileşebilecektir. Ancak çok yüksek dozlarda iyileşme mümkün değildir ve birkaç gün ya da haftada kişinin ölümüyle sonuçlanacaktır. Aşağıda Çizelge 8 de maruz kalınan doz aralıkları ve insan sağlığına olan etkileri gösterilmiştir. Çizelge 8. Radyasyona maruz kalınan doz aralıkları ve insan sağlığına olan etkileri (URL-1). Doz Aralığı (msv) İnsan sağlığına etkisi 0-10 İnsan sağlığı üzerinden doğrudan etkisi yoktur den yüksek Erken etkisi yok. Yüksek dozlara maruz kalan nüfuslarda belli kanser türleri oranında artış Radyasyon hastalığı (ölüm riski), yüksek dozlara maruz kalan nüfuslarda belli kanser türleri oranında artış Her zaman ölüm Hayvan ve bitkiler de radyasyondan etkilenmektedir. Hasara uğrama mekanizmaları insanlarınkiyle aynıdır. Yüksek dozlarda hastalık oranı ve ölüm olmaktadır. Düşük seviyelerde benzer kanserojen etkiler görülmektedir. Bitkiler ve hayvanlar için yaklaşık öldürücü radyasyon dozları aşağıda Çizelge 9 de özetlenmiştir. Çizelge 9. Bitkiler ve hayvanlar için yaklaşık öldürücü radyasyon dozları (URL-1). Doz Aralığı (Sv) Ölüm 1-10 Memeli ve kuşlar Kabuklu hayvanlar, sürüngenler amfibiler, balık, yüksek bitkiler Yumuşakçalar Protozoa, bakteri, yosun, liken, algler, böcekler 27 Radyasyonun insan sağlığı üzerinde etkileri

28 Sonuç Gümüşhane ilinin doğal radyasyon seviyesini izlemek amacıyla Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi binası önünde 2011 yılı Ekim (Çizelge 5) ve Kasım (Çizelge 6) aylarında, Jeofizik Mühendisliği Bölümü öğrencileri tarafından, 512 kanallı Gamma Ray Spektrometre cihazıyla günlük ölçüm yapılmış ve bu ölçümlerin yıllık eşdeğer doz oranları (Çizelge 7) hesaplanmıştır. Alınan ölçüm değerleri Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümünün web adresinden takip edilebilir. Yapılan hesaplamalar sonucunda yıllık eşdeğer doz oranı değerlerinin ortalaması, 2011 Ekim ayı için 0.94 msv/yıl, Kasım ayı için 0.95 msv/yıl olarak belirlenmiştir (Çizelge 7). Elde edilen değerlerin UNSCEAR 2008 yılı raporunda verilen dünyanın yıllık eşdeğer doz oranı değerinden (2.42 msv/yıl) oldukça düşük olduğu görülmektedir. Dünyanın değişik ülkeleri için hesaplanan bazı yıllık doz oranı değerleri (Çizelge 10) ile karşılaştırıldığında 2011 yılı Ekim ve Kasım ayı için hesap edilen değerlerin yine çok küçük değerler olduğu ortaya çıkmaktadır. Çizelge 10. Dünyanın değişik bölgelerinde hesaplanmış yıllık eşdeğer doz oranı değerleri (UNSCEAR, 2000; URL-1). Ülke Adı Bölge Eşdeğer Doz Oranı (msv/yıl) Brezilya Volkanik Bölgeler 3.43 Fransa Uranyum madenleri bölgesi Hindistan Monazit Kumları, Kumsal 2.21 İtalya Volkanik Topraklar 0.69 Sonsöz Hesaplanan yıllık eşdeğer doz oranı değerleri incelendiğinde, Gümüşhane ilindeki doğal radyasyon seviyesinin insan sağlığı üzerinde hastalık yapıcı etkisi olduğunu söylemek kanaatimizce mümkün değildir. 28 Sonuç

29 Kaynaklar 1. Türk-Japon Ekibi, The Cooperative Mineral Exploration of Gümüşhane Area, Phase 1, MTA raporu No: 334, Ankara. 2. URL-1, Answers to Frequently Asked Questions (FAQs), (Son Erişim Tarihi: 08 Aralık 2011) 3. USNCEAR, UNSCEAR 2000 REPORT Vol. I, Sources And Effects Of Ionizing Radiation, (Son Erişim Tarihi: 08 Aralık 2011) 4. USNCEAR, UNSCEAR 2008 REPORT Vol. I Sources Of Ionizing Radiation, (Son Erişim Tarihi: 08 Aralık 2011). 29 Kaynaklar