RADYO
Alm. Radio (n), Fr. Radio (m), İng. Radio. Bilgi göndermek ve almak maksadı ile elektromanyetik dalgalar şeklinde uzaya yayın yapan ve uzaydan yayın alan elektronik cihaz. Radyo, telekomünikasyonun (haberleşmenin) en belli başlı cihazlarından biridir. Radyo; telefon, telgraf, televizyon, radar ve faksimil cihazları ile alâkalı yardımcı bir yayın cihazı olarak da büyük önem taşır. Radyonun ilk ismi telsizdir.
Radyo kelimesi, Lâtince ışın demek olan radius kelimesinden gelir. Elektromanyetik dalgalarla ilgili birçok mefhum, hâdise ve cihazın ifâde edilmesinde bir örnek olarak kullanılır. Radyoastronomi, radyoelektrik, radyofrekans, radyopusula, radyoteleskop, radyotelgraf ve radyokontrol gibi tâbirler bunun misâlleridir.
Türkçede radyo denince, elektromanyetik dalgaların yaygın bir uygulaması olan radyo istasyonu ve radyo alıcısı akla gelir. Radyo alıcısı herkesin evinde bulunan, yurt içinde ve dışındaki çeşitli istasyonların yayınlarını alarak sese çeviren bir cihazdır. Çeşitli verici istasyonların antenlerinden uzaya yayılan dalgalar, alıcının anteninde gerilim endükliyerek orijinal yayının zayıflamış bir nümunesi olarak belirirler. O hâlde alıcı cihazın ilk fonksiyonu arzu edilen istasyonun yayınına ayarlanmış olmalıdır. Seçilen bu işâret daha sonra kuvvetlendirilmeli ve değiştirilerek duyulabilen ses frekanslarına çevrilmeli, en sonra da hoparlörden duyulabilecek şekilde kuvvetlendirilmelidir. Bu adımlar genel bir radyo alıcısının temel kısımlarını teşkil eder. Bunlara ilâveten alıcılar otomatik frekans ayarı, gürültü bastırma, ton ve ses kontrol, uzaktan ayar ve akort gösterge devrelerini bulundurabilirler.
Radyo yayını için verici, anten, yayın ortamı gereklidir. Mikrofona gelen ses, verici modüleli taşıyıcı yüksek frekanslı elektromanyetik dalga titreşiminin ortama yayılmasını temin eder. Atmosfer de dâhil olmak üzere elektromanyetik dalgalar uzayda yayılabilirler. Elektromanyetik dalgaları, antenle alınıp modüle edilmiş taşıyıcı frekans dalgası çözümlendikten sonra, hoparlörden duyulur.
Târihi: Elektromanyetik dalgaların uzayda ışık hızı ile yayılabileceğini teorik olarak ilk ortaya atan J.C. Maxwell’dir. Bu konuda ilk deneyi Alman fizikçi Heinrich Hertz, 1886-1888 seneleri arasında yaptı. Hertz, iki levhaya elektrik tatbik ederek 75 megahertzlik yüksek frekans elde etti. Bu levhalara yakın bir yerde bir metal halkanın iki ucunun birbirine yaklaştığı dar hava boşluğunda karanlıkta kıvılcım atlamaları gördü. Böylece elektrik enerjisinin elektromanyetik dalgalarla uzaydan yayınlanabileceği müşâhede edilmiş oldu.
Telsiz yayının tatbikâta ilk geçişi 1896 senesinde İtalyan fizikçisi Marconi’nin, 1890 senesinde O.Lodge tarafından başlatılan çalışmalarını mors cihazı hâline getirmesiyle olmuştur. İlk yayın bir mil mesâfeye, 1901 senesinde ise 200 mile ulaşmıştır. Tatbikat en çok denizaşırı bölgelerden telgraf şeklinde bilgi aktarması şeklinde yapılıyordu. Marconi’nin mors cihazında elektromanyetik dalgalar, bir tüp içinde gevşek duran demir tozlarını etkileyerek tüpün iki ucu arasındaki direnci azaltıyor ve bu şekilde elektromanyetik enerji elektrik enerjisine çevriliyordu. 1906 senesinde Amerikalı mühendis G.W. Pickard silikondan yaptığı kristalin de elektromanyetik dalgayı geçirdiğini buldu. Bu buluşa İngiliz fizikçisi Hughes tarafından 1900 senesinde karbon levhaya ucundan hafifçe temas eden iğnenin elektromanyetik dalga dedektörü olarak kullanılması sebep olmuştur. 1904 senesinde J.Fleming elektron tüpünü, 1907 senesinde de De Forest’in triod elektron tüpünü detektör (sayıcı) olarak kullanılabileceğini bulunca, radyo büyük bir adımla gelişti. Elektromanyetik dalganın antende hâsıl ettiği elektron akımı triod gridine gelince triod anod katodu arasında direncin değiştiği görüldü. Böylece elektromanyetik enerji elektrik enerjisine hassas bir şekilde çevrilebildi. Muhtelif frekanslarda yayın yapan telsizler, piezoelektrik prensibiyle çalışan kristallerin 1923 senesinde tatbikâta konulması ile başlandı. Kristallerle çok hassas osilatörler yapılmış ve radyo frekans bandı genişlemiştir. 1930 senesinde 30 megasaykıl (megahertz) üstünde yayın yapılamazken, bugün radyo frekans bandı 30.000 megasaykıla kadar genişlemiştir. Bu band içine radar, laser ve maser yayınları da girer. (Bkz. Elektromanyetik Dalga)
Yayın mekanizması: Bir telin ucuna elektromotif kuvvet (potansiyel) tatbik edilirse, tel boyunca elektron şarjları akar. Bu akan elektron şarjları ise tel etrafında konsantrik dalgalar hâlinde elektromanyetik alan meydana getirir. Aynı anda elektromanyetik alana dik doğrultularda elektrostatik alan meydana gelir. Birbirine kenetlenmiş hâlde bu iki saha uzayda ışık hızı ile yayılır. Uzaya yayılan bu enerji, teldeki elektron sarılarının enerjisidir. Enerjinin yayıldığı anten ismi verilen bu telin ucunda elektromotif kuvvet kutbu radyo frekansında değiştirilirse, elektromanyetik yayın devamlılığı sağlanır. Antenden yayılan konsantrik dalganın uzaya ve toprağa doğru olan kısmı radyo dalgası olarak kullanılır. Uzaya doğru yayılan dalga iyonosfere çarparak tekrar yeryüzüne yansır. Böylece yayın çok uzaklara ulaşmış olur. İyonosfer iklim ve kozmik radyasyon şartlarına göre radyo dalgalarına etki eder. İyonosfer 50 km ile 400 km arasında birkaç kattan meydana gelmiştir.
Radyo frekansı osilatörlerde üretilir. Radyo frekansı antenden uzaya gönderilmeden evvel bilgi taşıyan ses sinyali ile modüle edilir. Modülasyon ya genlik (Amplitüd) modülasyonu (AM) veya frekans modülasyonu (FM) şeklinde olur. Amplitüd modülasyonu veya FM yayını alan alıcı radyo, tekrar osilatör frekansını kullanarak radyo frekansından bilgi taşıyan ses sinyalini süzüp çıkarır ve yükselterek hoparlöre verir.
Alm. Radioaktivität (f), Fr. Radioactivité (f), İng. Radioactivity. Bâzı elementlerin çekirdeklerinin şua yayarak parçalanması. Dış etki olmaksızın kendi kendine bir parçalanma sonucu durmadan şuâ (ışın, radyasyon) şeklinde enerji veren maddelere radyoaktif maddeler, neşredilen şuâlara radyoaktif şuâ denir.
Radyoaktifliğin keşfi: Fizikokimyâ sahasında en önemli keşif olup, bu keşifle birlikte kimyevî elementler hakkındaki düşünceleri temelinden değiştirdi. Aynı zamanda atomun çekirdeğindeki muazzam enerjinin kullanılmasını mümkün kıldı. Radyoaktivite, 24 Şubat 1896’da Henri Becquerel tarafından keşfedildi. Radyoaktivite, flüoresan kılınmış maddelerin X ışınları verip vermedikleri araştırılırken bulundu. H. Becquerel, X ışını elde etmek maksadıyla flüoresan olan uranyum tuzları kullandı. Siyah kâğıda sarılı fotoğraf plakası üzerine bir miktar potasyum uranyum sülfat çift tuzu K2UO2 (SO4)2.2H2O koyup, güneş ışığına tuttu. Sonunda fotoğraf plâkasında uranyum tuzlarının bulunduğu bölgeye rastgelen kısımlarda kararmalar gördü. Fakat sonradan bu tuzların ışığa mâruz bırakılmadan, yâni flüoresan kılınmadan da bu işi yaptığını gördü. Daha sonra da uranyumun flüoresan olan ve olmayan bütün tuzlarının hattâ uranyum metalinin bile fotoğraf plâkasına tesir ettiğini buldu. Becquerel daha sonra bu denemesini karanlıkta yaptı. Uranyum bileşiklerini siyah kâğıda sardığı hâlde fotoğraf plâkalarına etki eden ışınların çıktığını buldu. Bu ışınlara uranik ışınlar dedi. Bu keşiften sonra, Fransa’da Pierre ve Marie Curie, Almanya’da G.Schmidt tarafından, aynı zamanda yapılan araştırmalarda toryumun da aynı ışını verdiği bulundu. Bundan sonraki araştırmalarda radyoaktif özelliklere sâhip polonyum ve radyum elementleri keşfedildi.
Bir radyoaktif elementin çekirdeğinin, kendiliğinden başka çekirdeğe değişmesi olayına dezentegrasyon, yapma olarak bir çekirdekten bir başka çekirdeğin elde edilmesi hâdisesine de transmütasyon denir.
104 elementin yaklaşık 1200 izotopu vardır. Bu izotoplardan 284’ü kararlı çekirdeğe; radyoaktif elementler kararsız çekirdeğe sâhiptirler. Bunlar kararlı hâle geçmek için çeşitli enerjiler yayarlar.
Kararlı hâle iki yoldan geçer. Birincisi parçalanma ile olanıdır ki, buna bir misâl olarak “alfa” ışıması verilebilir (88Ra226 Æ 86Rn222 + a). İkincisi izobar geçiştir. Kütle sayıları aynı, atom numaraları bir fazla olan iki atomda (izobar atomda) nötron fazlalığı varsa bu çekirdekte 0n1 Æ p+b+g şeklinde bir reaksiyon olur ki buna (b) dezentegrasyonu denir (11Na24 Æ 12Mg24 + -b). Eğer proton fazlalığı varsa çekirdekte pozitron yayımı olur (P Æ n++b+g). Buna (+b) dezentegrasyonu denir (11Na22 Æ 10Ne22 ++b). Çekirdek proton fazlalığı hâlinden kurtulmak için pozitron (+b) atacağı yerde çekirdek dışındaki K yörüngesinden bir elektron yakalar ve p+-e ± n+g şeklinde reaksiyon verir. Bu olaya elektron yakalama= Ey (Electron Capture= EC) denir. Neşrettiği tâneciğe de nötrino (g) adı verilir (4Be7 Æ 3Li7).
Bir çekirdek a veya b ışını meydana getirdikten sonra uyarılmış hâle geçer. Uyarılmış çekirdekte bir enerji fazlalığı vardır. Uyarılmış çekirdek normal hâline dönerken enerji fazlalığı çekirdekten bir tânecik hâlinde fırlatılmaz ise bir izomerik geçiş (İsomeric Transition= IT) olur (56Ba137Æ 56Ba137+g).
Ağır çekirdeklerden hafif çekirdeklerin meydana gelmesine fisyon denir. Fisyon çok şiddetli olup (f) harfiyle sembolize edilir. 92U238 Æ 50Sn133+42Mo105 olayı bir fisyon reaksiyonudur. Bu hâdisede büyük enerji açığa çıkar (Radyoaktif maddelerin yaydıkları ışınlar). Rutherford, radyumun alfa (a), beta (b) ve gamma (g) ışınları verdiğini keşfetti.
Alfa ışınları (a): Bir helyum çekirdeği olup, iki proton ve iki nötrona sâhiptir. Elektrikî yükü 2+, kütlesi 4’tür. Alfa ışınlarının hızı, yayınlayan atoma tâbi olarak, ışık hızının 1/10-1/15’i kadardır. Meselâ RaC’nin verdiği a tâneciklerinin hızı 19.220 km/s’dir. a tâneciklerinin kinetik enerjileri 4-8 MeV arasında değişir. Aynı radyoaktif elementin verdiği a tâneciklerinin kinetik enerjileri aynıdır. Alfa ışınları iyonlaştırıcı özelliğe sâhip olduğu hâlde bir maddeye giriciliği beta ışınına nazaran azdır. Birkaç cm havadan veya milimetrenin birkaç yüzde biri kadar kalınlıktaki alüminyum plâkadan geçebilir. Alfa ışınlarının havadaki yollarının uzunluğu ışının ilk hızlarının küpü ile orantılıdır (R= kv03 ). Radyoaktif maddelerin elektrik, ısı ve kimyevî olayları esas îtibâriyle, ışınlarından meydana gelir. Bu ışımayı yapan radyoaktif elementin kütlesi 4, atom numarası 2 azalır.
Beta ışınları (b): Bu ışınlar (şuâlar) elektrondan ibâret olup (1-) yüklüdür. Elektrikî ve manyetik alanda sapar. Hızları ışık hızına yakın olup, yolları alfa ışınlarından daha uzundur. Yâni daha giricidir. Bu ışınlar da iyonlaştırıcı özelliğe sâhiptir. Primer beta ışınları çekirdekten yayılırken çekirdekte n Æ p + -b reaksiyonu vuku bulur. Bu ışıma sonucu elementin atom numarası (Z) bir artar, fakat kütlede değişiklik olmaz. Bir radyoaktif elementin verdiği bışınları aynı kinetik enerjiye sâhip değildirler. Radyoaktif elementlerin çoğu a ,b ve g ışınlarını berâber verir. Yalnız beta ışını veren sun’î stronsiyum -90’dır. Pozitif beta ışıması yapma radyoaktif elementlerde görülür. Bu ışıma sonunda radyoaktif elementin kütlesi değişmez, atom numarası (z) bir artar.
Gamma ışınları (g): Kısa dalga boylu elektromanyetik şuâlardır. Alfa yâhut beta ışıması yapan çekirdek uyarılmış hâle geçer. Bu uyarılmış hâlden normal hâle dönen çekirdek enerji fazlasını g ışını hâlinde verir. Mesela, RaD Æ RaE+ b (0,018 MeV) bozunmasından sonra meydana gelmiş uyarılmış RaE hemen 0,047 MeV’lik g ışınları verir.
Gamma ışınlarının enerjileri yüksek olup, birkaç cm kurşundan geçerler. Gamma ışınlarının doğrudan doğruya iyonlaştırıcı özelliği yoktur. Yüksüz olduğundan manyetik alandan sapmadan geçer. Röntgen ışınlarının özelliklerine sâhip olan gamma ışınları, fotoğraf plâklarına etki eder ve flüoresan meydana getirir.
Yarılanma süresi: Bir radyoaktif elementten çıkan ışınların şiddetinin ilk değerinin yarısına kadar inmesi için geçen zamana, o elementin yarılanma süresi denir. Çıkan ışınların şiddeti radyoaktif elementin miktarıyla orantılı olduğundan yarılanma süresi muayyen bir radyoaktif elementin şimdi mevcut olan miktarının yarısına kadar inmesi için lâzım gelen zaman olarak da târif edilebilir. Bu zaman bâzılarında senelerle, bâzılarında sâniyelerle ifâde edilir. Meselâ U238 in a çıkararak Thoryum 234’e dönüşme yarı ömrü 4,5x109 (4,5 milyar) senedir. Oysa Plonyum 214’ün bir a çıkararak kurşun 210’a dönüşme yarı ömrü sadece 16x10-5 sâniyedir.
Radyoaktiflik birimleri: Bir radyoaktif nümûnenin aktifliğini ifâde etmek için birim zamanda parçalanan atom sayısı alınır. Herhangi bir radyoaktif madde sâniyede 3,7.1010 parçalanma veriyorsa bu maddenin radyoaktifliği bir Curie (c)dir. Bu 1 gram radyumun bir sâniyede verdiği alfa tâneciği sayısıdır. 1/1000 Curie’ye milicurie (mc); milyonda birine mikrocurie (mc) denir. Sâniyede 106 dezentegrasyonal bozunmaya rutherford (rd) adı verilir.
Radyoaktiflik serileri: Tâbi olan radyoaktif element sayısı yaklaşık 60 civârında olup, bunların atom numaraları 81 ilâ 92 arasındadır. Bunlar üç radyoaktif değişim serisi meydana getirir.
1. Toryum serisi: 90Th232’den başlar. 6 a ve 4 b ışıması yaparak ThD denilen 82Pb208 izotopuna dönüşür.
2. Uranyum serisi: Başlangıç elementi olan 92U238 elementi 8 a ve 6 b vererek RaG denilen 82Pb206 izotopunu meydana getirir.
3. Aktinyum serisi: 92U235 ile başlayıp 82Pb207 (AcD) izotopu ile biten seridir. Bu seride bozunma esnâsında 7 a ve 4 -b radyasyonları meydana gelir.
Bir de sun’î radyoaktif elementlerin bozunma serisi vardır ki, buna neptunyum serisi denir. Bu seride başlangıç Plutonyum -241 elementi olup, kararlı elementi ise Bizmut (Z= 83, A= 209)tur.
Radyoaktif şuâlar: Gaz, sıvı ve katı maddeleri iyonlaştırırlar. Radyumlu baryum veya radyum bileşikleri kendiliğinden ışıklıdırlar. Susuz radyum klorür ve bromür şiddetli ışık yayarlar. a, b ve g ışınları fosforesans ve flüoresansa sebep olur. Çinko sülfürlü boyalara çok az miktarda radyum tuzu ilâve edilirse devamlı ve çok az miktarda ışık veren boyalar elde edilir. a, b ve g ışınları fotoğraf plâkalarına etki ederler. Yine radyoaktif ışınlar maddelerde renklenmelere sebep olabilirler. Her çeşit cam, fayans ve porselen gibi maddeler radyoaktif madde temâsında renklenirler. Birçok kimyevî hâdiselere sebep olurlar. a, b ve g ışınları birçok canlı hücre üzerinde X ışınlarına benzer etki yaparlar. Az miktardaki radyoaktif elementler gübre etkisine sâhip olduğu hâlde aşırı radyoaktivite yaprakları sarartır. Hayvanların dokusuna içten ve dıştan etki edebilir. İçten alınan a ışınları dokularda yaralar husûle getirirler. Dıştan etki eden ışın g ışınıdır. Tıpta radyoaktiviteden yararlanarak yapılan tedâviye Curie Tedâvi denir. Radyoaktif maddeler kendiliğinden ve hiç durmadan ısı verirler. Bir gram radyum bromür saatte 100, aynı miktardaki radyum ise 50 mg kömürün enerjisine eşit olan 140 kalori; bir gram radyum, yılda yaklaşık 1.206.000 kalori; bir gramın tamâmen değişmesiyle de 2,8x109 kalori verir.
Radyoaktivite, kimyâ reaksiyonlarında, tıpta, dünyânın yaşının takribi bulunmasında, sanâyide, meselâ uzun borularla yapılan sıvı nakillerinde nakledilen sıvının miktârının bulunmasında, baskı sırasında kâğıtta kalmış olan statik elektriğin giderilmesinde, metal karışımlarının radyografik incelenmesinde, harp sanâyiinde, nükleer reaktörlerde enerji istihsâlinde kullanılır. Endülüs âlimlerinin büyüklerinden, Ebû Abdullah-ı Kurtubî’nin Tezkire’sinde, Abdülvehhâb-ı Şa’rânî’nin hulâsa ettiği Muhtasar ismindeki kitabında, dünyânın yaşının 129.600.000.000 yıl olduğu yazılıdır. Bugün fen adamları, “radyoaktiflik saati” denilen usûlle Uran I’in bozunma sâbitesine göre hesâb ederek arz kabuğunun yaşını 4.500.000.000 yıl olarak bulmaktadırlar.
Radyoaktif maddelerle tehlikesiz çalışmak henüz mümkün değildir. Büyük bir reaktör bile, radioaktif su meydana getirir. Etrafı tehlikeye sokmadan bu su atılamıyor. Rusya’da, Almanya’dan getirilen fen adamları, kullanılmış suların biyolojik temizlenmesi, uzvî maddelerin oksitlenmesi, radyoaktif çekirdeklerin, iyon değiştirici reçinelerle emilmesi ve imbiklenmesi sûretiyle izotopların tutulmasına yardım eden bir usûl hazırladılar. Fransızlar, radyoaktif artıkları bir telle tutup polietilenle kaplı çelik kaplarda saklamaktadırlar.
Radyoaktif havayı da süzerek temizlemek lâzımdır. Etrafa saçılan radyoaktif maddeler ve izotoplar, insanlarda şuâların sebep olduğu tehlikeli tesirleri hâsıl eder. Bu da, spektroskopla belli olur. Bugün 2.10-10 curie’yi ölçebilen âletler mevcuttur. Normal olarak bir gram insan kemiği külü, gıdâlarla alınan, günlük radyum ve thoryumdan meydana gelen 5.10-13 curie ihtivâ etmektedir. Bu miktar, artmadan, hergün yenilenmekte, idrar ve dışkı ile muntazaman çıkarılmaktadır. Dünyânın, ortalama senelik şuâlanması 0,1 rad’dır. Buna mukâbil, Hindistan’ın Kerala civârında 1.3 rad’dır. Çünkü, Kerala yakınında magnezit minerali çok bulunmaktadır. Bu mineral içinde % 19 thoryum mâdeni vardır.
Radyoaktif dedektörler: Parçacık fiziğinin temel özelliklerinden olarak radyoaktif ışınlar bâzı maddeleri iyonlaştırırlar. Bâzı flüoresan maddeler ve fotoğrafik emilsiyonlara tesir ederler. Bu özellikleriyle radyoaktif ışınlar farkedilirler ve sayılabilirler.
Elektroskop: İlk kullanılan radyoaktivite detektördür. Madam Curie, radyoaktivite üzerinde çalışırken elektroskop kullanmıştır. Elektroskopun açılan yaprakları ortamda iyonların olduğuna işârettir.
İyonlaşma kutuları: İyonlaşacak gaz bir kutu içine konur. Gaz içinde anot ve katod bulunur. Radyasyonla iyonlaşma meydana geldiğinde yükler elektrodlara doğru hareket ederler. Bu akım amplifikatörlerde büyütülür.
Geiger sayıcıları: İyonlaşma kutularının çalışma prensibiyle çalışırlar. Yapı îtibârıyle içi boş bir iletken silindirin ekseni boyunca iletken bir tel geçirilip tel silindirden yalıtılır. Silindir içine düşük basınçta gaz konulup, silindir (–) ve tel (+) kutup olarak yaklaşık 1000 V civarında elektrik alanı tatbik edilir. Bu gerilim gazın iyonlaşma geriliminden biraz küçük ve elektrik akımının elektrodlar arasında iletilmesini sağlayacak değerdedir. Bir parçacık veya gamma ışını silindir içine düştüğünde elektronlara çarpınca elektronlar yolları üzerindeki diğer gaz atomlarını iyonlaştırarak tele doğru hareket ederler. Bu akım amplifikatörlerle kuvvetlendirilerek dış elektrik devresinde ışık flaş âletlerine hoparlörlere veya sayma cihazlarına gönderilir.
Kıvılcım kutuları: İyonlaşma kutuları birbirini tâkip eden (–) ve (+) elektrod levhalarla bölünmüştür. Elektrodlar arasında kesik kesik tatbik edilen gerilim, radyasyonun yolu üzerinde levhalar arasında birbirini tâkip eden kıvılcımlara yol açar. Bu kıvılcımların fotoğrafları alınır.
Wilson sis kutusu: Bir kutu içine aşırı doymuş gaz, su buharı ile birlikte sıkıştırılır. Radyoaktif bir ışın kutu içine düştüğünde yolu üzerindeki gaz moleküllerini iyonlaştırırken su buharı da su damlacıkları hâline gelir. Sis kutusu yanlarından aydınlatıldığında su damlacıkları gözlenebilir. Böylece ışının yolu öğrenilmiş olur. Gaz olarak hava da kullanılabilir. Çok hızlı parçacıkların varlıklarının ve hareketlerinin anlaşılmasında sis kutuları kullanılmaktadır. Pozitron, sis kutusu yardımı ile keşfedildi.
Flüoresanlı dedektörler: Radyoaktif kaynak yanına bir flüoresan ekran konursa üzerine düşen yüklü parçacıklar onlara uyarak neticede parıldama şeklinde görünür, ışınlar yayılır. Bu parıldamalar mikroskoplarla incelenir. Spintasiskoplarda ekran olarak çinko sülfür kullanılır. Alfa parçaları ekrana vurduklarında parıldamalara sebep olurlar. Bu parıldamalar foto çoğaltıcı tüpler yardımı ile sayıcı sistemlerini meydana getirir. Bu sistemler çok kullanışlı olan “sintilasyon sayıcıları”dır.
Fotoğraf plakaları: Gümüş bromürlü emilsiyon sürülmüş ince plakaların üzerine düşen ışınların meydana getirdiği iyonlaşma ve saçılma izleri film üzerinde kalır. Radyasyonun karakteri filmin banyo edilmesi ile anlaşılır. Bu tip incelemeler mikroskopla olmaktadır.
Alm. Radioisotope, Fr. Radio-isotope, İng. Radioisotope. Bir elementin radyoaktif izotopu. Bütün elementlerin bir veya daha fazla radyoizotopu vardır. Meselâ, hidrojenin H-1, H-2 ve H-3 olan üç izotopundan H-3 (trityum) radyoaktiftir ve kendiliğinden radyoaktif ışıma yaparak enerji açığa çıkarır. 1000’den fazla radyoizotop bilinmektedir. Radyoaktif izotopların pekçok kullanım sahaları vardır. Meselâ, kobalt-60 kemoterapide kanser tedâvisinde kullanılır. C-14 radyoaktif izotopundan yaş tâyininde, tıpta bâzı metabolizma düzensizliklerinin incelenmesinde faydalanılır. Önemli bir radyoizotop da iyot-131’dir. Beyindeki urların yerlerinin tespitinde, tiroid bezlerinin fonksiyonlarının tâyininde vs. faydalanılır. Radyoizotoplardan sanâyide de faydalanılır. Üretilen metal malzemenin yapısındaki kusurları tespit etmede, metal veya plastik malzemenin kalınlığının hassas olarak tespit edilmesinde yine radyoizotoplardan faydalanılır.
Kozmik ışınlarda bulunan nötronların atmosferdeki azot molekülleriyle reaksiyonundan meydana gelen C14 izotopu.
7N14+ 10n Æ 6C14+11H
C-14, karbonun tabiatta mevcut üç izotopundan biridir. C-12 ve C-13 izotoplarının kararlı olmasına rağmen, karbon-14, azot-14 ile nihâyetlenen bir nükleer değişmeye mâruz kalır. Yaklaşık sekiz bin yılda bir defâ B ışıması yapan karbon-14, azot-14’e dönüşür. C-14’ün yarılanma süresi 5730± 40 senedir. Bu bozunma yeryüzündeki herhangi bir fizikî şarttan etkilenmeyeceğinden bir nümunedeki karbon -14’ün yok oluşu ile zaman arasında mutlak ilgi vardır.
Kozmik ışınların hâsıl ettiği nötronların etkisiyle meydana geldiği için, karbon-14 yeryüzünde devamlı olarak bulunur. Fakat meydana gelen C-14 izotopu hızla C14O2 hâline dönüşür. C-14, atmosferde CO2, hidrosferde ekseriya HC14O-3 hâlinde, biyosferde organik bileşiklerde birbirini tâkip eder şekilde bulunur. Karbonunu bu kaynaklardan alan bir malzeme izole edilirse ihtivâ ettiği C-14, her 5730 yılda yarıya inecek tarzda azalır.
Radyokarbon ile yaş tâyini: Karbon-14’ün radyoaktif bozunması esâsına dayanır. Bu metod, ahşap bitki artıkları, odun kömürü, deniz hayvanlarının kabukları ve tatlı su karbonat birikintilerine başarıyla uygulanmaktadır. Dünyâdaki iklim değişimleri son jeolojik olaylar ve çok önce yaşamış insanlar hakkında faydalı bilgiler edinilmesine yarar. Atmosferde radyokarbonun konsantrasyonu (derişimi) C14O2 hâlinde sâbittir. Öte yandan, canlı organizmalarla atmosfer CO2 bakımından denge hâlindedir. Bu yüzden gerek canlı organizmalarda gerekse atmosferde bir gram karbondaki C14’ün spesifik aktivitesi sâbittir. Ölüm, organizma ile atmosfer arasındaki alışverişi durdurur. Ölümden sonra organizmada mevcut C14 çoğalmaz, tersine gittikçe azalır. Bir ölü organizmada C14ün spesifik aktivitesinin ölçülmesi ölümden sonra geçen sürenin tâyinine yarar. Atmosferde, bitkilerde ve hayvanlarda C14ün spesifik aktivitesi yaklaşık olarak gram başına dakikada 15,3 beta dezentegrasyonudur. Aynı cinsten eski ve yeni iki maddenin, içindeki karbon miktarlarının oranlanması ile de eski maddenin yaşı bulunabilir.
Maddelerdeki radyoaktif karbon miktarı çok az olduğundan, bunu doğrudan doğruya belirlemek imkânsızdır. Meselâ canlı bir ağaçta 1012 tâne karbondan ancak bir tânesi C-14 izotopudur. Bu miktar herhangi bir kimyevî analizle değil, ancak radyoaktivitesinin sonucu olan beta ışınlarının Geiger sayıcısı ile tespit edilmesi sâyesinde ölçülür.
t= 8040 1n (A0/A)
Burada sırası ile A0 ve A yeni ve eski nümûnelerin radyoaktivitesini, t ise eski nümûnenin yaşını gösterir. Hassas ölçüm yapılabilmesi için çok ileri metodlar geliştirilmiştir. Ölçüm sırasında dış radyoaktivitenin etkisi tamâmen önlenmelidir. Nümûne gazlaştırılarak daha hassas ölçüm yapılabilir. Dışardan gelen gamma radyasyonunu önlemek için 20-75 cm kalınlığında demir bir koruyucu zırhla muhâfaza edilir. Bu demirden meydana gelecek g radyasyonunu önlemek için de ilâve bir cıva muhâfaza kullanılır. Nötronlardan korunmak üzere parafin ve borik asitten ibâret bir koruyucu tabaka kullanılır.
Alm. Radiologie (f), Fr. Radiologie (f), İng. Radiology. Röntgen ışınlarından istifade ederek vücudun iç organlarındaki hastalıkların teşhisi ve röntgen, gamma gibi diğer iyonize radyasyon metodları ile bu hastalıkların tedâvisi ile de uğraşan tıp ilminin bir dalı. Radyoloji iki ana bölümde ele alınır. Birincisi teşhis radyolojisi, ikincisi tedâvi radyolojisi, yâni radyoterapidir.
Röntgen ışınları, 1895 yılında Wilhelm Conrad Röntgen tarafından bulunmuştur (Bkz. Röntgen Işınları). Röntgen veya X ışınlarının bulunmasından 20 yıl sonra uygulamada çok değişik metodlar bulunmuştur. Meselâ; 1912 yılında kimografi tekniği (iç organların hareketinin incelenmesi), 1930 yılında pyelografi veya urografi tekniği (idrar yollarının filminin çekilmesi), 1939 yılında radyoizotoplar, 1947 yılında ise betatron ve radyoaktif kobalt bulunmuştur.
Tatbikatta röntgen ışınları yumuşak ve sert olarak ikiye ayrılır. Yumuşak x ışınlarının frekansı düşük, dalga boyu uzundur. Sert x ışınlarının ise dalga boyu kısa, frekansı yüksektir. Sertliğinin fazla olması x ışınlarının en büyük özelliği olup, cisimlerin içine girebilme özelliğiyle doğru orantılıdır. İçinden geçtikleri cismin atom ağırlığının artması, x ışınlarının bu özelliğini azaltır. x ışınları atom ağırlığı fazla olmayan kalın maddelerin içinden çok kolay geçebilirler.
Vücutta en fazla kemikteki kalsiyum, en az da hava, x ışınını absorbe eder (emer). Kan, kas ve yağ dokusu bu ikisinin arasında yer alır. İhtivâ ettikleri kalsiyum miktarı fazla olan kemikler, filmde en ince ayrıntılarına kadar net olarak görünür. Meselâ kemiklerdeki çatlaklar kolaylıkla röntgen filminde tespit edilirler. Akciğerlerdeki herhangi bir anormal hâdise, lezyon (meselâ bir apse), içindeki hava sebebiyle siyah-beyaz görüntü şeklinde kolaylıkla tespit edilirler. Barsak tıkanmalarında da gaz-mâyi seviyesi, siyah-beyaz görüntü vererek, barsağın şiş ve tıkanık halkalarını ortaya çıkarır.
Röntgen filmlerinin çekimi için, özel olarak hazırlanmış odalar içine monte edilmiş röntgen ışını veren cihazlar gerekmektedir. Hastanın yatırılacağı masa, çekilecek filmin çeşidine göre değişiklik arz edebilir. Röntgen ışınlarının tespiti normal fotoğraf çekimi şeklindedir. Asetat selüloz üzerine yayılan gümüş bileşiği eriyiği, röntgen ışınlarına duyarlıdır. Film banyodan sonra incelemeye hazır vaziyete gelir. Röntgen ışınları vücûdun kalın kemikli kısımlarında yansıma yaparak filmde istenmeyen gölgeler meydana getirir. Bu gölgelenmeleri önlemek için yansıyan ışınları yutan kurşun şeritlerden yapılmış elek levhalar kullanılır. Bu elekler, röntgen tüpü ile vücut arasında yer alır. Vücudun baş ve kalça gibi kısımlarında üç boyutlu görüntü elde etmek için, röntgen tüpüne iki konumdan tespit yaptırılır. Bu işlerin yapılabilmesi için röntgen cihazının tereoskopik film çekme düzenine sâhip olması lâzımdır. Röntgen şuâları, yoğunluğu farklı dokulara göre filmde iz bırakır. Az iz bırakan organlara dışardan özel maddeler verilerek sun’î olarak yoğunlaştırılır. Meselâ, mîdeyi görünür hâle getirebilmek için baryum sülfat eriyiği; kalın barsak filmi için baryum sülfatın reçine ile karışmış eriyiği; dolaşım sistemiyle kılcal bölgelerin filmi için iyotlu organik bileşikler; omurilik ve bronşların filmi için de iyotlu bitkisel yağ veya etiliyodofenil undesilat eriyiği kullanılır. Bu gibi maddelere radyoopak madde ismi verilir. Bu maddelerle yapılan röntgen tespit metodları, tatbik edildiği sahaya göre değişik isimler alır. Meselâ; miyelografi (omurilik filmi çekme tekniği), angiorafi (damar filmi), kolesistografi (safrakesesi filmi), urografi veya piyelografi (böbrek ve idrar yolları filmi) gibi. Piyelografi ve anjiyografi, yerlerini hareketli sinema filmlerine benzer röntgen filmlerine terk etmeye başlamıştır.
Röntgen filmleri, birçok hastalığın teşhisinde oldukça önem taşımaktadır. Hattâ bâzı hallerde sâdece röntgen filmleriyle kesin teşhis konabilmektedir. Kırıklar, çıkıklar, akciğer apsesi, mîde delinmesi, barsak tıkanması bunlardan sâdece birkaçıdır. Röntgen film ve tekniklerinin teşhis ve tedâvideki öneminden dolayı radyoloji bir ihtisas dalı hâline gelmiştir. Bu dalda ihtisas yapmış olan hekimlere, radyolog denmektedir.
Röntgen ışınlarının tıptaki bir uygulaması da radyoskopidir. Halk arasında “ayna” olarak da bilinen bu teknikte; röntgen ışınları neşreden bir kaynakla floresan bir ekran arasında bulunan bir kişinin herhangi bir organının mevcut ekranda (fluoroskopi veya radyoskopiyle) doğrudan doğruya tetkiki söz konusudur.
Alm. Radiotherapie, Röntgenbehandlung (f), Fr. Radiothérapie (f), İng. Radiotherapy, X-ray treatment. Radyasyonun yok edici, yaralayıcı gücü, faydalı netîceler verecek şekilde kontrol altına alınabilmektedir. Radyoterapi konuları içine; radyasyonun tedâvi metodu olarak kullanılışı, uygulamada kullanılan âletler, tedâvi sırasında radyasyonun zararlı tesirlerinden korunmak için alınan tedbirler ve radyasyonun, özellikle kanser tedâvisindeki faydaları girer.
İstatistiklere göre, günümüzde her beş insandan birisi kanserden ölmektedir. Özellikle batı ülkelerinde daha fazla kanserli hastaya rastlanmaktadır. Bu kadar yaygın olan kanserin tedâvisinde günümüzde uygulanan en etkili ve en mühim metodlardan biri de radyoterapidir.
Radyoterapide özellikle x ışınları, gamma ışınları veya radyoaktif izotoplar kullanılır. Radyoterapide kullanılan röntgen cihazları 5 ilâ 4.000 kilovolt gerilimli güç kaynağı ve yüksek süratli parçacıklar yayınlayabilen radyum elementiyle çalışır. Röntgen ışını ile tedâvide ışın mesâfesi, çapı, filtrelenmesi, kısaca dozajı çok mühimdir. Röntgen ışınının doku tarafından yutulan miktarı “rad” birimiyle ifâde edilir. “Rad”, bir gramlık dokunun emebileceği röntgen ışınının enerjisine eşittir. Hasta dokulara gönderilen röntgen ışınları, röntgen metreleriyle ölçülerek rad değerleri tespit edilir. Röntgen cihazında, voltaj yükseldikçe röntgen ışınının, dokunun derinliğine geçme kâbiliyeti artar.
Kanserleri meydana getiren hücreler; düzensiz ve kontrolsüz bir şekilde çoğalarak, çevredeki normal dokulara da zarar verirler. Radyasyon belirli dozda verilince, kanserli hücrelerin çoğalmasını önlemekte ve hattâ tahrip etmekte, normal hücrelere ise pek zarar vermemektedir. Bu şekilde kullanılan şuâlar, tedâvi özelliği taşımaktadırlar. Radyoterapinin başarılı olmasının en mühim sebebi, radyasyonun genç ve faal hücreleri, olgun ve pasif hücrelerden daha çok ve kolay etkileyebilmesidir. Kanser hücreleriyse genç ve faal hücrelerdir.
Radyasyon; canlılar için tehlike potansiyeli taşıdığından, doz ve ışınlanacak bölge titizlikle tespit edilir. Vücûdun değişik bölgelerinin duyarlılık yönünden gösterdiği farklılık, radyoloji uzmanlarının dikkatli olmasını gerektirmektedir. Uzman, ışının vereceği zararın faydaya oranla çok az olmasını kesinlikle sağladıktan sonra uygulamaya geçer.