GİRİŞ
Sanayide kaynaklı imalatları, döküm parçaları, çelik kaynaklı veya çekme boruları, boru hattı kaynaklarını vb. ürünleri tahrip etmeden iç yapı muayenesini, imalatın kalite kontrolünü mümkün kılan endüstriyel radyografi; etkili, güvenilir, kayıtlara dayalı sonuçlar verdiğinden ülkemizde de her geçen gün daha sık uygulanan bir tahribatsız muayene metodu haline gelmiştir.Gerek uygulayıcılarında gerekse kullanılan test cihazlarında özel nitelik gerektiren bu yöntemde, canlılara çok zararlı olabilecek yüksek enerjili, iyonize edici radyasyon kullanıldığından çevre ve iş güvenliği esastır. Test personelinin hem kendi güvenliğini, hem de çevresindeki tüm canlıları koruyabilmesi için dikkat etmesi gereken kuralları bu yazıda
bulabilirsiniz.
ENDÜSTRİYEL RADYOGRAFİ
Ülkemizde endüstriyel radyografinin gerekliliği ve uygulanması her geçen yıl hızla artmaktadır. Endüstriyel radyografi bir tahribatsız malzeme ve imalat muayenesi metodu olup muayene edilecek malzeme ya da imalatın iyonize edici, çok yüksek enerjili radyasyona maruz tutulması ve neticesinde elde edilen imajlar (film, ekran görüntüsü vs.) yardımıyla iç yapı kontrolünü sağlayan bir test yöntemidir. Ultrasonik kontrol, sıvı penetrant ile muayene, magnetik parçacıkla muayene, girdap akımları yöntemi gibi diğer tahribatsız muayene metotlarına nazaran insan ve çevre sağlığına neden olabilecek bir yöntem olduğundan endüstriyel radyografi uygulamasında kesinlikle uyulması gereken çok önemli kurallar vardır. Tıbbi radyografinin tersine endüstriyel radyografide kullanılan radyasyonun şiddeti oldukça yüksek olup kontrol edilmediği taktirde canlılar için ölümcül olabilir. (1).
Henüz ülkemizde endüstriyel radyografi gibi doğaya ve çeyreye çok zararlı olabilecek yöntemler tam anlamıyla kontrol altına alınmamaktadır. TAEK (Türkiye Atom Enerjisi Kurumu) ve ÇNAEM (Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi) gibi kuruluşlar teknik olarak endüstriyel radyografi uygulamalarını denetlemeye çalışmaktadırlar; ama çevre ve iş güvenliği anlamında bu derece önemli bir mevzunun Çevre Bakanlığı ve Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı tarafından tam etkin bir şekilde kontrol altına alınması gerekmektedir. Maalesef Türkiye'nin “çevre” ve “iş güvenliği” konularında zayıflığı ve uygulamalarda yetersizliği bu konuda da baş göstermektedir. Bu yüzden,endüstriyel radyografide iş ve çevre güvenliği çok büyük oranda bu işi yapan kurum ve kişilere düşmektedir.
RADYASYON NEDİR?
Endüstriyel radyografide kullanılan radyasyon, çok yüksek enerjili, maddelere nüfuz edici ve iyonize edici özelliği olan elektromagnetik dalga olarak tanımlanabilir. Şekil 1 elektromagnetik dalga ailesini göstermektedir. Bunlardan X ve Gama ışınları iyonize edici radyasyonun tipleridir. X ışınları, X ışını tüplerinden yapay yollarla; Gama ışınları Ir-192, Co-60 gibi radyoaktif izotoplardan doğal olarak elde edilirler. (3)
Şekil 1. Elektromagnetik Dalga Ailesi (Electromagnetic Waves Family) (3)
Muayene
Radyasyon, doğrusal ve ışık hızıyla hareket eder, fotoğrafik filmi etkiler ve en önemlisi “Radyasyon tüm canlı oranizamalara çok büyük zararlar verir.” Bu yüzden radyasyondan her zaman sakınmak ve sakındırmak zorundayız.
RADYOAKTİVİTENİN ÖLÇÜMÜ
Radyoaktivitenin ana birimi Curie (Ci)'dir. (Becquerel’de radyoaktivite birimidir. Bu birimler,keşfedicisi fizikçiler Pierre Curie, Marie Curie ve Antoine radyoaktivitenin Henri Bequerel'in soyisimlerinden gelmektedir. Aralarında 1 Ci = 37x10 Bq bağıntısı vardır. En sık kullanılan birim Curie'dir.) Curie, radyoaktif izotopun aktivitesidir. Ir-192, Co-60 gibi doğal radyoaktif izotopların yarı ömürleri vardır. Yani aktiviteleri belirli bir zaman sonra yarıya düşer ve yarılanma, aktivitenin bitmesine kadar devam eder. İzotoplar yarılanırlarken etrafına foton yayarlar, işte bu fotonlara radyasyon denir. (2) İzotopların etrafına yaydıkları fotonların sayısı Curie ile 9 ölçülür. Bir izotop, 37x10 adet atomun bozunmasıyla foton yaydığında aktivitesi 1 Ci'dir denir. Bu durumda, 50 Ci'lik bir 9 izotop 50x37x10 adet atomun bozunmasıyla foton yaymaktadır. (2) Vücudumuzun %80-90'ı sudur ve hücrelerimizin de %80-90'ı sudur. Yani su molekülleri hidrojen ve oksijenden (H O) 2 oluşmaktadır. Radyasyon, hücrelerimizin içindeki suya nüfuz ettiğinde, iyonize edici özelliğinden dolayı suyun hidrojen ve oksijenini ayrıştırıp iyon haline getirmektedir. Daha sonra + - iyon halinde gezinmekte olan H ve O , hücrelerde tahribat yapıcı, metabolizmik faaliyetleri ve bölünmeyi önleyici H O , 2 2 HO gibi zararlı bileşikler oluşturur. (2)
** Radyasyon insanın beş duyu organıyla algılanamaz.Radyasyon görülmez, duyulmaz, koklanamaz, dokunularak algılanamaz, ya da hissedilemez. Bu yüzden endüstriyel radyografide dozimetre, surveymetre, beeper vb. ölçme cihazları kullanılmalıdır. **
RADYASYON DOZ ÖLÇÜM BİRİMLERİ
Radyasyonun doz ölçüm birimleri REM (Radiation Equivalent Man) ve Sievert (Sv)'tir. Bu birimler arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir: 1 Sv = 100 REM 1 REM = 1000 mREM (miliREM)
1 Sv = 1000 mSv (miliSv)
1 Sv = 1.000.000 µSv (mikroSievert)
GÜVENLİ DOZ ORANLARI
Atmosferde güneşten ve diğer objelerden gelen normalde, doğal olarak 0,11 µSv/h dolaylarında bir radyasyon mevcuttur. Güvenli doz oranları, insanların radyasyona maruz kaldıkları zaman vücut hücresinin kendisini bir süre sonra yenileyebileceği doz oranlarıdır. Tablo 1'de radyografi çalışanının en fazla maruz kalabileceği radyasyon doz oranları verilmektedir.
Aşırı doz alımlarında insan vücudunda görülen bazı etkiler ise Tablo 2'de gösterilmiştir.
Tablo 1. Güvenli Radyasyon Doz Oranları (Safe radiation doserates) (3)
Radyografi çalışanının alabileceği en fazla doz oranı
5 REM/yıl
40 mREM/hafta
10 mREM/gün
1,18 mREM/saat
Tablo 2. Aşırı Radyasyon Dozlarının İnsan Vücudunda Yarattığı Etkiler (Effects of excessive radiation doses in human body) (3)
TÜM VÜCUT DOZU................................ETKİLER
24 saat içinde alınan doz
0 – 10 REM.....................................Belirlenen bir etki yok
10 – 50 REM ..................................Kanda ve kromozomlarda değişiklikler
100 REM.........................................Baş ağrısı, kusma, yorgunluk
200 – 250 REM...............................İlk ölüm
500 REM.........................................Birkaç gün içinde ölüm
RADYASYON ÖLÇÜM ALETLERİ
Radyasyon görülmez, duyulmaz, kokusu yoktur, dokunularak algılanamaz ya da hissedilemez. Bu yüzden radyasyonun varlığını gösteren ölçü aletleri kullanılmalıdır. Tablo 3'de radyasyon ölçümü için kullanılan, alan ölçerler ve kişisel dozimetreleri görebilirsiniz.
Tablo 3. Radyasyon Alan Kontrolü ve Kişisel Doz Alım Miktarı
Kayıt Cihazları (Radiation area control and personal dose
ALAN KONTROLÜ İÇİN........................KİŞİSEL DOZ ÖLÇERLER
Surveymetreler................................................Film Badgeler
Sesli Alarm Cihazları (Beeper’lar)..............Kalem Dozimetreler
Radyaktmetreler..............................................TLD Badgeler
Şekil 2'de bu ölçüm cihazlarının bazılarından örnekler görebilirsiniz.
RADYASYONA KARŞI KORUNMA
Radyasyona karşı koruyucu ölçümler yerel kanun ve uluslararası standartlarca kabul edilen maksimum doz miktarı dikkate alınarak yapılmalıdır.
DOZ ORANI HESAPLAMALARI
I-192, Co-60 gibi izotoplarla çalışılırken o izotopun 1 Ci'sinin 1 foot (30 cm) mesafede ve 1 saatte verdiği radyasyon şiddeti baz alınır. Bu değer Ir-192 için 5,9 R/h.Ci 'dir. Şekil 3, Ir-192'nin değişik aktivitelerdeki radyasyon şiddetinin nasıl bulunabileceğini göstermektedir.Radyasyondan korunmada şu üç temel unsur baz alınmalı ve her zaman hatırlanmalıdır (2):
1. Zaman : Radyasyona maruz kalınan süre
2. Mesafe: Canlı organizma ile radyasyon kaynağı arasındaki mesafe
3. Zırhlama (koruyucu materyal kullanımı) : Personel ile radyasyon kaynağı arasına radyasyon emici maddelerin konması
1. Zaman (Time) : Kişi radyasyona ne kadar fazla süre kalırsa o kadar fazla etkilenir. Alınan radyasyon dozu, zaman ile doğru orantılıdır. Örneğin; 1 saatte 1 REM alan kişi, 10 saatte 10 REM alır.
2. Mesafe (Distance): Kaynağa uzaklık arttıkça, radyasyonun şiddeti mesafenin karesi oranında azalır.
Uzaklıkla ilişki 'ters kare kanunu' ile ifade edilir. Şekil 4'de birinci perdede 4 adet bölge radyasyondan etkilenirken, kaynaktan 2 kat mesafedeki diğer perdede 16 adet bölge radyasyondan etkilenmektedir. Örneğin radyasyon şiddeti 400
Kalem Dozimetre.......................Film Badge...................................Survaymetre
Şekil 2. Bazı Radyasyon Ölçüm Cihazları (Some radiation measurement devices) (3)
Şekil 3. Ir-192'nin Değişik Aktivitelerdeki Radyasyon Şiddeti (Radiation intensities of Ir-192 at different activities)
Şekil 4.Radyasyon Şiddetinin Mesafe ile İlişkisi (Relation between radiation intensity and distance) (3)
R/saat ise, birinci perdedeki her bir kareye gelen radyasyon şiddeti 400/4=100 R/saat iken, ikince perdede her bir kareye gelen radyasyon şiddeti 400/16=25 R/saat'dir. (Radyasyon siddeti “Röntgen” ile ifade edilir ve “R” ile kısaca gösterilir İnsanın aldığı doz oranı söz konusu olduğunda “REM” kullanılır.)
Birinci perdenin kaynaktan uzaklığı D ve birinci perdeye gelen radyasyon şiddeti I ; ikinci perdenin kaynaktan uzaklığı D ve kinci perdeye gelen radyasyon şiddeti I ise bu radyasyon şiddetleri ve mesafeler arasında şu şekilde karesel bir ilişki vardır:
Ters Kare Kuralı (Inverse Square Rule) (2):
L1 = Belirli mesafedeki (D1 ) belirli radyasyon
D1 = Şiddetin (I1 ) bilindiği noktadaki kaynağa Uzaklık
L2 = Bilinen ikinci noktadaki bilinmeyen şiddet değeri
D2 = Bilinmeyen şiddetin kaynağa mesafesi
L1/L2=D2*D2/D1*D1
Ters kare kanunu sadece açık alanlar için geçerlidir. Ters kare kanunu, etki alanındaki bütün radyasyonun doğrusal ilerleyerek o bölgeye ulaştığını kabul eder, ama bu her zaman doğru değildir. Etraftaki objelerden saçılan radyasyon, etki alanındaki radyasyon miktarını önemli ölçüde artırır. Bir surveymetre ile radyasyon ölçümü yapılarak doğrulama yapılmalıdır.
3. Zırhlama (Shielding): Radyasyon ışınları zırhlama için kullanılan malzemenin elektronlarıyla çarpışınca zırhlama malzemesi, radyasyonun enerjisini yutarak önemli ölçüde azaltabilir. Malzeme yoğunluğu ne kadar yüksekse, radyasyona karşı o kadar koruyucudur.
Pratikte en çok kullanılan zırhlama malzemeleri kurşun,wolfram, çelik ve betondur. Çeşitli malzemelerin, çeşitli radyoaktif izotopların radyasyon şiddetini yarıya düşürecek kalınlıkları aşağıdaki tabloda görülebilmektedir:
Tablo 4. Farklı Zırhlama Malzemelerinin Radyasyon Şiddetini Yarıya Düşürdükleri Kalınlıkları (Halfening thicknesses of different shielding materials to radiation intensity) (2)
Yarı değer kalınlıkları.............Ir-192.................Co-60
Kurşun.....................................Yaklaşık 5 mm..........Yaklaşık 12 mm
Çelik..........................................Yaklaşık 15 mm........Yaklaşık 22 mm
Beton ya da Alüminyum.....Yaklaşık 50 mm.........Yaklaşık 70 mm
Endüstriyel Radyografide Radyasyondan Korunmak İçin
Yapılması Gerekenler Listesi
1. Radyografi testi sırasında ya da radyografi cihazının yanına giderken, radyografi cihazı kapalı da olsa, kesinlikle surveymetre ve beeperımız (alandaki radyasyonun kontrolü için); film badgeimiz ve kalem dozimetremiz (kişisel doz oranımız için) yanımızda olmalıdır.
2. Radyografi alanını çevirmek ve kontrol altına alabilmek için ikaz şeritlerimizi ve bariyerlerimizi yanımıza almadan işe çıkmamalıyız.
3. Acil durumda bulundurulması gerekenler çantası (kurşun zırhlama malzemeleri, izotop tutucu, pense, tornavida, çekiç, el feneri vs.) yanımızda bulunmalıdır.
4. Radyasyon kaynağının araçla kısa mesafe taşımalarında aracımızın üzerinde radyasyon ikaz levhaları bulunmalıdır.
5. Radyografi testine başlamadan önce iş yeri sahibinden o alanda radyografi yapılabilmesi ve gereken iş güvenliği önlemlerinin alınabilmesi için izin almalı ve bu verilen saat aralığına kesinlikle uymalıyız.
6. Radyografi testine başlamadan önce çekim yapılacak alandan ne kadar uzağa güvenlik şeridi çekeceğimizi ve ikaz bariyerleri koyacağımızı belirlemeliyiz. Güvenli mesafe belirlenmesine bir örnek son bölümde verilmiştir. Bulunan değer, ölçüm cihazlarıyla doğrulanmalıdır.
7. Radyografi alanı çepeçevre, arada insan geçişine neden olabilecek boşluk bulunmayacak şekilde şeritle çevrilmelidir.
8. Şeritle çevrilen alanın etrafında canlı geçişi olacabilecek her yere radyasyon ikaz bariyerleri koyulmalıdır.
9. Ancak koruma alanının tamamen güvenli ve diğer canlılardan arındırılmış olduğunu belirlediğimizde çalışmaya başlayabiliriz.
10. Çekim yapılırken her an radyasyon kaynağından olabildiğince uzak olmayı aklımızdan çıkarmamalıyız.
11. Film badgeimizi ve kalem dozimetremizi gömleğimizin ön cebine takmalı, beeperımızı da boynumuza asmalı ya da belimize takmalıyız. Beeper'ın sesini kesinlikle kısmamalıyız.
12. Test süresince kontrollü alan içerisine kesinlikle hiçbir canlının girmemesini sağlamalıyız.
13. Radyografi cihazının yanına her gidişimizde alan kontrolü için yanımızda radyaktmetre ve beeper kesinlikle bulunmalıdır.
14. Çekim yapılırken her zaman zırhlama yapılmalı ve etrafta bulunan zırhlama yapabilecek objelerden yararlanıl malıdır.
15. Test bitiminde test personelinin günlük aldığı radyasyon doz oranları test firmasının doz takip tablosuna kesinlikle kayedilmelidir.
16. Radyasyondan korunmak ve korumak sorumluluğumuzu unutmamalıyız.
1. Güvenli mesafe belirleme örneği (Example calculation fordefining safe distance):
45 Ci'lik bir Ir-192 kaynağıyla açık alanda radyografi çekimi yapılacaktır. Güvenli şerit mesafesini belirleyelim:
Ir-192 izotopunun 1 Ci'sinin, 1 foot mesafedeki 1 saatte yaydığı radyasyon şiddeti 5,9 R/h'dir. (1 saatte, 30 cm mesafede yaydığı radyasyon şiddeti 5,9 Ci'dir.)
Ters kare kanunu formülü: L1/L2=D2*D2/D1*D1
I1 : 45 Ci Ir-192'nin 1 foot'taki (30 cm) şiddeti = 5,9 R/h x 45 = 265,5 R/h = 265.500 mR/h
I2 : Kaynağın güvenli bölgedeki, yani saatlik 1,18 mR/h şiddetin bulunduğu (Tablo 1'den) ve çekilebileceği yerdeki radyasyon şiddeti şeritin çekilebileceği yerdeki radyasyon şiddeti
D1 : 1 foot mesafesi = 30 cm = 0,3 metre
D : Güvenli şerit çekme mesafesi (bulmak istediğimiz mesafe)
Elimizdeki değerler formülde yerlerine konursa: 265500/1.18=D2*D2/0.3*0.3
Bu denklem çözülürse: D = 142metre bulunur.
Bu değer hiçbir zırhlama yapmadan (koruyucu malzeme kullanmadan) bulunan teorik şerit
çekme mesafesidir.
2. Koruyucu malzeme kullanıldığında güvenli mesafe belirleme örneği (Example calculation for defining safe distance if shielding material is used):
• Yukarıdaki durumda 2,5 cm kalınlığında kurşun kolimatör (zırhlama maddesi, aynı zamanda radyasyon siddetini belli bir doğrultuda yönlendirmeye yarayan gereç) kullanıldığında;
Kurşunun Ir-192'nin radyasyon şiddetini yarılama kalınlığı 5 mm'dir. (bknz. Tablo 4)
2,5 cm (25 mm) kurşun, radyasyon şiddetini 5 defa yarılayacaktır.
Bir önceki çözümde 30 cm'deki radyasyon şiddeti (5 defa yarılandığında):
I = 265.500/2 = 8.297 mR/h değerine düşmektedir. Değerler formülde yerlerine konduğunda:
8297/1.18=D2*D2/0.3*0.3
Bu denklem çözülürse: D = 25 metre bulunur. (2,5 cm'lik kurşun zırhlama yapıldığında)
• Test ortamında bulunan 35 cm kalınlığında bir beton duvarın arkasında durulursa;
Betonun Ir-192'nin radyasyon şiddetini yarılama kalınlığı 50 mm (5 cm)'dir. (Tablo 4)
35 cm beton, radyasyon şiddetini 7 defa yarılayacaktır.
Bir önceki örnekteki 30 cm'deki radyasyon şiddeti (7 defa yarılandığında):
I = 265.500/2 = 2.074 mR/h değerine düşmektedir. Değerler formülde yerlerine konduğunda:
2074/1.18=D2*D2/0.3*0.3 Bu denklem çözülürse güvenli mesafe: D = 12,5 metre bulunur. (35 cm'lik bir beton duvarın arkasında durulduğunda)
“Bu örnek çözümler zırhlamanın ve etrafta bulunan radyasyonu azaltıcı objelerden yararlanmanın ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.”
KAYNAKÇA
1. MIX Paul E., Introduction to Nondestructive Testing A Training Guide,John Wiley and Sons, New York, 1987
2. Moore Patrick O., Nondestructive Handbook Volume 4 Radiographic Testing, ASNT, 2002
3. NDTTraining Program Radiographic Method, ASNT, 1979
Sanayide kaynaklı imalatları, döküm parçaları, çelik kaynaklı veya çekme boruları, boru hattı kaynaklarını vb. ürünleri tahrip etmeden iç yapı muayenesini, imalatın kalite kontrolünü mümkün kılan endüstriyel radyografi; etkili, güvenilir, kayıtlara dayalı sonuçlar verdiğinden ülkemizde de her geçen gün daha sık uygulanan bir tahribatsız muayene metodu haline gelmiştir.Gerek uygulayıcılarında gerekse kullanılan test cihazlarında özel nitelik gerektiren bu yöntemde, canlılara çok zararlı olabilecek yüksek enerjili, iyonize edici radyasyon kullanıldığından çevre ve iş güvenliği esastır. Test personelinin hem kendi güvenliğini, hem de çevresindeki tüm canlıları koruyabilmesi için dikkat etmesi gereken kuralları bu yazıda
bulabilirsiniz.
ENDÜSTRİYEL RADYOGRAFİ
Ülkemizde endüstriyel radyografinin gerekliliği ve uygulanması her geçen yıl hızla artmaktadır. Endüstriyel radyografi bir tahribatsız malzeme ve imalat muayenesi metodu olup muayene edilecek malzeme ya da imalatın iyonize edici, çok yüksek enerjili radyasyona maruz tutulması ve neticesinde elde edilen imajlar (film, ekran görüntüsü vs.) yardımıyla iç yapı kontrolünü sağlayan bir test yöntemidir. Ultrasonik kontrol, sıvı penetrant ile muayene, magnetik parçacıkla muayene, girdap akımları yöntemi gibi diğer tahribatsız muayene metotlarına nazaran insan ve çevre sağlığına neden olabilecek bir yöntem olduğundan endüstriyel radyografi uygulamasında kesinlikle uyulması gereken çok önemli kurallar vardır. Tıbbi radyografinin tersine endüstriyel radyografide kullanılan radyasyonun şiddeti oldukça yüksek olup kontrol edilmediği taktirde canlılar için ölümcül olabilir. (1).
Henüz ülkemizde endüstriyel radyografi gibi doğaya ve çeyreye çok zararlı olabilecek yöntemler tam anlamıyla kontrol altına alınmamaktadır. TAEK (Türkiye Atom Enerjisi Kurumu) ve ÇNAEM (Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi) gibi kuruluşlar teknik olarak endüstriyel radyografi uygulamalarını denetlemeye çalışmaktadırlar; ama çevre ve iş güvenliği anlamında bu derece önemli bir mevzunun Çevre Bakanlığı ve Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı tarafından tam etkin bir şekilde kontrol altına alınması gerekmektedir. Maalesef Türkiye'nin “çevre” ve “iş güvenliği” konularında zayıflığı ve uygulamalarda yetersizliği bu konuda da baş göstermektedir. Bu yüzden,endüstriyel radyografide iş ve çevre güvenliği çok büyük oranda bu işi yapan kurum ve kişilere düşmektedir.
RADYASYON NEDİR?
Endüstriyel radyografide kullanılan radyasyon, çok yüksek enerjili, maddelere nüfuz edici ve iyonize edici özelliği olan elektromagnetik dalga olarak tanımlanabilir. Şekil 1 elektromagnetik dalga ailesini göstermektedir. Bunlardan X ve Gama ışınları iyonize edici radyasyonun tipleridir. X ışınları, X ışını tüplerinden yapay yollarla; Gama ışınları Ir-192, Co-60 gibi radyoaktif izotoplardan doğal olarak elde edilirler. (3)
Şekil 1. Elektromagnetik Dalga Ailesi (Electromagnetic Waves Family) (3)
Muayene
Radyasyon, doğrusal ve ışık hızıyla hareket eder, fotoğrafik filmi etkiler ve en önemlisi “Radyasyon tüm canlı oranizamalara çok büyük zararlar verir.” Bu yüzden radyasyondan her zaman sakınmak ve sakındırmak zorundayız.
RADYOAKTİVİTENİN ÖLÇÜMÜ
Radyoaktivitenin ana birimi Curie (Ci)'dir. (Becquerel’de radyoaktivite birimidir. Bu birimler,keşfedicisi fizikçiler Pierre Curie, Marie Curie ve Antoine radyoaktivitenin Henri Bequerel'in soyisimlerinden gelmektedir. Aralarında 1 Ci = 37x10 Bq bağıntısı vardır. En sık kullanılan birim Curie'dir.) Curie, radyoaktif izotopun aktivitesidir. Ir-192, Co-60 gibi doğal radyoaktif izotopların yarı ömürleri vardır. Yani aktiviteleri belirli bir zaman sonra yarıya düşer ve yarılanma, aktivitenin bitmesine kadar devam eder. İzotoplar yarılanırlarken etrafına foton yayarlar, işte bu fotonlara radyasyon denir. (2) İzotopların etrafına yaydıkları fotonların sayısı Curie ile 9 ölçülür. Bir izotop, 37x10 adet atomun bozunmasıyla foton yaydığında aktivitesi 1 Ci'dir denir. Bu durumda, 50 Ci'lik bir 9 izotop 50x37x10 adet atomun bozunmasıyla foton yaymaktadır. (2) Vücudumuzun %80-90'ı sudur ve hücrelerimizin de %80-90'ı sudur. Yani su molekülleri hidrojen ve oksijenden (H O) 2 oluşmaktadır. Radyasyon, hücrelerimizin içindeki suya nüfuz ettiğinde, iyonize edici özelliğinden dolayı suyun hidrojen ve oksijenini ayrıştırıp iyon haline getirmektedir. Daha sonra + - iyon halinde gezinmekte olan H ve O , hücrelerde tahribat yapıcı, metabolizmik faaliyetleri ve bölünmeyi önleyici H O , 2 2 HO gibi zararlı bileşikler oluşturur. (2)
** Radyasyon insanın beş duyu organıyla algılanamaz.Radyasyon görülmez, duyulmaz, koklanamaz, dokunularak algılanamaz, ya da hissedilemez. Bu yüzden endüstriyel radyografide dozimetre, surveymetre, beeper vb. ölçme cihazları kullanılmalıdır. **
RADYASYON DOZ ÖLÇÜM BİRİMLERİ
Radyasyonun doz ölçüm birimleri REM (Radiation Equivalent Man) ve Sievert (Sv)'tir. Bu birimler arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir: 1 Sv = 100 REM 1 REM = 1000 mREM (miliREM)
1 Sv = 1000 mSv (miliSv)
1 Sv = 1.000.000 µSv (mikroSievert)
GÜVENLİ DOZ ORANLARI
Atmosferde güneşten ve diğer objelerden gelen normalde, doğal olarak 0,11 µSv/h dolaylarında bir radyasyon mevcuttur. Güvenli doz oranları, insanların radyasyona maruz kaldıkları zaman vücut hücresinin kendisini bir süre sonra yenileyebileceği doz oranlarıdır. Tablo 1'de radyografi çalışanının en fazla maruz kalabileceği radyasyon doz oranları verilmektedir.
Aşırı doz alımlarında insan vücudunda görülen bazı etkiler ise Tablo 2'de gösterilmiştir.
Tablo 1. Güvenli Radyasyon Doz Oranları (Safe radiation doserates) (3)
Radyografi çalışanının alabileceği en fazla doz oranı
5 REM/yıl
40 mREM/hafta
10 mREM/gün
1,18 mREM/saat
Tablo 2. Aşırı Radyasyon Dozlarının İnsan Vücudunda Yarattığı Etkiler (Effects of excessive radiation doses in human body) (3)
TÜM VÜCUT DOZU................................ETKİLER
24 saat içinde alınan doz
0 – 10 REM.....................................Belirlenen bir etki yok
10 – 50 REM ..................................Kanda ve kromozomlarda değişiklikler
100 REM.........................................Baş ağrısı, kusma, yorgunluk
200 – 250 REM...............................İlk ölüm
500 REM.........................................Birkaç gün içinde ölüm
RADYASYON ÖLÇÜM ALETLERİ
Radyasyon görülmez, duyulmaz, kokusu yoktur, dokunularak algılanamaz ya da hissedilemez. Bu yüzden radyasyonun varlığını gösteren ölçü aletleri kullanılmalıdır. Tablo 3'de radyasyon ölçümü için kullanılan, alan ölçerler ve kişisel dozimetreleri görebilirsiniz.
Tablo 3. Radyasyon Alan Kontrolü ve Kişisel Doz Alım Miktarı
Kayıt Cihazları (Radiation area control and personal dose
ALAN KONTROLÜ İÇİN........................KİŞİSEL DOZ ÖLÇERLER
Surveymetreler................................................Film Badgeler
Sesli Alarm Cihazları (Beeper’lar)..............Kalem Dozimetreler
Radyaktmetreler..............................................TLD Badgeler
Şekil 2'de bu ölçüm cihazlarının bazılarından örnekler görebilirsiniz.
RADYASYONA KARŞI KORUNMA
Radyasyona karşı koruyucu ölçümler yerel kanun ve uluslararası standartlarca kabul edilen maksimum doz miktarı dikkate alınarak yapılmalıdır.
DOZ ORANI HESAPLAMALARI
I-192, Co-60 gibi izotoplarla çalışılırken o izotopun 1 Ci'sinin 1 foot (30 cm) mesafede ve 1 saatte verdiği radyasyon şiddeti baz alınır. Bu değer Ir-192 için 5,9 R/h.Ci 'dir. Şekil 3, Ir-192'nin değişik aktivitelerdeki radyasyon şiddetinin nasıl bulunabileceğini göstermektedir.Radyasyondan korunmada şu üç temel unsur baz alınmalı ve her zaman hatırlanmalıdır (2):
1. Zaman : Radyasyona maruz kalınan süre
2. Mesafe: Canlı organizma ile radyasyon kaynağı arasındaki mesafe
3. Zırhlama (koruyucu materyal kullanımı) : Personel ile radyasyon kaynağı arasına radyasyon emici maddelerin konması
1. Zaman (Time) : Kişi radyasyona ne kadar fazla süre kalırsa o kadar fazla etkilenir. Alınan radyasyon dozu, zaman ile doğru orantılıdır. Örneğin; 1 saatte 1 REM alan kişi, 10 saatte 10 REM alır.
2. Mesafe (Distance): Kaynağa uzaklık arttıkça, radyasyonun şiddeti mesafenin karesi oranında azalır.
Uzaklıkla ilişki 'ters kare kanunu' ile ifade edilir. Şekil 4'de birinci perdede 4 adet bölge radyasyondan etkilenirken, kaynaktan 2 kat mesafedeki diğer perdede 16 adet bölge radyasyondan etkilenmektedir. Örneğin radyasyon şiddeti 400
Kalem Dozimetre.......................Film Badge...................................Survaymetre
Şekil 2. Bazı Radyasyon Ölçüm Cihazları (Some radiation measurement devices) (3)
Şekil 3. Ir-192'nin Değişik Aktivitelerdeki Radyasyon Şiddeti (Radiation intensities of Ir-192 at different activities)
Şekil 4.Radyasyon Şiddetinin Mesafe ile İlişkisi (Relation between radiation intensity and distance) (3)
R/saat ise, birinci perdedeki her bir kareye gelen radyasyon şiddeti 400/4=100 R/saat iken, ikince perdede her bir kareye gelen radyasyon şiddeti 400/16=25 R/saat'dir. (Radyasyon siddeti “Röntgen” ile ifade edilir ve “R” ile kısaca gösterilir İnsanın aldığı doz oranı söz konusu olduğunda “REM” kullanılır.)
Birinci perdenin kaynaktan uzaklığı D ve birinci perdeye gelen radyasyon şiddeti I ; ikinci perdenin kaynaktan uzaklığı D ve kinci perdeye gelen radyasyon şiddeti I ise bu radyasyon şiddetleri ve mesafeler arasında şu şekilde karesel bir ilişki vardır:
Ters Kare Kuralı (Inverse Square Rule) (2):
L1 = Belirli mesafedeki (D1 ) belirli radyasyon
D1 = Şiddetin (I1 ) bilindiği noktadaki kaynağa Uzaklık
L2 = Bilinen ikinci noktadaki bilinmeyen şiddet değeri
D2 = Bilinmeyen şiddetin kaynağa mesafesi
L1/L2=D2*D2/D1*D1
Ters kare kanunu sadece açık alanlar için geçerlidir. Ters kare kanunu, etki alanındaki bütün radyasyonun doğrusal ilerleyerek o bölgeye ulaştığını kabul eder, ama bu her zaman doğru değildir. Etraftaki objelerden saçılan radyasyon, etki alanındaki radyasyon miktarını önemli ölçüde artırır. Bir surveymetre ile radyasyon ölçümü yapılarak doğrulama yapılmalıdır.
3. Zırhlama (Shielding): Radyasyon ışınları zırhlama için kullanılan malzemenin elektronlarıyla çarpışınca zırhlama malzemesi, radyasyonun enerjisini yutarak önemli ölçüde azaltabilir. Malzeme yoğunluğu ne kadar yüksekse, radyasyona karşı o kadar koruyucudur.
Pratikte en çok kullanılan zırhlama malzemeleri kurşun,wolfram, çelik ve betondur. Çeşitli malzemelerin, çeşitli radyoaktif izotopların radyasyon şiddetini yarıya düşürecek kalınlıkları aşağıdaki tabloda görülebilmektedir:
Tablo 4. Farklı Zırhlama Malzemelerinin Radyasyon Şiddetini Yarıya Düşürdükleri Kalınlıkları (Halfening thicknesses of different shielding materials to radiation intensity) (2)
Yarı değer kalınlıkları.............Ir-192.................Co-60
Kurşun.....................................Yaklaşık 5 mm..........Yaklaşık 12 mm
Çelik..........................................Yaklaşık 15 mm........Yaklaşık 22 mm
Beton ya da Alüminyum.....Yaklaşık 50 mm.........Yaklaşık 70 mm
Endüstriyel Radyografide Radyasyondan Korunmak İçin
Yapılması Gerekenler Listesi
1. Radyografi testi sırasında ya da radyografi cihazının yanına giderken, radyografi cihazı kapalı da olsa, kesinlikle surveymetre ve beeperımız (alandaki radyasyonun kontrolü için); film badgeimiz ve kalem dozimetremiz (kişisel doz oranımız için) yanımızda olmalıdır.
2. Radyografi alanını çevirmek ve kontrol altına alabilmek için ikaz şeritlerimizi ve bariyerlerimizi yanımıza almadan işe çıkmamalıyız.
3. Acil durumda bulundurulması gerekenler çantası (kurşun zırhlama malzemeleri, izotop tutucu, pense, tornavida, çekiç, el feneri vs.) yanımızda bulunmalıdır.
4. Radyasyon kaynağının araçla kısa mesafe taşımalarında aracımızın üzerinde radyasyon ikaz levhaları bulunmalıdır.
5. Radyografi testine başlamadan önce iş yeri sahibinden o alanda radyografi yapılabilmesi ve gereken iş güvenliği önlemlerinin alınabilmesi için izin almalı ve bu verilen saat aralığına kesinlikle uymalıyız.
6. Radyografi testine başlamadan önce çekim yapılacak alandan ne kadar uzağa güvenlik şeridi çekeceğimizi ve ikaz bariyerleri koyacağımızı belirlemeliyiz. Güvenli mesafe belirlenmesine bir örnek son bölümde verilmiştir. Bulunan değer, ölçüm cihazlarıyla doğrulanmalıdır.
7. Radyografi alanı çepeçevre, arada insan geçişine neden olabilecek boşluk bulunmayacak şekilde şeritle çevrilmelidir.
8. Şeritle çevrilen alanın etrafında canlı geçişi olacabilecek her yere radyasyon ikaz bariyerleri koyulmalıdır.
9. Ancak koruma alanının tamamen güvenli ve diğer canlılardan arındırılmış olduğunu belirlediğimizde çalışmaya başlayabiliriz.
10. Çekim yapılırken her an radyasyon kaynağından olabildiğince uzak olmayı aklımızdan çıkarmamalıyız.
11. Film badgeimizi ve kalem dozimetremizi gömleğimizin ön cebine takmalı, beeperımızı da boynumuza asmalı ya da belimize takmalıyız. Beeper'ın sesini kesinlikle kısmamalıyız.
12. Test süresince kontrollü alan içerisine kesinlikle hiçbir canlının girmemesini sağlamalıyız.
13. Radyografi cihazının yanına her gidişimizde alan kontrolü için yanımızda radyaktmetre ve beeper kesinlikle bulunmalıdır.
14. Çekim yapılırken her zaman zırhlama yapılmalı ve etrafta bulunan zırhlama yapabilecek objelerden yararlanıl malıdır.
15. Test bitiminde test personelinin günlük aldığı radyasyon doz oranları test firmasının doz takip tablosuna kesinlikle kayedilmelidir.
16. Radyasyondan korunmak ve korumak sorumluluğumuzu unutmamalıyız.
1. Güvenli mesafe belirleme örneği (Example calculation fordefining safe distance):
45 Ci'lik bir Ir-192 kaynağıyla açık alanda radyografi çekimi yapılacaktır. Güvenli şerit mesafesini belirleyelim:
Ir-192 izotopunun 1 Ci'sinin, 1 foot mesafedeki 1 saatte yaydığı radyasyon şiddeti 5,9 R/h'dir. (1 saatte, 30 cm mesafede yaydığı radyasyon şiddeti 5,9 Ci'dir.)
Ters kare kanunu formülü: L1/L2=D2*D2/D1*D1
I1 : 45 Ci Ir-192'nin 1 foot'taki (30 cm) şiddeti = 5,9 R/h x 45 = 265,5 R/h = 265.500 mR/h
I2 : Kaynağın güvenli bölgedeki, yani saatlik 1,18 mR/h şiddetin bulunduğu (Tablo 1'den) ve çekilebileceği yerdeki radyasyon şiddeti şeritin çekilebileceği yerdeki radyasyon şiddeti
D1 : 1 foot mesafesi = 30 cm = 0,3 metre
D : Güvenli şerit çekme mesafesi (bulmak istediğimiz mesafe)
Elimizdeki değerler formülde yerlerine konursa: 265500/1.18=D2*D2/0.3*0.3
Bu denklem çözülürse: D = 142metre bulunur.
Bu değer hiçbir zırhlama yapmadan (koruyucu malzeme kullanmadan) bulunan teorik şerit
çekme mesafesidir.
2. Koruyucu malzeme kullanıldığında güvenli mesafe belirleme örneği (Example calculation for defining safe distance if shielding material is used):
• Yukarıdaki durumda 2,5 cm kalınlığında kurşun kolimatör (zırhlama maddesi, aynı zamanda radyasyon siddetini belli bir doğrultuda yönlendirmeye yarayan gereç) kullanıldığında;
Kurşunun Ir-192'nin radyasyon şiddetini yarılama kalınlığı 5 mm'dir. (bknz. Tablo 4)
2,5 cm (25 mm) kurşun, radyasyon şiddetini 5 defa yarılayacaktır.
Bir önceki çözümde 30 cm'deki radyasyon şiddeti (5 defa yarılandığında):
I = 265.500/2 = 8.297 mR/h değerine düşmektedir. Değerler formülde yerlerine konduğunda:
8297/1.18=D2*D2/0.3*0.3
Bu denklem çözülürse: D = 25 metre bulunur. (2,5 cm'lik kurşun zırhlama yapıldığında)
• Test ortamında bulunan 35 cm kalınlığında bir beton duvarın arkasında durulursa;
Betonun Ir-192'nin radyasyon şiddetini yarılama kalınlığı 50 mm (5 cm)'dir. (Tablo 4)
35 cm beton, radyasyon şiddetini 7 defa yarılayacaktır.
Bir önceki örnekteki 30 cm'deki radyasyon şiddeti (7 defa yarılandığında):
I = 265.500/2 = 2.074 mR/h değerine düşmektedir. Değerler formülde yerlerine konduğunda:
2074/1.18=D2*D2/0.3*0.3 Bu denklem çözülürse güvenli mesafe: D = 12,5 metre bulunur. (35 cm'lik bir beton duvarın arkasında durulduğunda)
“Bu örnek çözümler zırhlamanın ve etrafta bulunan radyasyonu azaltıcı objelerden yararlanmanın ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.”
KAYNAKÇA
1. MIX Paul E., Introduction to Nondestructive Testing A Training Guide,John Wiley and Sons, New York, 1987
2. Moore Patrick O., Nondestructive Handbook Volume 4 Radiographic Testing, ASNT, 2002
3. NDTTraining Program Radiographic Method, ASNT, 1979
Son düzenleme:
