دید کلی
تابش پر انرژی میتواند بر ساختار الکترونی ماده اثر کند،
پیوندها را بشکند، پیوندهای جدید بوجود آورد،
ایزومری شدن را سبب شود و به عبارت دیگر ،
تغییرات شیمیایی و در نتیجه فیزیکی بوجود آورد. اثرات زیست شناختی تابش ، ایجاد تغییرات و حتی تخریب ساختارهای مولکولی است که نتیجه آن ، گاهی بهصورت تغییرات سلولی و حتی تغییر در بافتها و اندامها ظاهر میشود.
جذب انرژی تابشی
جذب انرژی تابشی میتواند الکترونهای
اتم یا
مولکول را به ترازهای انرژی بالاتر ارتقا دهد. این گونههای برانگیخته از طریق آزاد کردن انرژی اضافی بهصورت تابش الکترومغناطیسی به حالت پایه بر میگردند.
مکانیسم جذب تابش
اگر تابش به اندازه کافی پُر انرژی باشد، میتواند الکترونی را کاملا از اتم یا مولکول جدا کند و یونهای مثبت تشکیل دهد. الکترونهای جدا شده ممکن است چنان پُر انرژی باشند که خود بتوانند سبب برانگیختگی یا حتی
یونش در مولکولهای دیگر شوند. اما بالاخره الکترونهای پرتاپ شده ، آنقدر انرژی از دست میدهند که سرعت حرکتشان کند میشود، سپس توسط اتمها یا مولکولهای اطراف جذب شده ، یونهای منفی بوجود میآورند.
اثر تابش بر مولکول آب
اثر تابش را بر مولکول آب ( جزء بسیار مهم سیستمهای زنده ) در نظر بگیرید. واکنش اول بیرون اندازی یک
الکترون و تشکیل یک
یون مثبت است:
H2O -----> H2O+ + e
وقتی مولکول آب ، یک الکترون جذب میکند، یک
یون منفی بوجود میآید:
H2O + e -----> -H2O
یونهای
-H2O و
+H2O هر دو کاملا ناپایدارند و بهسرعت متلاشی شده ، رادیکال آزاد بوجود میآورند. رادیکالهای آزاد ، مولکولهایی هستند که در تراز والانس خود ، الکترون جفت نشده دارند.
اثر رادیکالهای آزاد
رادیکالهای آزاد ، گونههای پر انرژی ، ناپایدار و بهشدت واکنش پذیرند و به همین دلیل عمر کوتاه دارند. این گونهها به پیوندهای شیمیایی مولکولهای آلی درون یاخته حمله میکنند و پیوندهای مزبور را میشکند. این تخریبهای مولکولی به اختلالهای یاختهای منجر میشود که آنها نیز به نوبه خود ، انواع اثرهای کوتاه و دراز مدت در موجود زنده ظاهر میسازند. بین این اثرها ، میتوان از اختلالات خونی شامل سرطان خون و همچنین آب مروارید در چشم ، بیماریهای دستگاههای گوارشی ، آسیب دیدن سیستم اعصاب مرکزی ، اختلال در باروری و تناسل و انواع سرطان نام برد.
قرار گرفتن در معرض تابش
قرار گرفتن در معرض تابش پر انرژی میتواند زیانهای ژنتیکی نیز داشته باشد. تغییراتی که چنین تابشهایی در کروموزومها بوجود میآورد، میتواند سبب جهشهایی شود که بر نسلهای آینده اثر میگذارد.
میزان آسیب رسانی تابش خارجی به توانایی آن به رسوخ هر چه بیشتر در بدن بستگی دارد. به این دلیل ،
تابش گاما ، نافذترین و خطرناکترین نوع تابش خارجی است. پرتو گاما میتواند مانند
پرتو ایکس از بافتها عبور کند. نفوذ تابشهای
آلفا و
بتا بهمراتب کمتر است. پر انرژی ترین تابش
β تنها میتواند تا عمق کمی بیش از یک سانتیمتر در بافت زنده نفوذ کند. تابش
α ، که کمترین توانایی خود را دارد، نمیتواند از لباس یا از یک ورق کاغذ عبور کند. تابش داخلی بهمراتب خطرناکتر از تابش خارجی است. تابش داخلی ، ناشی از منبع پرتوزاست که به نحوی ( مثلا از طریق بینی یا دهان یا از راه یک زخم ) داخل بدن شده است. تابش
α و
β ناشی از منابع داخلی سبب خسارتهای بهمراتب بیشتری از تابشهای ناشی از منابع خارجی است.
مباحث مرتبط با عنوان
منبع
- شیمی عمومی ، جلد دوم ؛ تالیف: چارلز مرتیمر ؛ نشر کتاب دانشگاهی.
