التأثيرات البيولوجية للإشعاع

الإشعاع النووي،سواء الجسيمي أو الكهرومغناطيسي،تُحسب كميته على أساس النشاط وتُقاس بواسطة مجسات الإشعاع. غير أن التأثيرات البيولوجية للتعرض للإشعاعات لا تعتمد فقط على النشاط،بل تعتمد كذلك على الطاقة المُؤينة،والقدرة على الاختراق،ومدة التعرض،والمنطقة المتعرضة للأشعة. كل نوع من الإشعاعات،يخترق المواد بدرجات متفاوتة.

أشعة ألفا هي الأضعف من حيث القدرة على الاختراق،لأنها ضخمة نسبيًا،فإن الطبقة الخارجية للجلد توقف معظمها. لكنها عندما تُحقن،تلامس الأنسجة الداخلية مباشرة وتسبب أضرارًا جسيمة. إشعاع الجسيم المشحون كإشعاع ألفا،تؤين الجزيئات الحيوية في الخلايا مباشرة،بينما النيوترونات،وأشعة غاما،وأشعة إكس،تؤثر في عمليات الخلية بشكل غير مباشرة.

على سبيل المثال،أشعة غاما تؤين الماء في الأنسجة الحية لتنتج جذر الهيدروكسيل،الذي يؤين الجزيئات الحية أكثر،وبالتالي يتلف الخلايا. يكون التلف أكبر إذا حدثت تأينات عديدة في منطقة صغيرة. تُقاس الطاقة التي تنقلها الأشعة إلى المادة على أنها الجرعة الممتصة،ووحدتها الدولية هي جراي.

تخزين جول واحد من الطاقة لكل كيلوغرام من المادة يعادل جراي واحد. التعرض للأشعة لمدة أطول يُسبب تخزينًا أكثر للطاقة،فتكون الجرعة الممتصة أكبر. نفس الجرعة الممتصة من أنواع مختلفة من الإشعاعات،قد تسبب تفاوتًا في مقدار التلف البيولوجي،نتيجة الاختلاف في طاقات الاختراق والطاقات المؤينة.

عندما نتأمل التلف البيولوجي،تُضرب الجرعة الممتصة في عامل الترجيح الإشعاعي لتحديد الجرعة المكافئة. وحدة قياسها الدولية هي زيفرت. تتفاوت أنسجة الجسم من حيث حساسيتها للإشعاعات المؤينة،المتمثلة عل أساس عوامل ترجيح الأنسجة.

عندما تكون الجرعة المكافئة أكبر في منطقة واحدة،يتم تعديل الجرعات بواسطة عوامل ترجيح الأنسجة،وتُجمع لتحديد الجرعة الفعالة للجسم بشكل عام. يتطلب تحديد الجرعة الفعالة بدقة،اختيار مِجس إشعاع مناسب،لأن المجسات تتنوع من حيث رصدها الجرعة أو النشاط،تبعاًلأنواع الإشعاع التي ترصدها،ومن حيث قدرتها على تحديد كل من أنواع الاشعاع هذه على انفراد. عداد غايغر هو الجهاز الشائع المستخدم في قياس نشاط أشعة ألفا،وبيتا،وأشعة إكس،وأشعة غاما.

يمكن تعديله كي يستجيب تناسبيًا مع طاقة الإشعاع،ما يسمح له بقياس الجرعة من أشعة إكس وأشعة غاما.