השפעות ביולוגיות של קרינה

קרינה גרעינית, הן של חלקיקים והן אלקטרומגנטית, מכומתת במונחים של פעילות ונמדדת על ידי גלאי קרינה. יחד עם זאת, ההשפעות הביולוגיות של חשיפה לקרינה תלויות לא רק בפעילות אלא גם בכוח המיינן, ביכולת החדירה, בזמן החשיפה ובאזור החשוף. כל סוג של קרינה חודרת לחומרים במידה שונה.

חלקיקי אלפא הם בעלי יכולת החדירה המעטה ביותר, מפני שהם גדולים יחסית. רובם נעצרים על ידי שכבת העור החיצונית. יחד עם זאת, כשבולעים אותם, הם באים במגע ישיר עם רקמות פנימיות ומזיקים מאוד.

קרינת חלקיקים טעונה, כגון קרינת אלפא, מייננת ביומולקולות ישירות בתוך התאים, ואילו ניטרונים, קרני גמא וקרני רנטגן משפיעים על תהליכים תאיים בעקיפין. לדוגמה, קרינת גמא מייננת מים ברקמה חיה ליצירת רדיקל הידרוקסיל, שמיינן עוד את הביומולקולות, ובכך פוגע בתאים. הנזק גדול יותר ככל שיינונים רבים יותר נגרמים באזור קטן.

האנרגיה שמספקת קרינה לחומר נמדדת כ״מנה נספגת״ובעלת יחידת במערכת SI ששמה גריי. הריבוץ של 1 ג'ול אנרגיה לקילוגרם חומר מיוצג כגריי אחד. זמני חשיפה ארוכים יותר מובילים לריבוץ אנרגיה רבה יותר, וכתוצאה מכך למנה גדולה יותר.

אותה מנת ספיגה של סוגי קרינה שונים עשויה לגרום לכמויות שונות של נזק ביולוגי עקב השונות במינון ובכוחות חדירה. כשבוחנים נזק ביולוגי, המנה הנספגת מוכפלת בגורם שקלול קרינה כדי לחשב את המנה האקווילנטית"יחידת ה-SI שלו היא זיוורט. לרקמות הגוף רגישויות משתנות לקרינה מייננת, המיוצגות במונחים של גורמי שקלול רקמות.

כשהמנה האקווילנטית גדול יותר בתחום אחד, המנות מותאמות על ידי גורמי שקלול רקמות ומסוכמות כדי לקבוע מהי ה״מנה״האפקטיבית לגוף בסך הכול. קביעה מדויקת של הנה האפקטיבית דורשת בחירה בגלאי קרינה מתאים, מפני שגלאים נבדלים בזה מזה בהיבטים שונים:האם הם מודדים מינון או פעילות, סוגי קרינה שהם מגלים והאם הם יכולים להבדיל בין סוגי קרינה. מונה גייגר-מולר הוא המכשיר הידוע ביותר, המשמש למדידת פעילות של קרני אלפא, בטא גמא ורנטגן.

ניתן לכוון אותו להגיב באופן פרופורציונלי לאנרגיית הקרינה, ובכך לאפשר לו למדוד מינון של קרני רנטגן וגמא.