Hoewel straling kan verwijzen naar alle vormen van elektromagnetische straling, inclusief licht en radiogolven, wordt het vaker gebruikt wanneer: beschrijven van ioniserende straling - hoogenergetische straling die atomen kan ioniseren, zoals de straling die vrijkomt bij het verval van radioactief isotopen. Röntgenstraling, gammastraling en alfa- en bètadeeltjes zijn allemaal vormen van ioniserende straling. Als ze in voldoende mate aanwezig zijn, kunnen ze de gezondheid van mensen en andere dieren schaden.
Types
De energie van een foton met een elektromagnetische relatie wordt gegeven door de Planck-Einstein-vergelijking, E = hν, waarbij E energie is, h de constante van Planck en ν de frequentie is. Uit deze vergelijking weten we dat hoe hoger de frequentie, hoe hoger de energie.
Gammastraling en röntgenstraling bevinden zich aan de bovenkant van het frequentiespectrum en hebben daarom een hoge energie. Wanneer een foton van gamma- of röntgenstraling een elektron of deeltje raakt, geeft het zijn energie aan zijn doelwit. Deze overdracht van energie kan mogelijk elektronen van atomen verwijderen of ioniseren en chemische bindingen tussen atomen verbreken.
Alfa- en bètastraling zijn hoogenergetische deeltjes die worden uitgestoten door de rottende kernen van onstabiele isotopen. Ze hebben een nog groter vermogen om atomen te ioniseren en chemische bindingen te verstoren, hoewel ze gemakkelijker worden geblokkeerd dan röntgenstralen en gammastralen. Polonium 210 is een radioactieve isotoop die alfadeeltjes uitzendt; het haalde de krantenkoppen in 2006 toen de voormalige Russische KGB-officier Alexander Litvinenko werd vergiftigd met polonium.
Betekenis
Wanneer ioniserende straling een dierlijke cel treft, kan het chemische bindingen in moleculen verbreken of nieuwe bindingen vormen. De mate waarin deze veranderingen de cel schaden, hangt af van welke moleculen zijn veranderd en de aard van deze veranderingen. DNA-schade is bijzonder schadelijk, omdat geaccumuleerde veranderingen in het cellulaire DNA mogelijk tot kanker kunnen leiden.
Cellen hebben interne herstelmechanismen die schade tot op zekere hoogte aankunnen. Als er echter voldoende ioniserende straling een dierlijke cel treft of de schade ernstig genoeg is, zal de cel afsterven.
Grootte
Stralingsdoses worden over het algemeen gemeten met een eenheid die de grijze of Gy wordt genoemd, hoewel een eenheid die de rad wordt genoemd tot voor kort de voorkeur had en nog steeds vrij algemeen wordt gebruikt. Een rad is gelijk aan één centigray. Grotere doses zijn potentieel dodelijker voor dieren. Een acute stralingsdosis is één rad of hoger; chronische blootstelling is herhaalde blootstelling aan lage doses gedurende een lange periode.
Sommige dieren lijken sterker dan andere. Een aflevering uit 2008 van het Discovery Channel-programma "Mythbusters" merkte op dat, hoewel kakkerlakken en meel kevers kunnen hogere stralingsniveaus verdragen dan mensen, deze insecten zullen ook sterven wanneer ze worden blootgesteld aan massale doses.
Effecten
Dierlijke cellen die zich snel delen, lopen de grootste schade op bij acute blootstelling. Cellen in bijvoorbeeld beenmerg en lymfatisch weefsel zijn bijzonder kwetsbaar, evenals de snel delende cellen in het slijmvlies van het maagdarmkanaal van zoogdieren. Enorme doses straling kunnen diarree, braken, inwendige bloedingen, bloedarmoede, uitputting, permanente sterilisatie en overlijden veroorzaken.
Blootstelling aan hoge niveaus kan ook permanente schade aan cellulair DNA veroorzaken, wat mogelijk kan leiden tot kanker. De effecten bij muizen zijn misschien het meest uitgebreid bestudeerd, aangezien muizen in veel experimenten met straling werden gebruikt.
Voordelen
Ironisch genoeg hebben sommige van dezelfde eigenschappen die ioniserende straling een potentieel gevaar maken, ze bruikbaar gemaakt in de diergeneeskunde. Röntgenstralen zijn een nuttig diagnostisch hulpmiddel omdat ze vrij gemakkelijk door zacht weefsel kunnen dringen, maar worden geabsorbeerd door botten, die een hogere elektronendichtheid hebben.
Röntgenfoto's kunnen dierenartsen helpen botbreuken en blaasstenen te vinden en andere aandoeningen te diagnosticeren. Het stralingsniveau dat bij een diagnostische röntgenfoto wordt gebruikt, is laag genoeg om de risico's te verwaarlozen. Net als bij mensen wordt radiotherapie vaak gebruikt om kanker bij honden en katten te behandelen. Stralen van ioniserende straling worden op de tumor gericht in een poging de kankercellen te doden en de tumor te verkleinen. Bijwerkingen omvatten meestal huidproblemen die het dier kunnen aanmoedigen om te krabben. Terwijl vermoeidheid en misselijkheid mogelijke bijwerkingen zijn van radiotherapie bij mensen, zijn deze ongebruikelijk bij katten en honden.