Mens stråling kan referere til alle former for elektromagnetisk stråling, inkludert lys og radiobølger, brukes den oftere når som beskriver ioniserende stråling - høyenergistråling som kan ionisere atomer, slik som stråling som frigjøres ved forfall av radioaktivt isotoper. Røntgenstråler, gammastråler og alfa- og beta-partikler er alle former for ioniserende stråling. Hvis de er tilstede på tilstrekkelige nivåer, kan de skade helsen til mennesker og andre dyr.
Typer
Energien til et foton med elektromagnetisk relasjon er gitt av Planck-Einstein-ligningen, E = hν, der E er energi, h er Plancks konstant og ν er frekvensen. Fra denne ligningen vet vi at jo høyere frekvens, jo høyere energi.
Gamma-stråler og røntgenstråler er øverst i frekvensspektret og har derfor høy energi. Når en foton av gamma eller røntgenstråling treffer et elektron eller en partikkel, gir den sin energi til målet. Denne overføringen av energi kan potensielt fjerne elektroner fra atomer, eller ionisere dem, og bryte kjemiske bindinger mellom atomer.
Alfa- og beta-stråling er høyenergipartikler som kastes ut av råtnende kjerner av ustabile isotoper. De har enda større evne til å ionisere atomer og forstyrre kjemiske bindinger, selv om de lettere blokkeres enn røntgenstråler og gammastråler. Polonium 210 er en radioaktiv isotop som avgir alfapartikler; det fikk overskrifter i 2006 da den tidligere russiske KGB-offiseren Alexander Litvinenko ble forgiftet med polonium.
Betydning
Når ioniserende stråling treffer en dyrecelle, kan den bryte kjemiske bindinger i molekyler eller danne nye bindinger. I hvilken grad disse endringene skader cellen, avhenger av hvilke molekyler som er endret og arten av disse endringene. DNA-skade er spesielt skadelig, siden akkumulerte endringer i cellulært DNA potensielt kan føre til kreft.
Celler har interne reparasjonsmekanismer som kan håndtere skader opp til et visst punkt. Imidlertid, hvis nok ioniserende stråling rammer en dyrecelle eller skaden er alvorlig nok, vil cellen dø.
Størrelse
Stråledoser måles vanligvis ved hjelp av en enhet kalt grå eller Gy, selv om en enhet kalt rad var foretrukket til ganske nylig og fortsatt er i ganske vanlig bruk. En rad tilsvarer ett celsius. Større doser er potensielt mer dødelige for dyr. En akutt stråledose er en rad eller over; kronisk eksponering er gjentatt eksponering for lave doser over lang tid.
Noen dyr virker vanskeligere enn andre. En episode fra 2008 av Discovery Channel-programmet "Mythbusters" bemerket at, selv om kakerlakker og mel biller tåler høyere nivåer av stråling enn mennesker, disse insektene vil også dø når de utsettes for massiv doser.
Effekter
Dyreceller som raskt deler seg, får den alvorligste skaden under akutt eksponering. Celler i beinmarg og lymfatisk vev er for eksempel spesielt sårbare, det samme er celler som deler seg raskt i slimhinnen i mage-tarmkanalen i pattedyr. Massive doser av stråling kan forårsake diaré, oppkast, indre blødninger, anemi, utmattelse, permanent sterilisering og død.
Eksponering for høye nivåer kan også forårsake permanent skade på cellulært DNA som potensielt kan føre til kreft. Effektene hos mus har kanskje blitt studert mest omfattende, siden mus ble brukt i mange eksperimenter med stråling.
fordeler
Ironisk nok har noen av de samme egenskapene som gjør ioniserende stråling til en potensiell fare gjort dem nyttige innen veterinærmedisin. Røntgenstråler er et nyttig diagnostisk verktøy siden de lett kan trenge gjennom mykt vev, men absorberes av bein som har en høyere elektrontetthet.
Røntgenstråler kan hjelpe veterinærer med å finne beinbrudd og blærestein og diagnostisere andre lidelser. Strålingsnivået som brukes i en diagnostisk røntgen er lavt nok til at risikoen er ubetydelig. Akkurat som hos mennesker brukes strålebehandling ofte til å behandle kreft hos hunder og katter. Bjelker av ioniserende stråling er fokusert på svulsten i et forsøk på å drepe kreftcellene og krympe svulsten. Bivirkninger inkluderer vanligvis hudproblemer som kan oppmuntre dyret til å klø. Mens tretthet og kvalme er mulige bivirkninger av strålebehandling hos mennesker, er disse uvanlige hos katter og hunder.