Chociaż promieniowanie może odnosić się do wszystkich form promieniowania elektromagnetycznego, w tym światła i fal radiowych, jest ono częściej używane, gdy opisujące promieniowanie jonizujące – promieniowanie o wysokiej energii, które może jonizować atomy, takie jak promieniowanie uwalniane przez rozpad substancji radioaktywnych izotopy. Promienie rentgenowskie, promienie gamma oraz cząstki alfa i beta są formami promieniowania jonizującego. Jeśli są obecne w wystarczających ilościach, mogą szkodzić zdrowiu ludzi i innych zwierząt.
Rodzaje
Energia fotonu związku elektromagnetycznego jest określona równaniem Plancka-Einsteina, E = hν, gdzie E to energia, h to stała Plancka, a ν to częstotliwość. Z tego równania wiemy, że im wyższa częstotliwość, tym wyższa energia.
Promienie gamma i rentgenowskie znajdują się na szczycie spektrum częstotliwości, a zatem mają wysoką energię. Kiedy foton promieniowania gamma lub rentgenowskiego uderza w elektron lub cząstkę, przekazuje swoją energię celowi. Ten transfer energii może potencjalnie usunąć elektrony z atomów lub je zjonizować i zerwać wiązania chemiczne między atomami.
Promieniowanie alfa i beta to wysokoenergetyczne cząstki wyrzucane przez rozpadające się jądra niestabilnych izotopów. Mają jeszcze większą zdolność do jonizacji atomów i rozrywania wiązań chemicznych, chociaż są łatwiej blokowane niż promienie rentgenowskie i gamma. Polon 210 to jeden radioaktywny izotop, który emituje cząstki alfa; trafił na pierwsze strony gazet w 2006 roku, kiedy były rosyjski oficer KGB Aleksander Litwinienko został otruty polonem.
Znaczenie
Kiedy promieniowanie jonizujące uderza w komórkę zwierzęcą, może rozerwać wiązania chemiczne wewnątrz molekuł lub utworzyć nowe wiązania. Stopień, w jakim te zmiany uszkadzają komórkę, zależy od tego, które cząsteczki są zmienione i od charakteru tych zmian. Uszkodzenie DNA jest szczególnie szkodliwe, ponieważ nagromadzone zmiany w komórkowym DNA mogą potencjalnie prowadzić do raka.
Komórki mają wewnętrzne mechanizmy naprawcze, które do pewnego momentu radzą sobie z uszkodzeniem. Jeśli jednak wystarczająca ilość promieniowania jonizującego uderzy w komórkę zwierzęcą lub uszkodzenie jest wystarczająco poważne, komórka umrze.
Rozmiar
Dawki promieniowania są zwykle mierzone za pomocą jednostki zwanej szarością lub Gy, chociaż jednostka zwana rad była preferowana do niedawna i nadal jest dość powszechnie stosowana. Rad odpowiada jednemu centygrajowi. Większe dawki są potencjalnie bardziej śmiertelne dla zwierząt. Ostra dawka promieniowania wynosi jeden rad lub więcej; narażenie przewlekłe to wielokrotne narażenie na niskie dawki przez długi czas.
Niektóre zwierzęta wydają się bardziej odporne niż inne. W 2008 roku odcinek programu Discovery Channel „Pogromcy mitów” zauważył, że chociaż karaluchy i mąka chrząszcze mogą tolerować wyższy poziom promieniowania niż ludzie, te owady również giną, gdy zostaną wystawione na masowe dawki.
Efekty
Komórki zwierzęce, które szybko się dzielą, doznają najpoważniejszych uszkodzeń podczas ostrej ekspozycji. Szczególnie wrażliwe są na przykład komórki w szpiku kostnym i tkance limfatycznej, podobnie jak szybko dzielące się komórki w wyściółce przewodu pokarmowego ssaków. Ogromne dawki promieniowania mogą powodować biegunkę, wymioty, krwawienie wewnętrzne, anemię, wyczerpanie, trwałą sterylizację i śmierć.
Narażenie na wysokie poziomy może również spowodować trwałe uszkodzenie DNA komórkowego, które może potencjalnie spowodować raka. Skutki u myszy zostały prawdopodobnie zbadane najdokładniej, ponieważ myszy były używane w wielu eksperymentach z promieniowaniem.
Korzyści
Jak na ironię, niektóre z tych samych właściwości, które sprawiają, że promieniowanie jonizujące jest potencjalnym zagrożeniem, uczyniły je użytecznymi w weterynarii. Promienie rentgenowskie są użytecznym narzędziem diagnostycznym, ponieważ mogą dość łatwo penetrować tkankę miękką, ale są pochłaniane przez kości, które mają wyższą gęstość elektronową.
Promienie rentgenowskie mogą pomóc weterynarzom znaleźć złamania kości i kamienie pęcherza moczowego oraz zdiagnozować inne zaburzenia. Poziom promieniowania stosowany w diagnostyce rentgenowskiej jest na tyle niski, że ryzyko jest znikome. Podobnie jak u ludzi, radioterapia jest często stosowana w leczeniu raka u psów i kotów. Wiązki promieniowania jonizującego skupiają się na guzie w celu zabicia komórek rakowych i zmniejszenia guza. Efekty uboczne zazwyczaj obejmują problemy skórne, które mogą zachęcać zwierzę do drapania. Chociaż zmęczenie i nudności są możliwymi skutkami ubocznymi radioterapii u ludzi, są one niezwykłe u kotów i psów.