X-Işını Cihazları

Güvenlik sistemlerinin önemli bir parçası olan X-Işını cihazları, güvenlik hizmetlerinin sorunsuzca yerine getirilebilmesi için oldukça önemli bir rol oynamaktadır. X-Işını cihazları sayesinde genel olarak çanta, bavul, koli, paket, zarf gibi cisimlerin güvenliği tehdit edici bir içerik taşıyıp taşımadığının tespit edilmesi sağlanabilmektedir. Bu araçlar sayesinde uyuşturucu, silah, patlayıcı veya patlayıcı düzenekleri v.b. suç teşkil edici maddelerin tespiti mümkün olmaktadır.

Alman bilimadamı Röntgen, 1895 yılında laboratuvarında, camdan yapılmış ve basıncı düşürülmüş, iki ucunda anot ve katot metalleri bulunan tüpte “katot ışınlarının soğrulması” üzerine deneyler yaparken, tüpün iki elektrotu arasına yüksek voltaj uygulamış ve bu sırada tüpten birkaç metre uzakta bulunan
“baryum platino siyanür” kaplı bir levhanın parıldamakta olduğunu gözlemlemiştir. Bu parıldamanın etraftaki herhangi bir cisimden gelebileceğini düşünerek, ışıkları söndürüp tekrarladığında parıldama olayının tekrarladığını farketmiş ve görünmeyen bir ışınımın neden olduğu sonucuna varmıştır. Bu ışını
bugünkü adıyla bilinmeyen ışın anlamında X-ışını olarak tarihe geçirmiştir.

Günümüzde X-Işını, güvenlik sistemleri, tıp, elektrik üretimi, tarım, hayvancılık, yer bilimleri, biyolojik arıtma, gıda muhafazası, arkeoloji, kriminoloji gibi birçok alanda kullanılmaktadır. 

X-Işını tabanlı cihazlar X-Işını tüplerini kullanmaktadır. X-Işını tüpü, aslında yüksek voltajlı bir katot ışını tüpüdür. Bu tüp, yüksek vakumda havası boşaltılmış cam bir kılıftan oluşmuştur. Bir ucunda pozitif elektrot olan anot, diğer ucunda negatif elektrot olan katot bulunmaktadır. Katot, ısıtıldığında elektron salan tungsten materyalinden yapılmış bir flamandır. Anot ise, kalın bir çubuk ve bu çubuğun sonundaki metal hedeften oluşmaktadır. Anot ve katot arasında yüksek voltaj uygulandığında katot flamanda elektron yayınlanmaktadır. Bu elektronlar yüksek gerilim altında anota doğru hızlandırılmakta ve hedefe çarptıklarında enerjilerinin büyük bir bölümü ısıya dönüşmekle birlikte bir kısmı da X-Işınlarına dönüşmektedir.

Sürekli X-Işınları: Elektron demeti, hedef atomun çekirdeğine yaklaşırken
çekirdeğin pozitif yükünden kaynaklanan elektrik alandan etkilenmekte ve ivmeli
hareket yapmaya zorlanarak dışarıya foton yayarak oluşmaktadır. Sürekli bir
enerji spektrumuna sahip bu fotonlara Sürekli X-Işınları denilmektedir.

Karakteristik X-Işınları: Hedef atom üzerine gönderilen elektronlar, ilgili atomun yörüngesindeki elektronlarla etkileşimi sonucu aldıkları enerjiyle üst enerji seviyelerine çıkmaktadırlar. Kararsız durumdaki bu enerji seviyeleri geri bozunduğunda dışarıya foton yayınlanmaktadır. Enerjileri, seviyeleri arasındaki farka eşit olan bu fotonlara da Karakteristik X-Işınları adı verilmektedir.

X-Işını cihazları; insan, nesne ya da araçların sabit bir X-Işını kaynağından geçirilmesi sonucunda içeriği hakkında bilgi veren cihazlardır. Bu cihazlarda bir X-Işın kaynağı ve bunun karşısında gönderilen ışınları algılayan dedektörler bulunmaktadır. İnsan, nesne ya da araçlardan geçen ışınlar foto-diyot denilen dedektörler yardımıyla algılanarak görüntülenebilmektedir.

X-Işını cihazı güvenlik görevlileri tarafından kullanıldığında onlara çanta, valiz ya
da kişilerin üzerindeki nesneleri ayırt edebilme imkânı sunar. Bu ögeler genellikle nesnelerden geçen ışının vermiş olduğu farklı tepkilere göre 3 ana kategoriye göre renklendirilirler. Bu kategoriler şunlardır:
• Organik
• İnorganik (Organik madde içermeyen)
• Meta

X-Işını cihazlarının sisteminin kullanımında önemli hususlardan biri de yolcuların ve personelin maruz kaldığı radyasyondur. X-Işını cihazları, yayılan radyasyonun önlenmesi için üreticiler tarafından kurşun levha veya panellerle kaplanmış ve
tünel çıkışlarına kurşun vinil perdeler konulmuştur. Çoğu modern X-Işını cihazları tüplü olarak bilinen renkli televizyonlardan daha az radyasyon yaymaktadır

X-Işını cihazı üreticileri tarafından inorganik ve metal nesneleri belirtmek için kullanılan renkler farklılık gösterseler de, hepsinde organik nesnelerin temsili için turuncu tonları kullanılmaktadır. Bunun en önemli nedeni patlayıcı maddelerin
çoğunlukla organik maddelerden yapılmasıdır.

Yaygın kanaatin aksine X-Işını cihazları film ve
elektronik ortamlara zarar vermemektedir. Gerçekte tüm modern X-Işını cihazları film ve elektronik ortamlara zarar vermeyecek biçimde tasarlanmaktadır. Bunun anlamı tarama cihazlarında gönderilen X-Işınının radyasyon miktarı fotoğrafik
filmlere zarar vermeyecek derecededir. Öte yandan elektronik ortamdaki bilgiler, fotoğrafik filme göre radyasyona daha dayanıklı olduklarından bu ışınlardan hiç etkilenmemektedirler. Ancak tomografi gibi bazı yüksek enerjili X-Işını cihazları fotoğrafik film materyallerine zarar verebilmektedir.

Güvenlik sistemleri açısından bakıldığında X-Işını cihazları taramanın yapıldığı nesnelere göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır:
• Vücut Tarama Sistemleri
• Bagaj Tarama Sistemleri
• Taşıt ve Kargo Kontrol Sistemleri

Vücut Tarama Sistemleri; insan vücut tarama sistemleri, yoğun insan geçişi olan alışveriş merkezleri, hava limanları, gümrükler, adliyeler, askeri nizamiyeler, kamu binaları vb. yerlerde kullanılmaktadır. Bu sistemler “geri yansıma
(backscatter)” sistemler olarak adlandırılmaktadır. Geri yansıma sistemlerinde Compton saçılması tekniği kullanılarak yapılmaktadır.

Geri yansımalı vücut tarama sistemlerinde çoğunlukla karşılıklı iki panel
kullanılmaktadır. İnsan vücudu bu paneller arasına getirilerek tarama işlemi
başlatılmaktadır. Bu sistemler sayesinde şüpheli cisimler elle arama yapılmadan
kolaylıkla kısa bir süre içerisinde tespit edilebilmektedir. İnsan yoğunluğunun fazla olduğu mekânların girişlerinde yapılan taramaların çok kısa sürede yapılması önem arz etmektedir. Saniyeler içerisinde tüm vücudu tarayan bu sistemler oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bagaj Tarama Sistemleri; güvenlik amacıyla paket kontrollerinde kullanılan X-Işını cihazları, bünyelerinde radyoaktif madde bulundurmayan, elektrik enerjisi ile çalışan, içerisinden geçen çanta, valiz vb. paketlerin içindeki malzemelerin ekranda izlenmesinde kullanılan ve çok düşük seviyede X-Işını üreten sistemlerdir. Sıvı-katı patlayıcı maddeler ile delici, kesici her türlü maddenin tespitini sağlayabilen X-Işını dedektörleri, günümüzde daha teknolojik ve modern olarak üretilmektedir. 

Sistem, hareketli bir bant yardımıyla paket veya bagajlar X-Işını kaynağından geçirilerek çalışmaktadır. Belirli bir hızla hareket eden bant, paket ya da bagajların içeriğinin monitörde görüntülenmesine olanak vermektedir. Gerektiğinde güvenlik görevlisi tarafından sistem içerisinde paketler durdurularak yeniden bir tarama yapılabilmekte ve görüntünün netleştirilmesi sağlanabilmektedir. Bant üzerinde paketlerin takılmasını engellemek için çoğunlukla tabanı düz plastik tepsiler kullanılmaktadır. Paketler bu tepsilerin
içerisine yerleştirilerek, hareketli bandın üzerine konulmaktadır.

Güvenlik gerektiren hava alanları, gümrük kapıları, limanlar vb. gibi nizamiyelerde kamyonların, deniz taşıtlarının, trenlerin ve konteynerlerin içlerinin açılmaksızın yabancı madde, kaçak yolcu, uyuşturucu, patlayıcı düzenek tespitinde kullanılan X-Işını cihazlarıdır. Bu cihazlar kullanım amacına göre iki tipte üretilmektedir:
• Yüksek güçte X-Işını jeneratörüne sahip 40 cm çeliğin arkasını görebilen ışık kaynaklı sistemler olup bunlara örnek olarak konteyner, tır vb. söylenebilir.
• Düşük güçte X-Işını jeneratörüne sahip sistemler 10 cm. çeliğin arkasını görebilen sistemler olup küçük araçlar, binek arabalar, minibüs, otobüs vb. taşıtlar örnek verilebilir.

Her türlü X-Işını cihazı, kesinlikle bu cihazın eğitimini almış kişiler tarafından kullanılmalıdır.
• Işınımdan korunma ve kazalardan korunma yöntemlerinin operatörler tarafından iyi bilinmesi gerekmektedir.
• Hareketli taşıma bandı üzerine hiç bir canlı oturtulmamalı ve cihaz çalışır durumdayken içerisinin kontrol ya da bakımı yapılmamalıdır. Tünelin önünde ya da arkasında bulunulmamalı, cihazın üzerine yiyecek ya da içecek bırakılmamalıdır.
• Taşıma bantlı bagaj-paket kontrol sistemlerinin operatörleri hiç bir zaman bol giyecek giymemeli; sarkan kravat, şal, fular, sarkan kolye gibi bantta sıkışarak oluşabilecek kazaları önlemek için bu tip aksesuarlar takılmamalıdır. Ayrıca uzun saçlı operatörlerin saçlarını mutlaka toplaması gerekmektedir.
• Bantta konulacak olan bagajlar ve ekranda incelenerek analizi yapılacak nesnelerin sırası, önce büyük sonra küçükler olacak şekilde olmalıdır.
• Kontrol edilecek nesne, paket ya da bagaj içerisinde olmadığı durumlarda (kemer, saat, dizüstü bilgisayar vb.) mutlaka plastik kaplar içerisinde bantta yerleştirilmelidir. Bagaj ya da paketlerin incelenmesi konusunda acele edilmemelidir.

• Kontrol edilecek olan paket ya da çantalar X-Işını cihazının bant genişliğine uygun bir biçimde yerleştirilmelidir. Bant genişlikleri farklı olan cihazlarda bu duruma özellikle dikkat edilmeli ve banda sokulacak paket veya bagajların arasına en az 50 santimetre mesafe konulmalıdır.
• Görüntünün nitelendirilmesi ve analizi konusunda güçlük çekildiği durumlarda bagajın pozisyonu değiştirilerek bagaj cihazdan tekrar geçirilmelidir.
• Bagajın içerisindeki nesneler hakkında yine de kesin fikir sahibi olunamadığı durumlarda bagajın sahibine açtırılması ve kontrol edilmesi gerekmektedir.
• Hava alanı kontrollerinde operatörler özellikle; kemer, cep telefonu, dizüstü bilgisayar, saat, ayakkabı gibi eşyalar X-Işını ile taranmalıdır. Dizüstü bilgisayarların sahibi tarafından çalıştırılması gerekli durumlarda istenebilmektedir.

X-Işını cihazlarının sağlık açısından güvenilirliği için, cihazların kalibrasyonunun, kalite kontrollerinin ve bakımlarının eksiksiz ve zamanında yapılması
gerekir. Bu tip cihazların kurulum aşamasında genellikle, gerekli güvenlik kabul testleri yapıldıktan sonra, düzenli aralıklarla kalite güvence ve kalite
kontrol testleri yapılmaktadır. Bina girişlerinde kullanılan ve içerisinden geçen çanta, valiz veya paketlerin içindeki malzemelerin ekranda izlenmesine olanak sağlayan X-Işını cihazları iyonlaştırıcı radyasyon yayan cihazlardır ve bu cihazların kullanılabilmesi için Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (T.A.E.K) tarafından lisans alınması gerekmektedir.

Cihazın aranan teknik özellikleri sağlayıp sağlamadığının test edilmesi işlemidir. X-Işını cihazlarının teknik şartnamelerinde ölçülebilecek tüm parametreleri belirtilmiş olmalıdır. Özellikle her ünitenin radyasyon güvenliği yönünden denetimi yapılmalıdır.

• Karasal radyasyon: Toprakta doğal olarak bulunan toryum, uranyum ve diğer radyoaktif elementlerin neden olduğu radyasyon türüdür. 
• Kozmik radyasyon: Dünyanın atmosferi tarafından büyük bir kısmı bloke edilen güneş ve diğer yıldızlardan dünyamıza gelen radyasyonlardır.
• Yiyeceklerde bulunan radyasyon: Yiyeceklerde çok az olarak radyasyon Karbon-14 radyoaktifi içeren potasyum doğal olarak bulunmaktadır. 
• Tıbbı cihazlardan kaynaklı radyasyon: Amerikan Nükleer Topluluğu’nun verilerine göre; kol bacak ve diş röntgeninde 1 mikro rem, göğüs röntgeninde 6 mikro rem, tiroid taramasında 14 mikro rem, boyun ve kafatası taramasında 20 mikro rem, Pelvis taramasında 65 mikro rem dozluk radyasyonlar alındığı tespit edilmiştir.
• İnsanlardan kaynaklanan radyasyon: İnsanlarda tıpkı bitki ve hayvanlarda olduğu gibi doğal olarak potasyum bulunmaktadır. Bu da insanları radyoaktif yapmaktadır. Bir insanda ortalama olarak 40 mikro remlik bir doz bulunmakta ve bu miktarın diğer insanlara zararı hemen hemen yok gibidir.

Dozimetri, direkt veya dolaylı olarak radyoaktif ışımaya maruz kalan bir malzemenin veya canlı dokunun ne kadar ışımaya maruz kaldığını ölçme
ve hesaplama tekniği olup fizik biliminin alt dalıdır.

Dozimetre, veya dozölçer ise, radyoaktif ışınım altında kalmışlık derecesini ölçmeye yarayan aygıta verilen isimdir.

Dozimetreler çalışma önlüğünün dışına takılmalı ve kartın önüne herhangi bir cisim (kalem, isimlik v.b.) konulmamalıdır. TLD’lerin değişimi taşıyıcıları
ile birlikte yapıldığından, taşıyıcılar kesinlikle açılmamalıdır. Dozimetre filmleri, taşıyıcı içerisine, filmin üzerindeki numara karşıdan bakıldığında okunacak
şekilde yerleştirilmelidir. Gönderilen filmler mutlaka taşıyıcı içerisinde kullanılmalıdır. Aksi halde doz değerlendirilmesi sağlıklı olarak yapılamamaktadır. Yüzük dozimetreler, cilt yıpranmasını engellemek amacıyla mutlaka eldivenin altına takılarak kullanılmalı ve yüzük, TLD kristalinin bulunduğu şeffaf kısım dışa
bakacak şekilde takılmalıdır. Çalışma sırasında kurşun önlük giyiliyorsa, tüm vücut dozunun ölçülebilmesi için dozimetre kurşun önlüğün altına takılmalıdır.
Dozimetrenin önlük üzerinde taşınması durumunda ise kurşun önlük dışında kalan; troid, göz lensi, cilt gibi vücudun diğer kısımlarının maruz kaldığı radyasyon miktarı ölçülebilmektedir. Bu durumdaki operatörlere kurşun önlük altında ve üstünde olmak üzere iki dozimetre kullanması önerilmektedir.