Sumber X-ray. Adalah sumber tiub X-ray sinaran mengion?

Sepanjang sejarah kehidupan di organisma Bumi sentiasa terdedah kepada sinar kosmik dan mendidik mereka dalam suasana radionuklid, dan radiasi di seluruh bahan-bahan semula jadi. kehidupan moden diselaraskan kepada semua ciri-ciri dan had alam sekitar, termasuk oleh sumber-sumber semula jadi X-ray.

Walaupun fakta bahawa tahap radiasi yang tinggi, sudah tentu, yang berbahaya kepada badan, beberapa jenis radiasi adalah penting untuk kehidupan. Sebagai contoh, sinaran latar belakang telah menyumbang kepada bahan kimia asas dan evolusi biologi. Juga jelas adalah hakikat bahawa kepanasan teras bumi disediakan dan disenggarakan oleh haba pereputan yang utama, yang berlaku radionuklid semula jadi.

sinar kosmik

Sinaran asal ruang angkasa, yang terus membedil bumi, yang dipanggil kosmik.

Hakikat bahawa radiasi menembusi jatuh di planet kita dari angkasa lepas, tetapi tidak asal daratan, ditemui dalam eksperimen untuk mengukur pengionan pada ketinggian yang berbeza, dari aras laut hingga 9,000 m. Ia telah mendapati bahawa keamatan sinaran mengion telah dikurangkan kepada ketinggian 700 m, dan terus mendaki pesat meningkat. Penurunan awal boleh dikaitkan dengan penurunan dalam keamatan sinar gamma daratan dan peningkatan - kosmik.

sumber X-ray dalam ruang adalah seperti berikut:

• galaksi kumpulan;
• galaksi Seyfert;
• matahari;
• bintang;
• kuasar;
• lubang hitam;
• sisa-sisa supernova;
• kerdil putih;
• bintang gelap dan lain-lain.

Bukti sinaran itu, sebagai contoh, adalah untuk meningkatkan keamatan sinar kosmik diperhatikan di dunia selepas suar. Tetapi bintang kita tidak merupakan penyumbang utama kepada jumlah fluks, kerana variasi hariannya adalah sangat kecil.

Dua jenis rasuk

sinar kosmik dibahagikan kepada sekolah rendah dan menengah. Sinaran tidak berinteraksi dengan perkara dalam suasana atau litosfera hidrosfera Bumi, yang dipanggil sekolah rendah. Ia terdiri daripada proton (≈ 85%) dan alpha-zarah (≈ 14%), dengan lebih kecil aliran (<1%) nukleus yang lebih berat. Menengah sinar X kosmik, sumber radiasi yang - radiasi rendah dan suasana yang terdiri daripada zarah subatom seperti pions, muons dan elektron. Pada aras laut, hampir semua sinaran yang diperhatikan terdiri daripada sinar kosmik menengah 68% daripada yang diambil kira muons dan 30% - oleh elektron. Kurang daripada 1% daripada aliran di paras laut terdiri daripada proton.

sinar kosmik utama cenderung untuk mempunyai tenaga kinetik yang besar. Mereka didakwa secara positif dan mendapat tenaga disebabkan oleh pecutan dalam medan magnet. Dalam vakum zarah ruang bayaran boleh bertahan lama, dan perjalanan berjuta-juta tahun cahaya. Semasa penerbangan ini, mereka memperoleh tenaga kinetik tinggi perintah 2-30 GeV (1 GeV = September ¹⁰ eV). zarah individu mempunyai tenaga sehingga 10 ¹⁰ GeV.

Tenaga yang tinggi daripada sinaran kosmik utama membolehkan mereka untuk benar-benar dibahagi perlanggaran atom di dalam atmosfera bumi. Bersama-sama dengan neutron, proton, dan zarah subatom boleh dibentuk unsur-unsur ringan seperti hidrogen, helium, dan berilium. Muon sentiasa dikenakan, dan cepat mereput ke elektron atau positron.

perisai magnet

Keamatan sinar kosmik dengan kenaikan mendadak untuk mencapai maksimum pada kira-kira 20 km. 20 km ke bahagian atas atmosfera (sehingga 50 km), keamatan berkurangan.

Corak ini adalah disebabkan oleh peningkatan pengeluaran radiasi menengah dengan meningkatkan kepadatan udara. Pada ketinggian 20 km Sebahagian besar daripada radiasi utama telah memasuki ke dalam interaksi, dan intensiti pengurangan dari 20 km ke paras laut mencerminkan pengambilan suasana rasuk menengah, bersamaan dengan lapisan air kira-kira 10 meter.

Keamatan sinaran juga berkaitan dengan latitud. Pada ketinggian sama meningkatkan aliran kosmik dari Khatulistiwa ke latitud 50-60 ° dan masih berterusan sehingga kutub. Ini adalah kerana bentuk medan magnet Bumi dan pengagihan kuasa radiasi utama. garis magnetik kuasa luar atmosfera umumnya selari dengan permukaan bumi di khatulistiwa dan bersudut tepat dengan kutub. zarah yang mudah bergerak di sepanjang garisan medan magnet, tetapi dengan kesukaran dalam mengatasi arah melintang itu. Dari kutub ke 60 °, hampir semua radiasi utama mencapai atmosfera bumi, dan pada khatulistiwa hanya zarah dengan tenaga melebihi 15 GeV, boleh menembusi perisai magnet.

sumber sekunder X-ray

Hasil daripada interaksi sinar kosmik dengan perkara terus dihasilkan jumlah hujan yang radionuklid. Sebahagian besar daripada mereka adalah serpihan, tetapi sebahagian daripada mereka terbentuk oleh pengaktifan atom stabil dengan neutron dan muons. penghasilan semula jadi radionuklid dalam suasana yang sepadan dengan keamatan sinaran kosmik pada ketinggian dan latitud. Kira-kira 70% daripada mereka berlaku dalam stratosfera, dan 30% - dalam troposfera.

Kecuali H-3 dan C-14, radionuklid biasanya dalam kepekatan yang sangat kecil. Tritium dicairkan dan dicampur dengan air dan H 2, dan C-14 bergabung dengan oksigen untuk membentuk CO _2, yang bercampur dengan suasana karbon dioksida. Karbon-14 memasuki tumbuhan melalui fotosintesis.

radiasi Bumi

Daripada banyak radionuklid yang membentuk Bumi, hanya beberapa mempunyai separuh hayat cukup lama untuk menjelaskan kewujudan semasa mereka. Jika planet kami telah ditubuhkan kira-kira 6 bilion tahun yang lalu, mereka kekal dalam kuantiti yang boleh diukur, akan memerlukan separuh hayat sekurang-kurangnya 100 juta tahun yang. Daripada radionuklid utama, yang masih ditemui, tiga adalah yang paling penting. sumber X-ray adalah K-40 yang, U-238 dan Th-232. Uranium dan rantaian pereputan torium, setiap borang produk yang hampir sentiasa di hadapan isotop asal. Walaupun banyak radionuklid anak perempuan adalah bersifat sementara, mereka adalah perkara biasa dalam alam sekitar, kerana ia sentiasa terbentuk daripada prekursor jangka hidup.

jangka hidup asal sumber X-ray lain, dalam jangka pendek, adalah dalam kepekatan yang sangat rendah. Ini Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, dan sebagainya. D. Sememangnya berlaku neutron membentuk banyak radionuklid lain, tetapi tumpuan mereka biasanya agak rendah. Dalam kerjaya Oklo dalam Gabon, Afrika, bertempat bukti kewujudan "reaktor semula jadi" di mana tindak balas nuklear berlaku. Pengurangan U-235 dan kehadiran produk pembelahan dalam deposit uranium kaya, menunjukkan bahawa kira-kira 2 bilion tahun yang lalu, ada berlaku secara spontan mencetuskan tindak balas rantai.

Walaupun pada hakikatnya bahawa radionuklid asal adalah sentiasa ada, tumpuan mereka bergantung kepada lokasi. Takungan utama radioaktif semula jadi adalah litosfera. Tambahan pula, dalam litosfera ia berbeza dengan ketara. Kadang-kadang ia dikaitkan dengan beberapa jenis sebatian dan mineral, kadang-kadang - terutamanya di rantau ini, dengan korelasi sedikit dengan jenis batuan dan mineral.

Pengagihan radionuklid rendah dan produk anak perempuan mereka dalam ekosistem semula jadi bergantung kepada banyak faktor, termasuk sifat kimia radionuklid, faktor fizikal ekosistem, serta sifat-sifat fisiologi dan ekologi flora dan fauna. Luluhawa batu, takungan utama mereka membekalkan tanah U, Th dan produk kerosakan K. Th dan U juga mengambil bahagian dalam program ini. Tanah K, Ra, U bit, dan Th sangat sedikit diserap oleh tumbuh-tumbuhan. Mereka menggunakan kalium-40 serta stabil dan K. Radium, U-238 produk pereputan, yang digunakan oleh tumbuhan, bukan kerana ia adalah isotop, dan kerana ia adalah kimia yang serupa dengan kalsium. Penyerapan uranium dan thorium tumbuhan biasanya kecil, kerana radionuklid ini biasanya tidak larut.

radon

Yang paling penting sekali sumber unsur radiasi semula jadi adalah hambar dan tidak berbau, gas yang tidak dapat dilihat, yang adalah 8 kali lebih berat daripada udara, radon. Ia terdiri daripada dua isotop utama - radon-222, salah satu produk pereputan U-238 dan Radon-220, yang dibentuk oleh pereputan Th-232.

Batu, tanah, tumbuh-tumbuhan, haiwan mengeluarkan radon ke atmosfera. gas adalah produk hasil pereputan radium, dan dihasilkan di mana-mana bahan yang mengandungi ia. Sejak radon - gas lengai, ia boleh diasingkan permukaan dalam hubungan dengan atmosfera. Jumlah radon, yang berasal daripada jisim tertentu rock bergantung kepada jumlah radium dan permukaan kawasan. Yang lebih kecil baka, lebih banyak ia boleh melepaskan radon. kepekatan Rn di udara dekat dengan bahan yang radiysoderzhaschimi juga bergantung kepada halaju udara. Di bawah tanah, gua dan lombong, yang mempunyai peredaran udara yang teruk, kepekatan radon boleh mencapai tahap yang ketara.

Rn cepat terurai dan membentuk satu siri radionuklid anak perempuan. Selepas pembentukan produk kerosakan radon atmosfera disertai dengan zarah kecil debu, yang mendap di dalam tanah dan tumbuh-tumbuhan, dan disedut oleh haiwan. Rains terutamanya berkesan disucikan penerbangan dari unsur-unsur radioaktif, tetapi perlanggaran dan pemendapan zarah aerosol juga menggalakkan pemendapan mereka.

Di kawasan iklim sederhana, kepekatan radon dalam bangunan secara purata kira-kira 5-10 kali lebih tinggi daripada di luar rumah.

Sejak beberapa dekad yang lalu, lelaki itu "buatan" yang dihasilkan beberapa ratus radionuklid mengiringi X-ray sinaran sumber, sifat dan aplikasi yang digunakan dalam bidang perubatan, ketenteraan, penjanaan kuasa, dan instrumentasi untuk penerokaan mineral.

kesan individu sumber radiasi buatan manusia ada pelbagai pilihan. Kebanyakan orang mendapat dos kecil radiasi tiruan, tetapi beberapa - banyak seribu kali radiasi sumber semula jadi. sumber buatan manusia adalah lebih baik dikawal dari semulajadi.

sumber X-ray dalam perubatan

Penggunaan industri dan perubatan, sebagai peraturan, hanya radionuklid tulen, yang memudahkan mengenal pasti cara-cara untuk bocor dari tapak penyimpanan dan proses pelupusan.

aplikasi sinaran dalam perubatan adalah meluas dan berpotensi memberi kesan yang besar. Ini termasuk sumber X-ray digunakan dalam perubatan untuk:

• diagnostik;
• terapi;
• prosedur analisis;
• pacing.

Untuk kegunaan diagnostik sebagai sumber swasta, serta pelbagai tracers radioaktif. kemudahan kesihatan biasanya membezakan permohonan sebagaimana radiologi dan perubatan nuklear.

Apakah tiub X-ray sumber sinaran mengion? tomografi berkomputer dan fluoroscopy - satu prosedur diagnostik terkenal yang dibuat dengannya. Tambahan pula, dalam radiografi perubatan, terdapat banyak sumber aplikasi isotop termasuk gamma dan beta, dan sumber neutron eksperimen bagi kes-kes di mana mesin X-ray yang menyusahkan, tidak kena pada tempatnya, atau mungkin berbahaya. Dari sudut pandangan ekologi, sinaran X-ray tidak berbahaya selagi puncanya kekal bertanggungjawab dan dilupuskan dengan betul. Dalam hal ini, unsur-unsur cerita radium, radon dan jarum radiysoderzhaschih sebatian pendarkilau tidak menggalakkan.

sumber X-ray berdasarkan ⁹⁰ Sr atau ¹⁴⁷ Pm biasa digunakan. Kemunculan ²⁵² Cf sebagai mudah alih penjana neutron neutron radiografi disediakan secara meluas, walaupun secara umum, kaedah ini masih banyak bergantung kepada adanya reaktor nuklear.

perubatan nuklear

Bahaya utama kesan alam sekitar ialah label radioisotop dalam perubatan nuklear dan X-ray sumber. Contoh kesan yang tidak diingini yang berikut:

• penyinaran pesakit;
• pendedahan kakitangan hospital;
• penyinaran apabila mengangkut farmaseutikal radioaktif;
• kesan dalam proses pembuatan;
• kesan sisa radioaktif.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini terdapat kecenderungan untuk mengurangkan pendedahan pesakit melalui pengenalan isotop berhayat pendek lebih difokuskan secara sempit aktiviti dan penggunaan produk yang sangat setempat.

Lebih kecil separuh hayat mengurangkan pengaruh sisa radioaktif sejak kebanyakan unsur-unsur jangka hidup adalah output melalui buah pinggang.

Rupa-rupanya, kesan ke atas alam sekitar melalui sistem pembetungan tidak bergantung kepada sama ada pesakit di hospital atau dirawat sebagai pesakit luar. Walaupun sebahagian besar pelepasan unsur-unsur radioaktif mungkin jangka pendek, kesan kumulatif ketara melebihi tahap pencemaran semua loji janakuasa nuklear digabungkan.

Radionuklid yang paling biasa digunakan dalam perubatan - sumber X-ray:

• ^99m Tc - mengimbas tengkorak dan otak, Scan serebrum darah, jantung, hati, paru-paru, kelenjar tiroid, penyetempatan plasenta;
• ¹³¹ I - darah, imbasan hati, penyetempatan plasenta, pengimbasan dan rawatan tiroid;
• ⁵¹ Cr - penentuan tempoh kewujudan sel-sel darah merah atau pemencilan, jumlah darah;
• ⁵⁷ Co - sampel Schilling;
• ³² P - metastasis ke tulang.

Penggunaan meluas analisis prosedur radioimunocerakinan sinaran air kencing dan kaedah penyelidikan lain yang menggunakan sebatian organik dilabel meningkat dengan ketara penggunaan persediaan cecair sintilasi. penyelesaian fosforus organik biasanya berdasarkan toluena atau xilena, merupakan jumlah yang agak besar sisa organik cecair yang perlu dilupuskan. Pemprosesan dalam bentuk cecair, mungkin berbahaya dan tidak boleh diterima alam. Atas sebab ini, keutamaan diberikan kepada buang pembakaran.

Sejak hidup lama ³ H atau ¹⁴ C adalah mudah larut dalam alam sekitar, kesannya adalah dalam julat normal. Tetapi kesan kumulatif boleh besar.

Satu lagi kegunaan perubatan radionuklid - penggunaan bateri plutonium untuk kuasa perentak jantung. Beribu-ribu orang masih hidup hari ini terima kasih kepada fakta bahawa alat-alat ini membantu mengendalikan hati mereka. sumber dimeteraikan ²³⁸ Pu (150 GBq) pembedahan diimplan ke dalam pesakit.

Industrial sinaran X-ray: sumber, sifat dan aplikasi

Perubatan - bukan satu-satunya kawasan di mana mendapati penggunaan bahagian spektrum elektromagnet. Sebahagian besar daripada persekitaran radiasi buatan manusia yang digunakan dalam radioisotop industri dan sumber X-ray. Contoh permohonan ini:

• radiografi industri;
• pengukuran radiasi;
• Pengesan asap;
• bahan bercahaya sendiri;
• X-ray kristalografi;
• pengimbas untuk memeriksa bagasi dan membawa bagasi tangan;
• laser X-ray;
• synchrotrons;
• siklotron.

Oleh kerana kebanyakan aplikasi ini melibatkan penggunaan isotop berkapsul, penyinaran berlaku semasa pengangkutan, pemindahan, penyelenggaraan dan penggunaan.

Adalah sumber tiub X-ray sinaran mengion dalam industri? Ya, ia digunakan dalam sistem kawalan lapangan terbang tidak memusnahkan, dalam kristal penyelidikan, bahan-bahan dan struktur, pemeriksaan perindustrian. Sepanjang dekad yang lalu, dos dedahan sinaran dalam bidang sains dan industri telah mencapai separuh nilai penunjuk ini dalam bidang perubatan; oleh itu, sumbangan penting.

Terkandung sumber X-ray oleh diri mereka sendiri mempunyai sedikit kesan. Tetapi pengangkutan mereka dan membimbangkan gunakan apabila mereka hilang atau sengaja dibuang ke dalam tong sampah. Sumber-sumber X-ray biasanya dibekalkan dan dipasang dalam cakera dwi-materai atau silinder. Kapsul yang diperbuat daripada keluli tahan karat dan memerlukan pemeriksaan berkala untuk kebocoran. Kitar semula boleh menjadi masalah. sumber kekal lama boleh menyimpan dan kerosakan, tetapi walaupun dalam kes ini, ia hendaklah diambil kira, dan bahan aktif yang selebihnya mesti dilupuskan di kemudahan berlesen. Jika tidak, kapsul hendaklah dihantar kepada institusi khusus. ketebalan mereka menentukan saiz bahan aktif dan bahagian sumber X-ray.

ruang simpanan sumber X-ray

Satu masalah yang semakin meningkat adalah pelucutan tauliah selamat dan dekontaminasi tapak perindustrian di mana bahan radioaktif disimpan pada masa lalu. Pada asasnya, ia sebelum ini dibina perusahaan untuk memproses bahan-bahan nuklear, tetapi mesti menjadi sebahagian daripada industri lain, seperti kilang-kilang untuk pengeluaran diri bercahaya tanda-tanda tritium.

Satu masalah khas adalah sumber peringkat rendah lama-hidup, yang diedarkan secara meluas. Sebagai contoh, ²⁴¹ Am digunakan dalam pengesan asap. Selain radon adalah sumber X-ray utama di rumah. Secara individu mereka tidak menimbulkan apa-apa bahaya, tetapi sejumlah besar daripada mereka boleh menjadi satu masalah pada masa hadapan.

letupan nuklear

Sejak 50 tahun yang lalu, setiap satu telah tertakluk kepada tindakan sinaran daripada kejatuhan radioaktif disebabkan oleh ujian senjata nuklear. Mereka memuncak pada 1954-1958 dan 1961-1962 tahun.

Pada tahun 1963, tiga negara (USSR, Amerika Syarikat dan Great Britain) telah menandatangani perjanjian larangan separa ujian nuklear di atmosfera, lautan dan angkasa lepas. Dalam tempoh dua dekad akan datang, Perancis dan China menjalankan satu siri ujian yang lebih kecil, yang tidak lagi pada tahun 1980. ujian Underground masih dijalankan, tetapi mereka biasanya tidak menyebabkan hujan.

pencemaran radioaktif selepas ujian atmosfera jatuh berhampiran tapak letupan. Sebahagian, mereka kekal di troposfera dan dibawa oleh angin di seluruh dunia pada latitud yang sama. Seperti yang kita bergerak, mereka jatuh ke tanah, tinggal selama sebulan di udara. Tetapi bahagian yang terbaik ditolak ke dalam stratosfera, di mana pencemaran kekal untuk beberapa bulan, dan diturunkan perlahan-lahan di seluruh planet ini.

kejatuhan termasuk beratus-ratus radionuklid berbeza, tetapi hanya beberapa daripada mereka mampu bertindak ke atas badan manusia, jadi saiz mereka adalah sangat kecil, dan kerosakan yang pesat. C-14, Cs-137, Zr-95 dan Sr-90 adalah yang paling ketara.

Zr-95 mempunyai separuh hayat 64 hari, dan Cs-137 dan Sr-90 - kira-kira 30 tahun. Hanya karbon-14 dengan separuh hayat 5730 tahun yang akan kekal aktif dalam masa depan yang jauh.

tenaga nuklear

tenaga nuklear adalah yang paling kontroversi semua sumber buatan manusia radiasi, tetapi ia mempunyai sumbangan yang sangat kecil untuk kesan ke atas kesihatan manusia. Semasa operasi normal kemudahan nuklear memancarkan ke dalam persekitaran sejumlah kecil radiasi. Pada Februari 2016, terdapat 442 operasi reaktor nuklear awam di 31 buah negara, dan 66 lagi sedang dalam pembinaan. Ini hanya sebahagian daripada kitaran pengeluaran bahan api nuklear. Ia bermula dengan pengeluaran dan pengisaran bijih uranium dan memanjangkan fabrikasi bahan api nuklear. Selepas digunakan dalam loji kuasa sel-sel bahan api kadang-kadang diproses bagi mendapatkan uranium dan plutonium. Akhir sekali, kitaran berakhir dengan pelupusan sisa nuklear. Pada setiap peringkat kitaran ini boleh bocor bahan radioaktif.

Kira-kira separuh daripada pengeluaran dunia bijih uranium datang dari lubang terbuka, separuh lagi - dari lombong. Ia kemudian tanah di kilang-kilang berdekatan yang menghasilkan sejumlah besar sisa - beratus-ratus juta tan. sisa ini masih radioaktif untuk berjuta-juta tahun selepas syarikat itu berhenti kerja, walaupun pelepasan radiasi adalah sebahagian kecil sangat kecil latar belakang semula jadi.

Selepas itu, uranium itu berubah menjadi bahan api oleh proses selanjutnya dan pembersihan di kilang menumpukan perhatian. Proses-proses ini membawa kepada pencemaran udara dan air, tetapi mereka adalah lebih kurang daripada di peringkat lain kitaran bahan api.