X-ray kilder. Er røntgenrør kilde til ioniserende stråling?

Gennem hele historien om livet på Jorden organismer er konstant udsat for kosmiske stråler og uddannet dem i en atmosfære af radionuklider, og stråling i hele de naturligt forekommende stoffer. Moderne liv er justeret til den alle de funktioner og begrænsninger af miljøet, herunder ved naturlige kilder til røntgenstråler.

På trods af, at høje niveauer af stråling, naturligvis skadeligt for kroppen, nogle former for stråling er vigtige for livet. For eksempel har baggrundsstrålingen bidraget til grundlæggende kemiske og biologiske evolution. indlysende er også det faktum, at varmen i Jordens kerne tilvejebringes og vedligeholdes af henfaldsvarme af den primære, naturligt forekommende radionuklider.

kosmiske stråler

Stråling af udenjordisk oprindelse, som løbende bombardere Jorden, kaldet den kosmiske.

Den omstændighed, at gennemtrængende stråling falder på vores planet fra det ydre rum, men ikke af terrestrisk oprindelse, blev fundet i eksperimenter for at måle ionisering i forskellige højder, fra havniveau til 9.000 m. Det viste sig, at intensiteten af den ioniserende stråling blev reduceret til en højde på 700 m, og fortsætte med at klatre hurtigt steget. Den indledende nedgang kan tilskrives et fald i intensiteten af jordbaserede gammastråler og stigningen - cosmic.

X-ray kilder i rummet er som følger:

• gruppe galakser;
• Seyfert galakser;
• solen;
• stjerner;
• kvasarer;
• sorte huller;
• supernovarester;
• hvide dværge;
• mørke stjerner og andre.

Beviser for en sådan stråling, for eksempel, er at øge kosmisk stråle intensitet observeret i verden efter opblussen. Men vores stjerne er ikke en stor bidragyder til den samlede flux, som dens daglige udsving er meget små.

To typer af bjælker

Kosmiske stråler er opdelt i primære og sekundære. Stråling interagerer ikke med stof i atmosfæren eller hydrosfæren lithosfæren af Jorden, kaldes det primære. Den består af protoner (≈ 85%) og a-partikler (≈ 14%), med meget mindre strømme (<1%) tungere kerner. Sekundære kosmiske røntgenstråler, strålingskilder som - primærstrålingen og atmosfæren består af subatomare partikler, såsom pioner, muoner og elektroner. Ved havoverfladen, næsten alle de observerede stråling omfatter sekundære kosmiske stråler 68% er tegnede sig for myoner og 30% - af elektroner. Mindre end 1% af strømmen ved havoverfladen består af protoner.

Primære kosmiske stråler tendens til at have kolossal kinetisk energi. De er positivt ladede og få energi på grund af acceleration i magnetfelter. I rummets vakuum ladede partikler kan overleve længe, og rejse millioner af lysår. I løbet af denne flyvning, de får høj kinetisk energi i størrelsesordenen 2-30 GeV (1 GeV = september ¹⁰ eV). Individuelle partikler har energier op til 10 ¹⁰ GeV.

Den høje energi af de primære kosmiske stråler give dem mulighed for at bogstaveligt opdele kollision af atomer i jordens atmosfære. Sammen med neutroner, protoner og subatomare partikler kan dannes lettere grundstoffer, såsom hydrogen, helium og beryllium. Myoner altid opladet, og hurtigt henfalde til elektroner eller positroner.

magnetisk afskærmning

Intensiteten af kosmiske stråler med stigningen skarpt at nå et maksimum ved omkring 20 km. 20 km til toppen af atmosfæren (op til 50 km), aftager intensiteten.

Dette mønster skyldes øget produktion af sekundær stråling ved at øge luftens massefylde. I en højde på 20 km stor del af den primære stråling har indgået interaktion og intensitet reduktion fra 20 km til havoverfladen afspejler optagelsen af sekundære bjælker atmosfære, svarende til omkring 10 meter vand lag.

Strålingsintensiteten er også relateret til breddegrad. I samme højde kosmiske flow stiger fra ækvator til breddegrad 50-60 ° og forbliver konstant op til polerne. Dette er på grund af formen af magnetfeltet af jorden og fordelingen af den primære strålingseffekt. Magnetiske kraftlinier over atmosfæren generelt er parallel med jordoverfladen ved ækvator og vinkelret på polerne. Ladede partikler let bevæge sig langs magnetiske feltlinier, men med besvær med at overvinde sin tværretning. Fra polerne til 60 °, næsten hele den primære stråler når jordens atmosfære, og ved ækvator kun partikler med energier over 15 GeV, kan trænge gennem den magnetiske skjold.

Sekundære kilder røntgenstråler

Som et resultat af interaktionen af kosmiske stråler med stof kontinuerligt frembragte en signifikant mængde af radionuklider. De fleste af dem er fragmenter, men nogle af dem er dannet ved aktivering af stabile atomer med neutroner og myoner. Naturlige produktion af radionuklider i atmosfæren svarer til intensiteten af kosmiske stråling i stor højde og bredde. Ca. 70% af dem forekommer i stratosfæren, og 30% - i troposfæren.

Undtagen H-3 og C-14, radionuklider er normalt i meget små koncentrationer. Tritium fortyndes og blandes med vand og H2, og C-14 kombinerer med oxygen til dannelse af _CO2, som blandes med carbondioxidatmosfære. Carbon-14 ind i planten gennem fotosyntese.

stråling af Jorden

Af de mange radionuklider, der dannede Jorden, kun få har en halveringstid længe nok til at forklare deres nuværende eksistens. Hvis vores planet blev dannet omkring 6 milliarder år siden, at de forbliver i målbare mængder, ville kræve en halveringstid på mindst 100 millioner år. Af de primære radionuklider, som stadig findes, tre er vigtigst. X-ray kilden er en K-40, U-238 og Th-232. Uran og thorium henfaldskæden, der hver danner produkter som næsten altid i nærværelse af den oprindelige isotop. Selv om mange af datter radionuklider er kortvarig, de er fælles i miljøet, fordi det hele tiden er dannet af de langlivede forstadier.

Andre langlivede originale X-ray kilder, kort sagt, er i meget lave koncentrationer. Denne Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, og så videre. D. Naturligt forekommende neutroner danner mange andre radionuklider, men deres koncentration er sædvanligvis meget lav. I en karriere Oklo i Gabon, Afrika, ligger beviser for eksistensen af "naturlige reaktor", hvor kernereaktioner forekomme. Udtømning af U-235 og tilstedeværelsen af fissionsprodukter inden for de rige uran indskud, viser, at omkring 2 milliarder år siden, der fandt sted spontant udløse en kædereaktion.

På trods af, at de oprindelige radionuklider er allestedsnærværende, deres koncentration afhænger af placeringen. Det vigtigste reservoir af naturlig radioaktivitet er lithosfæren. Endvidere inden litosfæren det varierer betydeligt. Nogle gange er det forbundet med visse typer af forbindelser og mineraler, nogle gange - især regionalt, med lidt korrelation med de typer af sten og mineraler.

Fordeling af primære radionuklider og deres datter produkter i naturlige økosystemer, afhænger af mange faktorer, herunder de kemiske egenskaber af nuklider, fysiske faktorer i økosystemet samt fysiologiske og økologiske attributter af flora og fauna. Forvitring af klipper, deres vigtigste reservoir leverer jorden U, Th og K. Th og U nedbrydningsprodukter er også deltager i dette program. Af jord K, Ra, U bit, og meget lidt Th optages af planter. De udnytter kalium-40 samt stabil og K. Radium, U-238 henfaldsprodukt, der anvendes af anlægget, ikke fordi det er en isotop, og da det er kemisk ligner calcium. Absorption af uran og thorium planter er som regel små, da disse radionuklider er normalt uopløselige.

radon

Vigtigst af alle kilder til naturlig stråling element er uden smag og lugt, usynlig gas, som er 8 gange tungere end luft, radon. Den består af to isotoper - radon-222, en af henfaldsprodukter af U-238 og Radon-220, der dannes ved henfald af Th-232.

Rocks, jord, planter, dyr udsender radon i atmosfæren. Gassen er et produkt af henfald af radium, og produceres i et materiale, som indeholder det. Eftersom radon - inert gas, kan det isoleres overflader i kontakt med atmosfæren. Mængden af radon, der hidrører fra en given masse af rock afhænger af mængden af radium og overfladeareal. Jo mindre racen, jo mere kan frigive radon. Rn koncentrationen i luften nær radiysoderzhaschimi materialer er også afhængig af lufthastigheden. I kældre, huler og miner, der har en dårlig luftcirkulation, kan koncentrationen af radon nå signifikante niveauer.

RN hurtigt nedbrydes og danner en serie af datter radionuklider. Efter dannelsen af atmosfæriske radonhenfaldsprodukter er forbundet med små partikler af støv, der lægger sig på jord og planter, og inhaleres af dyrene. Regnskyl særlig effektivt renset luft fra radioaktive grundstoffer, men kollisionen og aflejring af aerosolpartikler fremmer også deres aflejring.

I tempererede klimaer, er koncentrationen af radon indendørs i gennemsnit omkring 5-10 gange højere end udendørs.

I løbet af de seneste årtier, manden "kunstigt" produceret flere hundrede radionuklider ledsagende Røntgenstråler kilder, egenskaber og anvendelser, som anvendes inden for medicin, militær, elproduktion, og instrumenter til mineralefterforskning.

Individuelle virkninger af menneskeskabte radioaktive kilder varierer meget. De fleste mennesker får en relativt lille dosis af kunstig stråling, men nogle - mange tusind gange strålingen af naturlige kilder. Menneskeskabte kilder er bedre kontrolleret end naturlig.

X-ray kilder i medicin

Den industrielle og medicinske anvendelse, som regel kun rene radionuklider, hvilket forenkler identifikationen af metoder til at lække fra lagringsanlæg og bortskaffelse proces.

stråling anvendelser inden for medicin er udbredt og kan potentielt have en betydelig indvirkning. Dette omfatter røntgen kilder, der anvendes i medicin for:

• diagnostik;
• terapi;
• analytiske procedurer;
• pacing.

Til diagnostisk brug som private kilder, samt en bred vifte af radioaktive sporstoffer. Sundhed faciliteter normalt skelne ansøgningen som radiologi og nuklearmedicin.

Er røntgenrør kilde til ioniserende stråling? Computertomografi og fluoroskopi - et velkendt diagnostiske procedurer, der er lavet med det. Endvidere i medicinsk røntgen, er der mange anvendelser isotop kilder, herunder gamma og beta, og eksperimentelle neutronkilder for tilfælde, hvor X-ray maskiner er ubelejligt, malplaceret, eller kan være farlige. Fra synspunkt økologi, røntgenstråling er ikke farlig, så længe dens kilder forbliver ansvarlig og bortskaffes korrekt. I denne henseende historieelementer radium, radon og nåle radiysoderzhaschih luminescerende forbindelser er ikke opmuntrende.

X-ray kilder på grundlag af ⁹⁰ Sr eller ¹⁴⁷ Pm almindeligt anvendt. Fremkomsten af ²⁵² Cf som en bærbar neutrongenerator neutronradiografi gøres bredt tilgængelige, skønt i almindelighed er denne metode stadig stærkt afhængig af tilgængeligheden af kernereaktorer.

nuklearmedicin

Den største fare for de miljømæssige konsekvenser er radioisotopmærker i nuklearmedicin og røntgen kilder. Eksempler bivirkning følgende:

• bestråling af patienten;
• eksponering af hospitalspersonalet;
• bestråling ved transport radioaktive farmaceutiske stoffer;
• virkning i fremstillingsprocessen;
• virkningen af radioaktivt affald.

I de senere år har der været en tendens til at reducere eksponeringen af patienter gennem indførelse af kortlivede isotoper mere snævert fokuseret aktiviteter og brugen af mere højt lokaliserede produkter.

Mindre halveringstid reducerer indflydelsen af radioaktivt affald , da de fleste af de langlivede elementer udsendes gennem nyrerne.

Tilsyneladende, har indvirkning på miljøet gennem kloaksystemet ikke afhænge af, om patienten er på hospitalet eller behandles på en ambulant basis. Selv om de fleste af emissioner af radioaktive grundstoffer vil sandsynligvis være kortvarig, kumulative virkning væsentligt overstiger niveauet af forurening af alle kernekraftværker kombineret.

De mest almindeligt anvendte radionuklider i medicin - X-ray kilder:

• ^99mTc - scanning af kraniet og hjernen, cerebral blod Scan, hjerte, lever, lunge, skjoldbruskkirtel, placental lokalisering;
• ¹³¹ I - blod, lever scanning, placental lokalisering, scanning og behandling af skjoldbruskkirtlen;
• ^51Cr - bestemmelse af varigheden af tilstedeværelsen af røde blodlegemer eller beslaglæggelse, blodvolumen;
• ⁵⁷ Co - Schilling prøve;
• ^32P - metastaseret til knogler.

Udbredte anvendelse af radioimmunoassay procedurer stråling analyse af urin og andre forsøgsmetoder under anvendelse af mærkede organiske forbindelser signifikant øget anvendelse af en flydende-scintilla- præparater. Organiske phosphorforbindelser løsninger er sædvanligvis baseret på toluen eller xylen, udgør et temmelig stort volumen af flydende organisk affald, som skal bortskaffes. Behandling i flydende form, er potentielt farlig og miljømæssigt uacceptabelt. Derfor foretrækker man affaldsforbrænding.

Eftersom langlivet ^3H eller ^14C er let opløselige i miljøet, er deres virkning i det normale område. Men den samlede virkning kan være betydelige.

En anden medicinsk anvendelse af radionuklider - brugen af plutonium batterier til pacemakere magt. Tusindvis af mennesker er i live i dag takket være det faktum, at disse enheder hjælpe drive deres hjerter. Lukkede strålekilder ²³⁸ Pu (150 GBq) implanteres kirurgisk i patienter.

Industriel røntgenstråling: kilder, egenskaber og anvendelser

Medicin - er ikke det eneste område, hvor fundet anvendelsen af denne del af det elektromagnetiske spektrum. En stor del af den menneskeskabte stråling miljø anvendes i industrielle radioisotoper og røntgen kilder. Eksempler på denne ansøgning:

• industriel radiografi;
• stråling måling;
• røgdetektorer;
• selvlysende materialer;
• Røntgenkrystallografi;
• scannere til inspektion bagage og håndbagage;
• X-ray lasere;
• synkrotroner;
• cyklotroner.

Da de fleste af disse anvendelser involverer anvendelsen af indkapslede isotoper, bestråling finder sted under transport, overførsel, vedligeholdelse og anvendelse.

Er røntgenrør kilde til ioniserende stråling i industrien? Ja, er det anvendes i ikke-destruktive lufthavn kontrolsystemer, i krystal forskning, materialer og strukturer, industriel inspektion. Gennem det seneste årti, har den dosis af stråling inden for videnskab og industri nået halvdelen af værdien af denne indikator i medicin; derfor et væsentligt bidrag.

Indkapslede røntgenkilder i sig selv har ringe effekt. Men deres transport og bortskaffelse alarmerende, når de er tabt eller ved et uheld smidt i skraldespanden. Sådanne røntgenkilder leveres normalt og installeret i en dobbelt-forseglede skiver eller cylindre. Kapslerne er lavet af rustfrit stål og kræver periodisk eftersyn for utætheder. Genbrug kan være et problem. Kortvarige kilder kan gemme og forfald, men selv i dette tilfælde, bør de behørigt hensyn til, og de resterende aktive materiale skal bortskaffes i et godkendt anlæg. Ellers bør kapslerne blive sendt til specialiserede institutioner. Deres tykkelse bestemmer størrelsen af det aktive materiale og den røntgenstrålekildedelen del.

Lagerplads røntgen kilder

Et stigende problem er sikker nedlukning og dekontaminering af industriområder, hvor radioaktive materialer er gemt i fortiden. Dybest set er det tidligere bygget virksomheder til forarbejdning af nukleare materialer, men skal være en del af andre brancher, såsom fabrikker til produktion af selvlysende tritium tegn.

Et særligt problem er de langlivede lavt niveau kilder, som er vidt udbredt. For eksempel er ²⁴¹ Am anvendes i røgdetektorer. Ud over at radon er de vigtigste røntgen kilder i hjemmet. Individuelt de ikke udgør nogen fare, men et betydeligt antal af dem kan være et problem i fremtiden.

nukleare eksplosioner

I løbet af de sidste 50 år, blev hver udsat for påvirkning af stråling fra radioaktivt nedfald forårsaget af atomprøvesprængninger våben. De toppede i 1954-1958 og 1961-1962 år.

I 1963, tre lande (USSR, USA og Storbritannien) underskrev en aftale om et delvist forbud mod atomprøvesprængninger i atmosfæren, oceanerne og det ydre rum. I løbet af de næste to årtier, Frankrig og Kina gennemført en række meget mindre forsøg, som ophørte i 1980. Underjordiske tests stadig udføres, men de normalt ikke forårsage udfældning.

Radioaktivitet efter atmosfæriske Forsøgene falder nær stedet for eksplosionen. I del, de forbliver i troposfæren og bæres med vinden over hele verden på samme breddegrad. Som vi bevæger os, de falder til jorden, opholder sig omkring en måned i luften. Men den bedste del skubbes ind i stratosfæren, hvor forureningen er stadig i mange måneder, og sænkes langsomt hen over planeten.

Den nedfald indeholder hundredvis af forskellige radionuklider, men kun få af dem er i stand til at handle på den menneskelige krop, så deres størrelse er meget lille, og det forfald er hurtig. C-14, Cs-137, Zr-95 og Sr-90 er den mest markante.

Zr-95 har en halveringstid på 64 dage, og den Cs-137 og Sr-90 - omkring 30 år. Kun kulstof-14 med en halveringstid på 5730 år vil forblive aktiv i en fjern fremtid.

nuklear energi

Atomkraft er den mest kontroversielle af alle menneskeskabte strålingskilder, men det har en meget lille bidrag til indvirkning på menneskers sundhed. Under normal drift af nukleare anlæg udleder i miljøet af en lille mængde stråling. I februar 2016 var der 442 opererer civile atomreaktorer i 31 lande, og en anden 66 er under opførelse. Dette er kun en del af produktionen cyklus af nukleart brændsel. Det starter med produktion og slibning af uranmalm og udvider fremstilling af nukleart brændsel. Efter brug i kraftværker Brændselsceller er undertiden behandles til udvinding af uran og plutonium. Endelig cyklussen ender med bortskaffelse af nukleart affald. På hvert trin i denne cyklus kan lække radioaktivt materiale.

Omkring halvdelen af verdens produktion af uranmalm kommer fra det åbne pit, den anden halvdel - fra minerne. Det blev derefter malet i nærliggende møller, der producerer store mængder af affald - hundreder af millioner af tons. Dette affald forbliver radioaktivt i millioner af år efter at selskabet stopper sit arbejde, selvom stråling emission er en meget lille del af naturlige baggrund.

Derefter uran omdannet til brændstof ved yderligere behandling og oprensning på koncentrerer møller. Disse processer fører til luft- og vandforurening, men de er meget mindre end på andre stadier i brændselscyklussen.