Røntgenkilder. Er X-ray tube kilde av ioniserende stråling?

Gjennom historien om livet på Jorden organismer er stadig utsatt for kosmisk stråling og utdannet dem i en atmosfære av radionuklider, og stråling gjennom naturlig forekommende stoffer. Moderne liv er tilpasset alle funksjonene og begrensninger i omgivelsene, blant annet av naturlige kilder for røntgenstråler.

Til tross for at høye nivåer av stråling, selvfølgelig skadelig for kroppen, noen typer stråling er viktig for livet. For eksempel har den bakgrunnsstrålingen bidratt til grunnleggende kjemiske og biologiske evolusjon. Også åpenbart er det faktum at varmen av jordens kjerne tilveiebringes og vedlikeholdes av restvarmen fra de primære, naturlig forekommende radionuklider.

kosmisk stråling

Stråling av utenomjordisk opprinnelse, som kontinuerlig bombarderer jorden, kalles den kosmiske.

Det faktum at den gjennomtrengende stråling faller på vår klode fra det ytre rom, men ikke av terrestrisk opprinnelse, ble funnet i forsøk for å måle ionisering ved forskjellige høyder, fra havflaten til 9000 m. Det ble funnet at intensiteten av den ioniserende stråling ble redusert til en høyde på 700 m, og fortsetter å klatre raskt økt. Den innledende Nedgangen kan tilskrives en reduksjon i intensiteten av terrestriske gammastråler og økningen - kosmisk.

Røntgenkilder i rommet er som følger:

• gruppe galakser;
• Seyfert galakser;
• solen;
• stjerner;
• kvasarer;
• sorte hull;
• supernovarester;
• hvit dverg;
• mørke stjerner og andre.

Bevis på slik stråling, for eksempel, er å øke den kosmiske stråleintensiteten observert i verden etter fakler. Men vår stjerne er ikke en stor bidragsyter til den totale forandring, som sin daglige variasjonene er svært liten.

To typer bjelker

Kosmisk stråling er delt inn i primær og sekundær. Stråling ikke samhandler med saken i atmosfæren eller hydrosfæren litosfæren av jorden, kalt primær. Den består av protoner (≈ 85%) og alfa-partikler (≈ 14%), med mye mindre strømmer (<1%) tyngre kjerner. Sekundære kosmiske stråler, røntgenstrålekilder som - den primære stråling og atmosfæren består av subatomære partikler som pionet, myoner og elektroner. Ved havnivå, nesten alt av den observerte stråling omfatter sekundære kosmiske stråler 68% av de som er redegjort for myoner og 30% - av elektroner. Mindre enn 1% av strømmen ved havnivå består av protoner.

Primære kosmisk stråling har en tendens til å ha enorm kinetisk energi. De er positivt ladet og få energi på grunn av akselerasjon i magnetfelt. I vakuum plass ladde partikler kan overleve lenge, og reise millioner av lysår. I løpet av denne uren, de skaffer høy kinetisk energi i størrelsesorden 2-30 GeV (1 GeV = 10 ⁹ eV). Individuelle partikler har energier opp til 10 ¹⁰ GeV.

Den høye energien av de primære kosmisk stråling tillate dem til bokstavelig talt å splitte en kollisjon mellom atomer i jordens atmosfære. Sammen med nøytroner, protoner og subatomære partikler kan dannes lettere elementer, slik som hydrogen, helium, og beryllium. Myoner alltid ladet, og raskt henfaller til elektroner eller positroner.

magnetiske skjold

Intensiteten av kosmisk stråling med stige kraftig for å nå et maksimum på ca 20 km. 20 km til toppen av atmosfæren (opptil 50 km), minsker intensiteten.

Dette mønsteret er på grunn av økt produksjon av sekundær stråling ved å øke lufttettheten. I en høyde av 20 km stor del av den primære stråling har inngått interaksjon, og intensiteten reduksjon fra 20 km til havnivå reflekterer opptaket av sekundærbjelker atmosfære, tilsvarende omtrent 10 meter vannlaget.

Strålingsintensiteten er også relatert til breddegrad. I samme høyde kosmiske strømmen øker fra ekvator til breddegrad 50-60 ° og forblir konstant opp til polene. Dette er på grunn av formen av det magnetiske felt av jorden og fordelingen av den primære strålingseffekt. Magnetiske kraftlinjer ut i atmosfæren er generelt parallell med jordens overflate ved ekvator og vinkelrett på polene. Ladete partikler lett bevege seg langs magnetiske feltlinjer, men med vanskelighet i å overvinne dens tverretning. Fra polene til 60 °, praktisk talt hele den primære stråling når jordens atmosfære, og ved ekvator bare partikler med energier over 15 GeV, kan trenge gjennom det magnetiske skjold.

Sekundære kilder til røntgen

Som et resultat av vekselvirkningen av kosmisk stråling og materie stilles kontinuerlig en betydelig mengde radionuklider. De fleste av dem er fragmenter, men noen av dem er dannet ved aktivering av stabile atomer med nøytroner og myoner. Naturlige produksjonen av radionuklider i atmosfæren tilsvarer intensiteten av kosmisk stråling i høyde og breddegrad. Omtrent 70% av dem forekommer i stratosfæren, og 30% - i troposfæren.

Med unntak for H-3 og C-14, radionuklider er vanligvis i meget små konsentrasjoner. Tritium blir fortynnet og blandet med vann og H2, og C-14 kombineres med oksygen under dannelse av _CO2, som er blandet med karbondioksyd atmosfære. Karbon-14 kommer inn i anlegget gjennom fotosyntesen.

stråling fra Jorden

Av de mange radionuklider som dannet jorden, bare noen få har en halveringstid lenge nok til å forklare sin nåværende eksistens. Hvis planeten vår ble dannet for ca 6000 millioner år siden, til de forblir i målbare mengder, ville kreve en halveringstid på minst 100 millioner år. Av de primære radionuklider, som fortsatt finnes, tre er de viktigste. Røntgenstrålingskilden er et K-40, U-238 og Th-232. Uran og thorium nedbrytningskjeden, som hver danner produkter som er nesten alltid i nærvær av den opprinnelige isotop. Selv om mange av datteren radionuklider er kortvarige, de er vanlige i miljøet, fordi det er stadig dannet fra langlivede forløpere.

Andre langlivede opprinnelige røntgenkilder, kort sagt, er i svært lave konsentrasjoner. Dette Rb-87, La-138 Ce-142 Sm-147, Lu-176, og så videre. D. Naturlig forekommende nøytroner danne mange andre radionuklider, men deres konsentrasjon er vanligvis ganske lav. I en karriere Oklo i Gabon, Afrika, ligger bevis for eksistensen av "naturlig reaktor" der kjernereaksjoner forekomme. Uttømming av U-235 og tilstedeværelsen av fisjonsprodukter i den rike uran forekomster, viser at ca 2 milliarder år siden, der fant sted spontant utløser en kjedereaksjon.

Til tross for det faktum at de opprinnelige radionuklider er allestedsnærværende, avhenger av deres konsentrasjon på stedet. Hovedreservoaret for naturlig radioaktivitet er jordskorpen. Videre, i jordskorpen den varierer betydelig. Noen ganger er det forbundet med visse typer av forbindelser og mineraler, noen ganger - spesielt regionalt, med liten sammenheng med de typer bergarter og mineraler.

Fordeling av primære radionuklider og deres datterprodukter i naturlige økosystemer avhenger av mange faktorer, blant de kjemiske egenskaper av nuklidene fysikalske faktorer i økosystemet, samt fysiologiske og økologiske attributtene for flora og fauna. Forvitring av bergarter, leverer sin hovedreservoar jord U, Th og K. Th og U henfallsproduktene deltar også i dette programmet. Av jord K, Ra, U bit, og meget lite Th absorberes av planter. De benytter kalium-40, så vel som stabil og K. Radium, U 238 nedbrytningsprodukt, benyttes på anlegget, ikke fordi det er en isotop, og siden det er kjemisk lik kalsium. Absorpsjon av uran- og thorium planter er vanligvis små, siden disse radionuklider er vanligvis uløselig.

radon

Viktigst av alle kilder til naturlig strålingselementet er smak- og luktfritt, usynlig gass, som er 8 ganger tyngre enn luft, radon. Den består av to hoved isotoper - radon-222, en av forfall produkter fra U-238 og radon-220, som er dannet ved nedbrytning av Th-232.

Stein, jord, planter, dyr avgir radon i atmosfæren. Gassen er et produkt av nedbrytning av radium, og som produseres i et hvilket som helst materiale som inneholder det. Siden radon - inert gass, kan det isoleres flater i kontakt med atmosfæren. Mengden av radon, som utgår fra en gitt masse av stein avhenger av mengden av radium og overflateareal. Jo mindre rasen, jo mer kan frigi radon. Rn-konsentrasjonen i luften i nærheten radiysoderzhaschimi materialer er også avhengig av lufthastigheten. I kjellere, grotter og gruver, som har en dårlig luftsirkulasjon, kan konsentrasjonen av radon nå betydelige nivåer.

RN raskt brytes ned og danner en rekke datter radionuklider. Etter dannelsen av atmosfæriske radonnedbrytning produkter er sammenføyd med små partikler av støv, som legger seg på jord og planter, og blir inhalert av dyrene. Regner særlig effektivt renset luft fra radioaktive elementer, men kollisjonen og avsetningen av aerosolpartikler også fremmer deres avsetning.

I tempererte klima, konsentrasjonen av radon innendørs i gjennomsnitt ca 5-10 ganger høyere enn utendørs.

I løpet av de siste tiårene, mannen "kunstig" produsert flere hundre radionuklider følger Røntgenstråler kilder, egenskaper og bruksområder som brukes i medisin, militære, kraftproduksjon, og instrumentering for mineralleting.

Individuelle effekter av kunstige strålingskilder varierer. De fleste får en relativt liten dose av kunstig stråling, men noen - mange tusen ganger strålingen fra naturlige kilder. Menneskeskapte kilder er bedre kontrollert enn naturlig.

Røntgenkilder i medisin

Den industriell og medisinsk anvendelse, som en regel, kun rene radionuklider, noe som forenkler identifiseringen av måter å lekke fra lagringsplasser og avhending.

stråling applikasjoner i medisin er utbredt og kan potensielt ha en betydelig innvirkning. Dette inkluderer røntgenkilder som brukes i medisin for:

• diagnostikk;
• terapi;
• analytiske prosedyrer;
• pacing.

For diagnostisk bruk som private kilder, så vel som et bredt spekter av radioaktive sporstoffer. Helsefasiliteter vanligvis skille søknaden som radiologi og nukleærmedisin.

Er X-ray tube kilde av ioniserende stråling? Computertomografi og gjennomlysning - en velkjent diagnostiske prosedyrer som er gjort med den. Videre er det i medisinsk radiografi, er det mange anvendelser isotope kilder, inkludert gamma og beta, og eksperimentelle nøytronkilder for tilfeller hvor røntgenmaskiner er upraktisk, feilplassert, eller kan være farlig. Fra det synspunkt av økologi, er røntgenstråling ikke farlig, så lenge som dens kilder forblir ansvarlig og behandles som spesialavfall. I denne henseende er historien elementer radium, radon og nåler radiysoderzhaschih luminescente forbindelser er ikke oppmuntrende.

X-ray kilder på grunnlag av ⁹⁰ Sr eller ¹⁴⁷ Pm brukte. Fremveksten av ²⁵² Cf som en bærbar nøytrongenerator nøytronradiografi gjort allment tilgjengelig, men generelt er denne metoden fortsatt sterkt avhengig av tilgjengeligheten av atomreaktorer.

nukleærmedisin

Den største faren for miljøpåvirkningen er radioisotop-merker i nukleærmedisin og røntgenkilder. Eksempler bivirkning følgende:

• bestråling av pasienten;
• eksponering av sykehuspersonell;
• bestråling ved transport av radioaktive legemidler;
• innvirkning i fremstillingsprosessen;
• virkningen av radioaktivt avfall.

I de senere årene har det vært en tendens til å redusere eksponeringen av pasienter gjennom innføring av kortlivede isotoper mer innskrenkede aktiviteter og bruk av mer høyt lokaliserte produkter.

Mindre halveringstid reduserer innflytelsen av radioaktivt avfall , siden de fleste av de langlivede elementer går ut gjennom nyrene.

Angivelig, innvirkningen på miljøet gjennom avløpssystemet ikke avhengig av om pasienten er på sykehuset eller behandlet på poliklinisk basis. Selv om de fleste av utslipp av radioaktive elementer som er sannsynlig å være kortvarig, kumulativ effekt vesentlig overstiger nivået for forurensning av alle atomkraftanlegg kombinert.

De mest brukte radionuklider i medisin - X-ray kilder:

• ^99mTc - skanning av skallen og hjernen, cerebral blod Scan, hjerte, lever, lunge, skjoldbruskkjertel, placenta lokalisering;
• ¹³¹ I - blod, lever scan, placenta lokalisering, skanning og behandling av skjoldbruskkjertel;
• ⁵¹ Cr - bestemmelse av varigheten av eksistensen av røde blodceller eller sekvestrering, blodvolum;
• ⁵⁷ Co - Schilling prøve;
• ³² P - spredning til ben.

Utbredt anvendelse av radioimmunanalyseprosedyrer stråling analyse av urin og andre undersøkelsesmetoder ved bruk av merkede organiske forbindelser økt vesentlig ved bruk av en væske-scintillasjons-preparater. Organiske fosfor løsninger er vanligvis basert på toluen eller xylen, utgjør et forholdsvis stort volum av flytende organisk avfall som må deponeres. Behandling i flytende form, er potensielt farlig og miljømessig uakseptabelt. Av denne grunn er preferanse gitt til avfallsforbrenning.

Siden lang levetid ^3H eller ^14C er lett oppløselige i miljøet, er deres virkning i det normale området. Men den kumulative effekten kan være betydelige.

En annen medisinsk bruk av radionuklider - bruk av plutonium batterier for pacemakere makt. Tusenvis av mennesker er i live i dag takket være det faktum at disse enhetene hjelpe betjene sine hjerter. Forseglede kilder ²³⁸ Pu (150 GBq) kirurgisk implantert i pasienter.

Industrial røntgenstråling: kilder, egenskaper og bruksområder

Medisin - er ikke det eneste området hvor funnet at anvendelsen av denne del av det elektromagnetiske spektrum. En stor del av den kunstige strålingsmiljø blir brukt i industrielle radioisotoper og røntgenkilder. Eksempler på dette programmet:

• industriell radiografi;
• strålingsmålinger;
• røykvarslere;
• selvlysende materiale;
• Røntgenkrystallografi;
• skannere for inspeksjon av bagasje og håndbagasje;
• X-ray lasere;
• synkrotroner;
• syklotron.

Siden de fleste av disse anvendelser innebærer bruk av innkapslede isotoper, foregår bestråling sted under transport, overføring, vedlikehold og bruk.

Er X-ray tube kilde av ioniserende stråling i bransjen? Ja, det er brukt i ikke-destruktive flyplassen styringssystemer, i krystall forskning, materialer og strukturer, industriell inspeksjon. I løpet av det siste tiåret, har dosen av stråling i vitenskap og industri nådd halvparten av verdien av denne indikatoren i medisin; derfor et betydelig bidrag.

Innkapslet røntgenkilder i seg selv har liten effekt. Men deres transport og deponering alarmerende når de blir borte eller uhell kastet i søppelbøtten. Slike røntgenkilder er vanligvis leveres og monteres i en dobbel-forseglede plater eller sylindere. Kapslene er laget av rustfritt stål og krever periodisk kontroll med hensyn til lekkasjer. Gjenvinning kan være et problem. Kortlivede kilder kan lagre og forfall, men selv i dette tilfellet, bør de bli behørig tatt i betraktning, og det gjenværende aktive materialet skal uskadeliggjøres på en lisensiert anlegg. Ellers bør kapslene sendes til spesialiserte institusjoner. Deres tykkelse bestemmer størrelsen av det aktive materiale og den røntgenkilde del.

Lagringsplass røntgenkilder

Et økende problem er trygg fjerning og sanering av industriområder der radioaktivt materiale er lagret i det siste. I utgangspunktet er det tidligere bygget bedrifter for prosessering av kjernefysisk materiale, men må være en del av andre næringer, for eksempel fabrikker for produksjon av selvlysende tritium tegn.

Et spesielt problem er den lange levetid lav-nivåkilder, som er bredt distribuert. For eksempel blir ²⁴¹ Am anvendt i røykvarslere. I tillegg til radon er den viktigste røntgenkilder i hjemmet. Individuelt de ikke utgjør noen fare, men et betydelig antall av dem kan være et problem i fremtiden.

kjernefysiske eksplosjoner

I løpet av de siste 50 årene, ble hver utsatt for virkningen av stråling fra radioaktivt nedfall forårsaket av prøvesprengning. De nådde toppen i 1954-1958 og 1961-1962 år.

I 1963, tre land (Sovjetunionen, USA og Storbritannia) undertegnet en avtale om en delvis forbud mot atomprøvesprengninger i atmosfæren, hav og verdensrommet. I løpet av de neste to tiårene, Frankrike og Kina gjennomførte en rekke mye mindre prøvelser, som opphørte i 1980. Underground tester fortsatt blir gjennomført, men de vanligvis ikke føre til nedbør.

Forurensning atmosfæriske testene faller nær stedet for eksplosjonen. I del, de forblir i troposfæren og føres med vinden over hele verden på samme breddegrad. Som vi flytte, de faller til bakken, bor for om en måned i luften. Men den beste delen er skjøvet inn i stratosfæren, der forurensning forblir i mange måneder, og senkes sakte over hele planeten.

Nedfall inneholder hundrevis av forskjellige radionuklider, men bare noen få av dem er i stand til å handle på menneskekroppen, slik at deres størrelse er svært liten, og forfallet er rask. C-14, Cs-137, Zr-95 og Sr-90 er den mest betydningsfulle.

Zr-95 har en halveringstid på 64 dager, og Cs-137 og Sr-90 - ca 30 år. Bare karbon-14 med en halveringstid på 5730 år vil være aktiv i fjern fremtid.

atomenergi

Kjernekraft er den mest kontroversielle av alle menneskeskapte strålekilder, men det har en svært lite bidrag til innvirkning på menneskers helse. Under normal bruk av kjernefysiske anlegg avgir i miljøet av en liten mengde stråling. Februar 2016, var det 442 som opererer sivile atomreaktorer i 31 land, og en annen 66 er under bygging. Dette er bare en del av produksjonssyklusen av kjernebrensel. Det begynner med fremstillingen og sliping av uranmalm og strekker fabrikasjon av kjernebrensel. Etter bruk i kraftverk Brenselceller er ofte behandlet for utvinning av uran og plutonium. Til slutt, avslutter syklusen med deponering av atomavfall. Ved hvert trinn i denne syklus kan lekke radioaktivt materiale.

Omtrent halvparten av verdens produksjon av uranmalm kommer fra dagbruddet, den andre halvparten - fra gruvene. Den ble deretter malt i omgifabrikker som produserer store mengder avfall - hundrevis av millioner av tonn. Dette avfallet forblir radioaktivt for millioner av år etter at selskapet stanser sitt arbeid, selv om stråling utslipp er en svært liten brøkdel av naturlige bakgrunnen.

Deretter blir uran omdannes til brensel ved videre behandling og rensing på konsentrere møller. Disse fremgangsmåter fører til luft- og vannforurensning, men de er mye mindre enn i det andre trinn i brenselsyklusen.