Izvora X-zraka. Je X-ray tube izvor ionizirajućeg zračenja?

Kroz istoriju života na Zemlji organizmi stalno izloženi kosmičkih zraka i obrazovani ih u atmosferi radionuklida, i zračenje tokom prirodno materije. Moderni život je prilagođen sve funkcije i ograničenja životne sredine, uključujući i prirodnih izvora X-zraka.

Uprkos činjenici da je visok nivo radijacije, naravno, štetne za tijelo, neke vrste zračenja su važni za život. Na primjer, pozadinskog zračenja je doprinio osnovnih kemijskih i bioloških evolucije. Također očigledna je činjenica da se daje topline Zemljine jezgre i održava toplotu raspada primarne, javljaju u prirodi radionuklida.

kosmičkih zraka

Zračenje vanzemaljskog porijekla, koji stalno bombarduju Zemlji, koji se zove kosmički.

Činjenica da je prodoran zračenje pada na našoj planeti iz svemira, ali ne i zemaljske porijekla, pronađena je u eksperimentima za mjerenje ionizacije na različitim nadmorskim visinama, od razine mora do 9.000 m. Utvrđeno je da je intenzitet jonizujućeg zračenja je smanjena do visine od 700 m, i nastavi da se penje naglo porastao. Početne pad može se pripisati smanjenju intenziteta zemaljske gama zraka i povećanje - kosmički.

izvora X-zraka u prostoru su kako slijedi:

• grupa galaksija;
• Seyfert galaksija;
• sunce;
• zvezde;
• kvazara;
• crne rupe;
• supernova ostaci;
• belih patuljaka;
• Dark Stars i drugi.

Dokaz takve zračenja, na primjer, da se poveća kosmičke intenzitet zraka zabilježene u svijetu nakon rakete. Ali naša zvijezda nije veliki doprinos ukupnom tok, kao dnevne varijante su vrlo male.

Dvije vrste greda

Kosmički zraci su podijeljeni u primarne i sekundarne. Zračenje ne interakciju sa materijom u atmosferi ili hidrosferi litosferu Zemlje, koji se zove primarni. Sastoji se od protona (≈ 85%) i alfa-čestica (≈ 14%), sa znatno manjim tokovima (<1%) teži jezgre. Srednje kosmički X zraka, izvori zračenja koji - primarni zračenja i atmosfera se sastoji od subatomskih čestica, kao što su pioni, miona i elektrona. Na nivou mora, gotovo sve posmatrane zračenja sastoji se od srednje kosmičkih zraka 68% koji se obračunava miona i 30% - elektronima. Manje od 1% protoka na nivou mora sastoji se od protona.

Primarni kosmički zraci imaju tendenciju da imaju ogromnu kinetičku energiju. Oni su pozitivno nabijene i dobije energije zbog ubrzanja u magnetskim poljima. U vakuumu svemira nabijenih čestica može dugo opstati, i putuje milijune svjetlosnih godina. Tokom ovog leta, oni steći visok kinetičku energiju reda 2-30 GeV (1 GeV = ^10. septembra eV). Pojedinačne čestice imaju energije do 10 ¹⁰ GeV.

Visoka energetska primarnog kosmičkih zraka im omogućiti da doslovno podijeliti sudara atoma u atmosferi Zemlje. Uz neutrona, protona i subatomske čestice mogu formirati lakši elemente kao što su hidrogen, helijum, i berilij. Miona uvek puni, i brzo raspadnu u elektrone ili pozitrona.

magnetski štit

Intenzitet kosmičkih zraka sa porastom oštro da dostigne maksimum na oko 20 km. 20 km do vrha atmosfere (do 50 km), intenzitet opada.

Ovaj obrazac je zbog povećanja proizvodnje sekundarnih zračenja povećanjem gustoće zraka. Na nadmorskoj visini od 20 km veliki dio primarnog zračenja je ušla u interakciju, i smanjenje intenziteta od 20 km do visine odražava unos sekundarnih greda atmosfere, što je ekvivalentno sloj oko 10 metara vode.

Intenzitet zračenja odnosi se i na geografske širine. Na kosmičkom povećava protok istoj nadmorskoj visini od ekvatora do geografske širine 50-60 ° i ostaje konstantan sve do polova. To je zbog oblika magnetskog polja Zemlje i distribuciju primarnog zračenja energije. Magnetna linije sile izvan atmosfera je uglavnom paralelno površini Zemlje na ekvatoru i okomito na polovima. Nabijene čestice lako kreću duž linija magnetnog polja, ali uz teškoće u prevazilaženju poprečnom pravcu. Od polova do 60 °, gotovo sve osnovne zračenja dosegne Zemljinu atmosferu, a na ekvatoru čestica samo energija prelazi 15 GeV, može prodrijeti kroz magnetni štit.

Sekundarnih izvora X-zraka

Kao rezultat interakcije kosmičkih zraka sa materijom neprekidno proizvodi značajnu količinu radionuklida. Većina njih su fragmenata, ali neki od njih se formiraju aktiviranje stabilnih atoma neutronima i miona. Prirodnu proizvodnju radionuklida u atmosferi odgovara intenzitetu kosmičkog zračenja na visini i širine. Oko 70% od njih se pojavljuje u stratosferi, a 30% - u troposferi.

Osim za H-3 i C-14, radionuklidi su obično u vrlo malim koncentracijama. Tricija se razrijediti i pomiješan s vodom i H 2 i C-14 u kombinaciji sa kiseonikom da formira CO _2, koja se meša sa ugljen-dioksid atmosferu. Ugljen-14 ulazi u postrojenje preko fotosinteze.

zračenja na Zemlji

Od mnogih radionuklidi koji su formirali Zemlju, samo nekoliko ima poluživot dovoljno dugo da objasne svoje trenutne postojanje. Ako je nastala naša planeta prije oko 6 milijardi godina, oni da ostanu u mjerljive količine, zahtijevalo bi poluživot od najmanje 100 milijuna godina. Primarne radionuklida, koji se još uvijek nalazi, tri su najvažnije. X-ray izvor je K-40, U-238 i T-232. Urana i torija propadanja lanca, svakom obliku proizvoda koji su gotovo uvijek u prisustvu originalnog izotopa. Iako su mnogi kćer radionuklida su kratkotrajni, oni su česti u okruženju, jer je stalno formira od dugovečne prekursora.

Ostali dugovječni original X-ray izvora, ukratko, su u vrlo niskim koncentracijama. Ovaj RB-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, i tako dalje. D. se javlja u prirodi neutrona čine mnoge druge radionuklida, ali je njihova koncentracija je obično prilično niska. U karijeri OKLO u Gabonu u Africi, nalazi dokaz o postojanju "prirodne reaktora", u kojem se javljaju nuklearne reakcije. Iscrpljivanje U-235 i prisustvo fisije proizvoda u okviru depozita bogate urana, pokazuju da je prije oko 2 milijarde godina, bilo je spontano pokrenuti lančanu reakciju.

Unatoč činjenici da je originalni radionuklida su sveprisutni, njihova koncentracija ovisi o lokaciji. Glavni rezervoar prirodne radioaktivnosti je litosfere. Osim toga, u okviru litosfere to značajno varira. Ponekad se povezuje sa određenim vrstama jedinjenja i minerala, a ponekad - pogotovo regionalno, sa malo korelaciji sa vrstama stijena i minerala.

Distribucija primarnih radionuklida i njihova kćerka proizvode u prirodnim ekosistemima zavisi od mnogo faktora, uključujući i kemijska svojstva nuklida, fizički faktori ekosistema, kao i fizioloških i ekoloških atributa flore i faune. Atmosferske stijena, njihov glavni rezervoar opskrbljuje tlo U, Th i K. Th i U propadanje proizvoda takođe učestvuju u ovom programu. Tla K, Ra, U malo, i vrlo malo Th apsorbira biljaka. Oni koriste kalijum-40, kao i stabilna i K. Radium, U-238 propadanja proizvod, koji koristi biljke, a ne zato što je to izotop, a budući da je hemijski sličan kalcija. Apsorpcija biljaka urana i torija su obično male, jer ovi radionuklidi su obično nerastvorljivo.

radon

Najvažnije od svih izvora prirodni element zračenja je bez ukusa i mirisa, nevidljiv plina, što je 8 puta teži od vazduha, radon. Sastoji se od dva glavna izotopa - radona-222, jedan od produkata raspada U-238 i Radon-220, koju je formirao propadanje Th-232.

Stijene, tlo, biljke, životinje emitiraju radona u atmosferu. Gas je proizvod raspada radijum, i proizvedene u bilo koji materijal koji sadrži. Od radon - inertni gas, može biti izolovani površine u kontaktu sa atmosferom. Iznos od radona, koji izvire iz date mase stijena ovisi o količini radijum i površina. Što je manja rase, više ne može osloboditi radon. RN koncentracija u zraku u blizini radiysoderzhaschimi materijala zavisi i od brzine vazduha. U podrumima, pećina i rudnika, koji imaju slabu cirkulaciju zraka, koncentracija radona može doći do značajnog nivoa.

RN brzo razlaže i formira niz kćeri radionuklida. Nakon formiranja atmosferskog radona propadanja proizvoda pridružio se uz sitne čestice prašine, koji slegne na tlu i biljke, i udahnu životinja. Kiše naročito efikasno pročišćava zrak iz radioaktivnih elemenata, ali je sudar i taloženje čestica aerosola također promovira njihove taloženje.

U umjerenim klimama, koncentracija radona u zatvorenom prostoru u prosjeku oko 5-10 puta veći nego na otvorenom.

U proteklih nekoliko desetljeća, čovjek "umjetno" je proizvela nekoliko stotina radionuklida pratećim X-ray zračenja izvora, svojstva i aplikacije koje se koriste u medicini, vojsci, električne energije, i instrumentacije za mineralna istraživanja.

Individualni efekti vještačkih izvora zračenja značajno varira. Većina ljudi se relativno malu dozu umjetne radijacije, ali neki - mnogo tisuća puta zračenja prirodnih izvora. Man-made izvora bolje pod kontrolom nego prirodni.

izvora X-zraka u medicini

Industrijske i medicinske svrhe, kao po pravilu, samo čiste radionuklida, što pojednostavljuje identifikaciju načina da se cure iz skladištenja i procesa uklanjanja.

zračenje aplikacije u medicini je široko rasprostranjena i potencijalno može imati značajan utjecaj. To uključuje izvora X-zraka se koristi u medicini za:

• dijagnostika;
• terapija;
• analitičke procedure;
• pejsing.

Za dijagnostičke upotrebu kao privatnih izvora, kao i širok spektar radioaktivnu supstancu. Zdravstvene ustanove obično razlikuju aplikacija kao radiologije i nuklearne medicine.

Je X-ray tube izvor ionizirajućeg zračenja? Kompjuterizirana tomografija i fluoroskopije - poznati dijagnostičke postupke koji su napravljeni s njim. Osim toga, u medicinskim radiografiju, postoje mnogi izvori aplikacija izotopa, uključujući gama i beta, i eksperimentalnih izvora neutrona za slučajeve u kojima rendgen aparata su nezgodno, pogrešno, ili može biti opasno. Sa aspekta ekologije, X-ray zračenje nije opasno dok izvori ostaju odgovorne i zbrinuti na odgovarajući način. U tom smislu, priča elemente radijum, radon i igle radiysoderzhaschih svjetlećim spojevi nisu ohrabrujući.

izvora X-zraka na osnovu ⁹⁰ Sr ili ¹⁴⁷ Pm najčešće koriste. Pojava ²⁵² Cf kao prijenosni generator neutrona neutrona radiografiju široko dostupna, iako u cjelini, ova metoda je još uvijek u velikoj mjeri ovisi o dostupnosti nuklearnih reaktora.

nuklearne medicine

Glavna opasnost od utjecaja na okoliš su radioizotopa etikete u nuklearnoj medicini i X-ray izvora. Primjeri neželjeni efekt sljedeće:

• ozračivanje pacijenta;
• izloženost bolničkog osoblja;
• zračenje prilikom transporta radioaktivnog Pharmaceuticals;
• utjecaj u procesu proizvodnje;
• utjecaj radioaktivnog otpada.

U posljednjih nekoliko godina došlo je tendencija da se smanji izloženost pacijenata kroz uvođenje kratkotrajnih izotopa više usko fokusirane aktivnosti i korištenje više visoko lokaliziranih proizvoda.

Manji poluraspada smanjuje utjecaj radioaktivnog otpada jer je većina dugovečnih elemenata je izlaz kroz bubrege.

Navodno, utjecaj na okoliš kroz kanalizaciju ne zavisi od toga da li je pacijent u bolnici ili tretirati na ambulantno. Iako je većina emisija radioaktivnih elemenata će vjerovatno biti kratkoročni, kumulativni efekt značajno premašuje razinu zagađenja svih nuklearnih elektrana u kombinaciji.

Najčešće se koristi radionuklida u medicini - rendgen izvora:

• ^99m Tc - skeniranje lubanje i mozga, štitne žlijezde placente lokalizacije cerebralne krvi skeniranja, srca, jetre, pluća,;
• ¹³¹ I - krv, skeniranje jetre, placente lokalizacije, skeniranje i liječenje štitnjače;
• ⁵¹ Cr - određivanje trajanja postojanja crvenih krvnih zrnaca ili sekvestracija, volumen krvi;
• ⁵⁷ Co - Schilling uzorka;
• ³² P - metastazirao na kosti.

Široku upotrebu procedure radioimunoeseja zračenja analiza drugih istraživačkih metoda koristi označen organskih spojeva urina i značajno povećana upotreba tečnog-scintilacioni pripreme. Organske otopine fosfor se obično zasnivaju na toluen ili ksilen, čine prilično velike količine tekućine organskog otpada koji mora biti odložen. Obrada u tekućem obliku, je potencijalno opasan i ekološki neprihvatljivo. Iz tog razloga, prednost se daje spaljivanje otpada.

Od dugo živjeli ³ H ili ¹⁴ C su lako topiv u okruženju, njihov uticaj je u granicama normale. Ali kumulativni efekt može biti značajan.

Još jedna medicinske svrhe radionuklida - korištenje plutonija baterija za pejsmejkera moći. Hiljade ljudi danas živi zahvaljujući činjenici da su ovi uređaji pomažu rade njihova srca. Zatvorenih izvora ²³⁸ Pu (150 GBq) hirurški ugrađuju u pacijenata.

Industrijski X-ray zračenja: izvori, osobine i primena

Medicina - nije jedino područje u kojoj je utvrđeno korištenje ovog dijela elektromagnetskog spektra. Veliki dio zračenja okoliš veštačkih se koriste u industrijskim radioizotopa i izvora X-zraka. Primjeri ove aplikacije:

• industrijska radiografija;
• mjerenje zračenja;
• detektori dima;
• samosvjetleći materijala;
• X-ray kristalografije;
• skenera za inspekciju prtljaga i nositi prtljagu;
• X-ray lasera;
• synchrotrons;
• ciklotroni.

Budući da je većina od tih aplikacija uključuju upotrebu oklopljenog izotopa, zračenje se odvija u toku transport, transfer, održavanje i korišćenje.

Je X-ray tube izvor ionizirajućeg zračenja u industriji? Da, to se koristi u ne-destruktivne sistemi kontrole zračne luke, u kristalno istraživanja, materijala i konstrukcija, industrijski inspekcije. U proteklih deset godina, doza izloženosti radijaciji u nauci i industriji su dostigli polovinu vrijednosti ovog pokazatelja u medicini; Zbog toga, značajan doprinos.

Inkapsulirani izvora X-ray sami imaju malo efekta. Ali njihov transport i odlaganje alarmantno kada su izgubili ili slučajno bačen u kantu za smeće. Takvi izvori X-zraka se obično isporučuje i instalira na dvostruko zapečaćena diskove ili cilindara. Kapsule su izrađene od nehrđajućeg čelika i zahtijeva periodični pregledi za curenje. Recikliranje može biti problem. Kratkotrajni izvori mogu spasiti i propadanja, ali ni u ovom slučaju, treba ih uzeti u obzir, a preostali aktivni materijal mora biti odložen u licenciranim objektu. U suprotnom, kapsule treba poslati u specijalizirane institucije. Njihova debljina određuje veličinu aktivnog materijala i X-ray izvor deo.

Skladišni prostor X-ray izvora

Sve veći problem je sigurno razgradnju i dekontaminaciju industrijskih postrojenja u kojima se radioaktivni materijali pohranjeni u prošlosti. U osnovi, to je prethodno izgrađena preduzeća za preradu nuklearnih materijala, već mora biti dio druge industrije, kao što su fabrike za proizvodnju samosvjetleći tricij znakova.

Poseban problem je dugo živio izvora niskog nivoa, koji su široko rasprostranjena. Na primjer, ²⁴¹ Am se koristi u detektora dima. Osim radona je glavni izvor X-zraka u kući. Pojedinačno oni ne predstavljaju nikakvu opasnost, ali značajan broj njih može biti problem u budućnosti.

nuklearne eksplozije

U proteklih 50 godina, svaki je bio izložen djelovanju zračenja radioaktivne padavine uzrokovane testiranja nuklearnog oružja. Oni vrhunac u 1954-1958 i 1961-1962 godina.

Godine 1963., tri zemlje (SSSR-a, SAD-a i Velike Britanije) potpisali su sporazum o djelomičnu zabranu nuklearne probe u atmosferi, oceanima i svemira. Tokom naredne dve decenije, Francuskoj i Kini proveo niz mnogo manji suđenja, koja je prestala 1980. godine Underground testovima se i dalje vodi, ali oni obično ne uzrokuju padavina.

Radioaktivne kontaminacije nakon atmosferskih testiranja pasti u blizini mjesta eksplozije. U dijelu, oni ostaju u troposferi i nose vetar širom svijeta na istoj geografskoj širini. Kako se krećemo, padnu na zemlju, ostati oko mjesec dana u zraku. Ali najbolji dio je gurnut u stratosferu, gdje zagađenje ostaje za nekoliko mjeseci, i polako spustio širom planete.

Posljedice uključuje stotine različitih radionuklida, ali samo nekoliko njih su u stanju da djeluje na ljudski organizam, tako da je njihova veličina je vrlo mala, a propadanje je brza. C-14, Cs-137, ZR-95 i Sr-90 su najznačajniji.

ZR-95 ima poluživot od 64 dana, a Cs-137 i Sr-90 - oko 30 godina. Samo ugljen-14 sa pola života 5730 godina će ostati aktivan u dalekoj budućnosti.

nuklearna energija

Nuklearna energija je najkontroverzniji od svih izvora čovjek-made zračenja, ali ima vrlo mali doprinos uticaj na ljudsko zdravlje. Tokom normalnog rada nuklearnih postrojenja emitiraju u okoliš male količine zračenja. Februara 2016. godine, bilo je 442 radi civilnog nuklearnog reaktora u 31 zemalja, a još 66 su u izgradnji. Ovo je samo dio proizvodnog ciklusa nuklearnog goriva. Počinje sa proizvodnjom i brušenje rude urana i proširuje proizvodnju nuklearnog goriva. Nakon upotrebe u termoelektranama Gorive ćelije se ponekad obrađuju za oporavak urana i plutonija. Konačno, ciklus završava sa odlaganjem nuklearnog otpada. U svakoj fazi ovog ciklusa moglo doći do curenja radioaktivnog materijala.

Oko pola svjetske proizvodnje rude urana dolazi iz kopa, a druga polovina - iz rudnika. Tada je prizemlje u najbližoj mlinovima koje proizvode velike količine otpada - stotine miliona tona. Ovaj otpad ostaje radioaktivni milionima godina nakon što je kompanija prestane svoj rad, iako je emisija zračenja je vrlo mali dio prirodnog porijekla.

Nakon toga, uranijum se pretvara u gorivo daljnju obradu i pročišćavanje na koncentracijom mlinova. Ovi procesi dovode do zagađenja zraka i vode, ali su mnogo manje nego u drugim fazama ciklusa goriva.