X-ray zdroje. Je X-ray zdroj trubica ionizujúceho žiarenia?

Skrz históriu života na Zemi organizmov sú neustále vystavené kozmickými lúčmi a vzdelaný je v atmosfére rádionuklidov a žiarenia skrz prirodzene sa vyskytujúcich látok. Moderný život je nastavená na všetky funkcie a obmedzenia životného prostredia, vrátane prírodných zdrojov röntgenového žiarenia.

Napriek tomu, že vysoká úroveň radiácie, samozrejme, škodlivé pre telo, niektoré druhy žiarenia sú dôležité pre život. Napríklad radiácia prispel k zásadnej chemickej a biologickej evolúcie. Tiež zrejmé, je skutočnosť, že teplo zemského jadra poskytuje a udržiava zvyškového tepla z primárnej, prirodzene sa vyskytujúce rádionuklidy.

kozmické lúče

Žiarenie mimozemského pôvodu, ktorý nepretržite bombardujú Zem, ktorá sa nazýva kozmickej.

Skutočnosť, že prenikajúce žiarenie dopadá na našej planéte od vonkajšieho priestoru, ale nie pozemné pôvodu, bolo zistené pri pokusoch na mieru ionizácie v rôznych výškach, z výške 9000 m. Bolo zistené, že intenzita ionizujúceho žiarenia bola znížená do výšky 700 m, a naďalej stúpať prudko vzrástla. Počiatočná pokles možno pripísať k poklesu intenzity pozemných gama žiarenia a zvýšenie - kozmické.

Zdroje X-ray vo vesmíre, sú nasledujúce:

• skupina galaxie;
• Seyfertových galaxie;
• slnko;
• hviezdy;
• kvazary;
• čiernej diery;
• zvyšky supernov;
• biela prevyšuje;
• tmavé hviezdy a ďalšie.

Dôkaz tohto žiarenia, napríklad, je zvýšiť intenzitu kozmického žiarenia pozorované na svete po vzplanutia. Ale naša hviezda nie je hlavným prispievateľom k celkovému toku, ako by sa jeho denný variácie sú veľmi malé.

Dva typy nosníkov

Kozmické žiarenie sa delí na primárnu a sekundárnu. Žiarenie nespolupracuje s hmotou v ovzduší alebo hydrosféry litosféry Zeme, ktorá sa nazýva primárna. Skladá sa z protónov (≈ 85%) a alfa-častíc (≈ 14%), s oveľa menšími tokmi (<1%), ťažšie jadrá. Sekundárne kozmické röntgenového žiarenia zdroje žiarenia, ktoré - primárne žiarenie a atmosféra sa skladajú z elementárnych častíc, ako pión, mióny a elektróny. Na úrovni hladiny mora, takmer všetky pozorované žiarenia obsahuje sekundárne kozmické lúče 68%, z toho pripadá na mióny a 30% - elektróny. Menej ako 1% prietoku na úrovni hladiny mora sa skladá z protónov.

Primárne kozmické žiarenie mávajú obrovskú kinetickú energiu. Oni sú pozitívne nabité a získať energiu v dôsledku zrýchlenia magnetických polí. Vo vesmírnom vákuu nabité častice môžu prežiť na dlho, a cestovať milióny svetelných rokov. Počas tohto letu, získavajú vysokú kinetickú energiu v poriadku 2-30 GeV (1 GeV = ^10.září eV). Jednotlivé častice majú energie až 10 ¹⁰ GeV.

Vysoká energia primárnych kozmických lúčov, aby mohli doslova rozdeliť kolízii atómov v zemskej atmosfére. Spolu s neutrónmi, protóny a elementárnych častíc môže byť vytvorená ľahší prvky, ako je vodík, hélium, a berýlia. Mióny vždy nabitý a rýchlo sa rozpadajú na elektróny a pozitróny.

magnetický štít

Intenzita kozmického žiarenia s rastom prudko, až dosiahne maximum pri asi 20 km. 20 km na vrchol atmosféry (až do 50 km), intenzita znižuje.

Tento model je v dôsledku zvýšenej produkcie sekundárneho žiarenia zvýšením hustoty vzduchu. Vo výške 20 km veľká časť primárneho žiarenia vstúpila do interakcie, a zníženie intenzity z 20 km na výške odráža vychytávanie sekundárne lúče atmosféry, čo zodpovedá vodnej vrstvy asi 10 metrov.

Intenzita žiarenia sa tiež vzťahuje na zemepisnej šírke. V rovnakej výške kozmických zvyšuje prúdenie od rovníka zemepisnej šírke 50-60 ° a zostáva konštantný až k pólom. To je vzhľadom k tvaru magnetického poľa Zeme a rozdelenie primárneho výkonu žiarenia. Magnetické siločiary za atmosféry je všeobecne rovnobežný s zemskom povrchu na rovníku a kolmo k pólom. Nabité častice ľahko pohybovať pozdĺž magnetických siločiar, ale len s ťažkosťami pri prekonávaní jeho priečnom smere. Od pólov až 60 °, prakticky všetky primárneho žiarenia dosiahne zemskej atmosféry, a na rovníku iba častice s energiou väčšou ako 15 GeV, môže prenikať cez magnetický štít.

Sekundárne zdroje röntgenového žiarenia

V dôsledku interakcie kozmického žiarenia s látkou kontinuálne vyrába veľké množstvo rádionuklidov. Väčšina z nich sú fragmenty, ale niektoré z nich sú vytvorené aktiváciou stabilných atómov s neutrónmi a mióny. Prírodné výroba rádionuklidov v atmosfére zodpovedá intenzite kozmického žiarenia vo výške a šírke. Asi 70% z nich sa vyskytuje v stratosfére, a 30% - v troposfére.

S výnimkou H-3 a C-14, rádionuklidy sú zvyčajne vo veľmi malých koncentráciách. Tritium sa zriedi a zmieša sa s vodou a H 2, a C-14 sa spojí s kyslíkom za vzniku CO _2, ktorý je v zmesi s atmosférou oxidu uhličitého. Uhlík-14 vstupuje do rastliny prostredníctvom fotosyntézy.

žiarenia na Zemi

Z mnohých rádionuklidy, ktoré tvorili na Zemi, len málo z nich je polčas rozpadu dostatočne dlhý, aby vysvetlil svoju súčasnú existenciu. Ak sa naša planéta vznikla pred asi 6 miliardami rokov, ktoré zostávajú v merateľných veličín, by vyžadovalo polčas najmenej 100 miliónov rokov. Z primárnych rádionuklidy, ktoré sa stále nachádzajú tri sú najdôležitejšie. röntgenový zdroj je K-40, U-238 a Th-232. Urán a tórium rozklad reťazca, z ktorých každý tvorí produkty, ktoré sú takmer vždy v prítomnosti pôvodného izotopu. Aj keď mnoho z dcérskych rádionuklidov s krátkym polčasom rozpadu, ktoré sú bežné v prostredí, pretože je neustále tvorený z dlhým polčasom prekurzorov.

Ostatné dlhým polčasom pôvodné zdroje X-ray, stručne povedané, sú vo veľmi nízkych koncentráciách. Tento Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, a tak ďalej. D. Prirodzene sa vyskytujúce neutróny tvoria mnoho iných rádionuklidy, ale ich koncentrácia je zvyčajne veľmi nízka. V kariére Oklo v Gabone, v Afrike, ktorý sa nachádza dôkaz o existencii "prirodzené reaktora", v ktorej sa vyskytujú jadrové reakcie. Vyčerpanie U-235 a prítomnosť štiepnych produktov v bohatých ložísk uránu, ukazujú, že pred asi 2 miliardy rokov tam konal spontánne vyvolať reťazovú reakciu.

Napriek tomu, že pôvodné rádionuklidy sú všadeprítomné, ich koncentrácia závisí od umiestnenia. Hlavným rezervoárom prirodzenej rádioaktivity je lithosphere. Okrem toho, v litosféry sa značne líši. Niekedy je spojená s určitými typmi zlúčenín a minerálov, niekedy - hlavne na regionálnej úrovni, s malou koreláciu s typmi hornín a minerálov.

Rozdelenie základných rádionuklidov a ich dcérskych produktov v prirodzených ekosystémov závisí od mnohých faktorov, vrátane chemických vlastností nuklidov, fyzikálnych faktorov ekosystému, ako aj fyziologické a ekologické vlastnosti flóry a fauny. Zvetrávanie hornín, ich hlavná nádrž zásobuje pôdu U, Th a K. Th a U produktov premeny sú tiež zúčastňujú tohto programu. Pôdy K, Ra, U bit, a veľmi málo Th absorbovaná rastlinami. Využívajú draslíka-40, rovnako ako stabilný a K. rádium, U-238 produkt rozpadu, používaného v elektrárni, a to preto, že je izotop, a pretože je chemicky podobný vápnika. Absorpcie uránu a tória rastliny sú zvyčajne malé, pretože tieto rádionuklidy sú väčšinou nerozpustné.

radón

Najdôležitejšie zo všetkých zdrojov zemného žiarenia prvku je bez chuti a bez zápachu, neviditeľný plyn, ktorý je 8 krát ťažšie ako vzduch, radónu. Skladá sa z dvoch hlavných izotopov - radónu-222, jeden z produktov premeny z U-238 a Radón-220, vytvorených rozpadu Th-232.

Horniny, pôda, rastliny, zvieratá vyžarujú radónu do atmosféry. Plyn je produkt rozpadu rádia, a produkoval v každom materiáli, ktorý ho obsahuje. Vzhľadom k tomu, radón - inertný plyn, môže byť izolovaný povrchy v kontakte s atmosférou. Množstvo radónu, ktorý vychádza z daného množstva horniny, závisí od množstva rádia a plochy povrchu. Čím menšie plemeno, tým viac sa môže uvoľniť radón. Rn koncentrácia vo vzduchu v blízkosti radiysoderzhaschimi materiálov je tiež závislá na rýchlosti vzduchu. V suterénoch, jaskyne a bane, ktoré majú zlý krvný obeh vzduchu, koncentrácia radónu môže dosiahnuť značné úrovne.

Rn rýchlo rozkladá a vytvára rad dcérskych rádionuklidov. Po vzniku atmosférických produktov premeny radónu sú spojené s malými časticami prachu, ktoré sa usadia na pôdu a rastliny, a je inhalovaný zvierat. Dažde zvlášť účinne čistí vzduch z rádioaktívnych prvkov, ale kolízie a ukladanie aerosólových častíc tiež podporuje ich ukladanie.

V miernom podnebí, koncentrácia radónu v interiéri v priemere asi 5-10 krát vyššia ako vonku.

Počas posledných niekoľkých desaťročí, muž "umelo" produkoval niekoľko sto rádionuklidy sprievodných X-ray žiarenie zdroje, vlastnosti a aplikácie, ktoré sa používajú v medicíne, vojenský, elektrickej energie a prístrojového vybavenia pre geologický prieskum.

Jednotlivé účinky umelých zdrojov žiarenia značne líšia. Väčšina ľudí si pomerne malú dávku žiarenia umelého pôvodu, ale niektoré - mnoho tisíckrát žiarenia z prírodných zdrojov. Umelých zdrojov sú lepšie kontrolovať než prirodzené.

Zdroje RTG v medicíne

Priemyselné a lekárske použitie, spravidla iba čisté rádionuklidy, čo zjednodušuje identifikáciu spôsobov, ako k úniku z úložísk a procesu likvidácie.

Aplikácia žiarenia v medicíne je veľmi rozšírená a mohol potenciálne mať významný vplyv. To zahŕňa X-ray zdrojov používaných v medicíne:

• diagnostika;
• terapia;
• analytické postupy;
• stimulácie.

Pre diagnostické použitie ako súkromných zdrojov, rovnako ako širokú škálu rádioaktívnych značkovacích látok. Zdravotnícke zariadenia zvyčajne rozlišujú aplikácie ako rádiológie a nukleárnej medicíny.

Je X-ray trubice zdroj ionizujúceho žiarenia? Počítačová tomografia a skiaskopia - dobre známe diagnostické postupy, ktoré sú vyrobené s ním. Okrem toho, v lekárskej rádiografiu, existuje veľa zdrojov aplikácií izotopové vrátane gama a beta, a experimentálne neutrónových zdrojov pre prípady, keď X-ray stroje sú nevyhovujúce, stratená, alebo môže byť aj nebezpečné. Z hľadiska ekológie, röntgenové žiarenie, nie je nebezpečný, ak jeho zdroje zostávajú zodpovedné a zlikvidovať. V tomto ohľade, príbeh prvky rádium, radónu a ihly radiysoderzhaschih luminiscenčné zlúčeniny nie sú povzbudivé.

Zdroj röntgenového žiarenia na základe ⁹⁰ Sr alebo ¹⁴⁷ Pm bežne používaný. Vznik ²⁵² Cf ako prenosný neutrónového generátora neutrónov röntgenu široko dostupné, hoci všeobecne, táto metóda je stále silne závislá na dostupnosti jadrových reaktorov.

nukleárna medicína

Hlavné nebezpečenstvo vplyvu na životné prostredie sú rádioizotopové značky v nukleárnej medicíne a X-ray zdrojov. Príklady nežiaduci účinok nasledujúce:

• ožiarenia pacienta;
• Expozícia nemocničnému personálu;
• ožiarenia pri preprave rádioaktívnych liekov;
• Vplyv vo výrobnom procese;
• dopad rádioaktívnych odpadov.

V posledných rokoch došlo tendencia k zníženiu expozície pacientov prostredníctvom zavedenia krátkotrvajícími izotopov užšie zamerané činnosti a použitie viacerých vysoko lokalizovaných produktov.

Menšie polčas znižuje vplyv rádioaktívneho odpadu , pretože väčšina z dlhým polčasom prvkov je výstup cez obličky.

Zdá sa, že vplyv na životné prostredie prostredníctvom kanalizácie nezávisí od toho, či je pacient v nemocnici alebo ošetrené ambulantne. Hoci väčšina z emisií rádioaktívnych prvkov, je pravdepodobné, že bude krátkodobý, kumulatívny účinok výrazne prekračuje úroveň znečistenia všetkých jadrových elektrárňach s kombinovaným.

Najčastejšie používané rádionuklidy v medicíne - zdroje X-ray:

• ^99mTc - skenovanie lebky a mozgu, mozgové krvné Scan, srdca, pečene, pľúc, štítnej žľazy, placentárnu lokalizácia;
• ¹³¹ I - krv, pečeň skenovanie, placentárnu lokalizácia, skenovanie a liečenie štítnej žľazy;
• ⁵¹ Cr - stanovenie dobu existencie červených krviniek alebo sekvestrácii, objemu krvi;
• ⁵⁷ Co - Schilling vzorka;
• ³² P - metastatické do kosti.

Široké použitie radioimunotest postupy žiarenia analýzy moču a ďalších výskumných metód s použitím značených organických zlúčenín významne zvýšila použitie kvapalného-scintilačných prípravkov. Organické roztoky fosfor sú zvyčajne založené na toluénu alebo xylénu, predstavujú pomerne veľký objem tekutého organického odpadu, ktorý sa musí likvidovať. Spracovanie v kvapalnej forme, je potenciálne nebezpečné a z hľadiska životného prostredia neprijateľné. Z tohto dôvodu sa dáva prednosť spaľovanie odpadov.

Vzhľadom k tomu, trvanlivý ^{3H nebo14C,} sú ľahko rozpustné v prostredí, ich účinok je v normálnom rozmedzí. Avšak kumulatívny účinok môže byť značné.

Ďalšie lekárske využitie rádionuklidov - využitie plutónia batérií pre kardiostimulátory moci. Tisíce ľudí sú dnes nažive vďaka tomu, že tieto zariadenia pomôžu prevádzkovať svoje srdce. Uzavreté žiariče ²³⁸ Pu (150 GBq) chirurgicky implantovaná do pacienta.

Priemyselné RTG žiarenia: zdroje, vlastnosti a použitie

Medicína - nie je jedinou oblasťou, v ktorej konštatoval, že použitie tejto časti elektromagnetického spektra. Veľká časť umelého žiarenia prostredia, sa používajú v priemyselných rádioizotopov a X-ray zdrojov. Príklady tohto použitia:

• priemyselný röntgen;
• meranie žiarenia;
• detektory dymu;
• svetielkujúcich materiály;
• Röntgenová kryštalografie;
• skenery na kontrolu batožiny a príručnú batožinu;
• X-ray lasery;
• synchrotron;
• cyklotróny.

Pretože väčšina z týchto aplikácií zahŕňajú použitie zapuzdrených izotopov, ožarovanie sa koná v priebehu prepravy, prenosu, údržbu a využitie.

Je X-ray zdroj trubice ionizujúceho žiarenia v priemysle? Áno, to je použité v nedeštruktívnych kontrolných systémov letísk, v krištáľovo výskumu, materiálov a konštrukcií, priemyselnej kontroly. Počas posledných desiatich rokov, sa dávka ožiarenia vo vede a priemysle dosiahli polovicu hodnoty tohto ukazovateľa v medicíne; preto významný príspevok.

Zapuzdrené zdroje X-ray samy o sebe majú len malý vplyv. Ale ich preprava a zneškodňovanie alarmujúce, keď dôjde k strate alebo náhodne hodil do popolnice. Takéto zdroje röntgenového žiarenia sú obvykle dodávané a inštalované v dvojito utesnené diskov alebo valcov. Kapsule sú vyrobené z nerezovej ocele a vyžadujú pravidelnú kontrolu tesnosti. Recyklácia môže byť problém. Krátkodobá zdroje môžu ušetriť aj úpadok, ale ani v tomto prípade by mali byť riadne zohľadnené, a zostávajúce aktívny materiál musí byť zlikvidovaný v licencovanom zariadení. V opačnom prípade kapsule by mali byť zaslané do špecializovaných inštitúcií. Ich hrúbka určuje veľkosť aktívneho materiálu a zdroj röntgenového žiarenia časti.

Úložný priestor zdroje X-ray

Rastúci problém je bezpečné vyradenie z prevádzky a sanácie priemyselných areálov, kde sa rádioaktívne materiály uložené v minulosti. V podstate to skôr postavený podniky na spracovanie jadrových materiálov, ale musí byť súčasťou iných priemyselných odvetviach, ako sú továrne na výrobu svetielkujúcich trícia znamenie.

Osobitným problémom je dlhá-žil zdroje nízkoúrovňové, ktoré sú široko distribuované. Napríklad, ²⁴¹ Am je používaný v detektory dymu. Okrem radónu je hlavný röntgenové zdroje v domácnosti. Jednotlivo nepredstavujú žiadne nebezpečenstvo, ale značná časť z nich môže byť problém do budúcnosti.

jadrové výbuchy

Za posledných 50 rokov, z ktorých každý bol podrobený pôsobeniu žiarenia z rádioaktívneho spadu spôsobenému testovanie jadrových zbraní. Oni vyvrcholila v roku 1954-1958 a 1961-1962 rokov.

V roku 1963, tri krajiny (ZSSR, USA a Veľkej Británie) podpísali dohodu o čiastočnom zákaze jadrových pokusov v atmosfére, oceánoch a vesmíru. Počas nasledujúcich dvoch desaťročí, Francúzsko a Čína vykonala sériu oveľa menších štúdií, ktoré ukončili v roku 1980. Podzemné skúšky sú stále prebieha, ale zvyčajne nespôsobujú zrážanie.

Rádioaktívna kontaminácia po atmosférických testov spadať blízko miesta explózie. V časti, ktoré zostávajú v troposfére a sú nesené vetrom na celom svete v rovnakej šírke. Ako sme sa presťahovať, že spadnú na zem, zostať asi mesiac vo vzduchu. Ale najlepšie časť je tlačená do stratosféry, kde znečistenie zostáva po mnoho mesiacov, a pomaly sa znížil po celej planéte.

Rádioaktívny spád obsahuje stovky rôznych rádionuklidov, ale len málo z nich sú schopní pôsobiť na ľudské telo, takže ich veľkosť je veľmi malá, a rozpad je rýchla. C-14, Cs-137, Zr-95 a Sr-90 sú najvýznamnejšie.

Zr-95 má polčas 64 dní, a Cs-137 a SR-90 - asi 30 rokov. Iba uhlík-14 s polčasom 5730 rokov zostane aktívny v ďalekej budúcnosti.

jadrová energia

Jadrová energia je najkontroverznejší zo všetkých umelých zdrojov žiarenia, ale má veľmi malý príspevok k vplyvu na ľudské zdravie. Pri normálnej prevádzke jadrových zariadení vypúšťajú do prostredia malé množstvo radiácie. Februára 2016, bolo ich tam 442 operačných civilné jadrové reaktory v 31 krajinách, a ďalších 66 je vo výstavbe. To je len časť výrobného cyklu jadrového paliva. Začína s výrobou a brúsenie uránovej rudy a rozširuje zhotovenie jadrového paliva. Po použití v elektrárňach Palivové články sú niekedy spracované pre obnovu uránu a plutónia. A konečne, cyklus končí nakladanie s jadrovým odpadom. V každej fáze tohto cyklu môže dôjsť k úniku rádioaktívneho materiálu.

Približne polovica svetovej produkcie uránovej rudy pochádza z otvorenej jamy, druhá polovica - z baní. To bolo potom melie v okolitých mlynov, ktoré produkujú veľké množstvo odpadu - stovky miliónov ton. Tento odpad zostáva rádioaktívny po milióny rokov potom, čo spoločnosť prestane svoju prácu, aj keď emisie žiarenia je veľmi malý zlomok z prirodzeného pozadia.

Potom sa urán je transformovaný do paliva podľa ďalšieho spracovania a prečistení na sústreďujúci mlyny. Tieto procesy vedú k znečisteniu ovzdušia a vody, ale sú oveľa menej, než v iných fázach palivového cyklu.