Surse de raze X. Este sursa tub de raze X de radiații ionizante?

De-a lungul istoriei vieții pe Pământ organisme sunt în mod constant expuse la razele cosmice și le educați într-o atmosferă de radionuclizi și radiații de-a lungul substanțelor care apar în mod natural. Viața modernă este ajustat la toate caracteristicile și limitările mediului, inclusiv din surse naturale de raze X.

În ciuda faptului că un nivel ridicat de radiații, desigur, nocive pentru organism, unele tipuri de radiații sunt importante pentru viata. De exemplu, radiația de fond a contribuit la chimice fundamentale și evoluția biologică. De asemenea, evident este faptul că căldura miezului Pământului este asigurată și menținută de căldura de degradare primar, radionuclizi în mod natural.

razele cosmice

Radiații de origine extraterestră, care bombardeaza continuu Pământul, numit cosmic.

Faptul că radiația penetrantă cade pe planeta noastră din spațiul cosmic, dar nu de origine terestră, a fost găsit în experimente pentru a măsura ionizarea la diferite altitudini, de la nivelul marii pana la 9000 m. Sa constatat că intensitatea radiației ionizante a fost redusă la o înălțime de 700 m, și continuă să urce crescut rapid. Declinul inițial poate fi atribuită o scădere a intensității razelor gamma terestre și creșterea - cosmică.

surse de raze X în spațiu sunt după cum urmează:

• galaxii de grup;
• galaxii SEYFERT;
• soarele;
• stele;
• quasari;
• găuri negre;
• ramasite de supernove;
• pitice albe;
• stele întunecate și altele.

Dovada unei astfel de radiație, de exemplu, este de a crește intensitatea razelor cosmice observate în lume, după episoadelor acute. Dar vedeta noastră nu este un factor major pentru fluxul total, deoarece variațiile zilnice sunt foarte mici.

Două tipuri de grinzi

Razele cosmice sunt împărțite în primar și secundar. Radiații nu interacționează cu materia în atmosferă sau litosfera hidrosfera a Pământului, numit primar. Se compune din protoni (≈ 85%) și particule alfa (≈ 14%), cu mult mai mici fluxuri (<1%), nuclee mai grele. Razele X cosmice secundare, sursele de radiații care - radiația primară și atmosfera constau din particule subatomice, cum ar fi pionii muonilor și electroni. La nivelul mării, aproape toate radiația observată cuprinde raze cosmice secundare 68% din care este reprezentat muonilor și 30% - de electroni. Mai puțin de 1% din debitul la nivelul mării este format din protoni.

Razele cosmice primare tind să aibă o energie cinetică extraordinară. Ele sunt încărcate pozitiv și să câștige energie datorită accelerării în câmpuri magnetice. În vidul de particule spațiu încărcat poate supraviețui pentru mult timp, și de călătorie de milioane de ani lumină. În timpul acestui zbor, ele dobândesc energie cinetica mare de ordinul a 2-30 GeV (1 GeV = ^{10 septembrie} eV). Particulele individuale au energii de până la 10 ¹⁰ GeV.

Energia mare a razelor cosmice primare le permit să împartă literalmente ciocnirea atomilor în atmosfera terestră. Alături de neutroni, protoni și particule subatomice pot fi formate elemente mai ușoare, cum ar fi hidrogenul, heliu și beriliu. Muonilor încărcat întotdeauna, și se dezintegrează rapid în electroni sau pozitroni.

scut magnetic

Intensitatea razelor cosmice cu creșterea brusc pentru a atinge un maxim la aproximativ 20 km. 20 km la partea superioară a atmosferei (până la 50 km), intensitatea scade.

Acest model se datorează creșterii producției de radiație secundară prin creșterea densității aerului. La o altitudine de 20 km mare parte a radiației primare a intrat în interacțiune, și reducerea intensității de la 20 km la nivelul mării reflectă asimilarea atmosferei grinzilor secundare, echivalent cu strat de apă de aproximativ 10 metri.

Intensitatea radiațiilor este, de asemenea, legată de latitudine. La aceeași altitudine cosmice crește de curgere de la Ecuator la latitudinea 50-60 ° și rămâne constantă până la poli. Acest lucru se datorează formei câmpului magnetic al Pământului și distribuția puterii de radiație primară. Liniile de forță magnetice dincolo de atmosfera este, în general, paralelă cu suprafața pământului la ecuator și perpendicular pe poli. Particulele încărcate se deplaseze cu ușurință de-a lungul liniilor de câmp magnetic, dar cu dificultate în depășirea direcția transversală. De la poli la 60 °, practic, toate radiația primară ajunge atmosfera terestră, iar la ecuator particulele numai cu energii mai mare de 15 GeV, pot pătrunde prin scutul magnetic.

Sursele secundare de raze X

Ca rezultat al interactiunii razelor cosmice cu materia produs în mod continuu o cantitate semnificativă de radionuclizi. Cele mai multe dintre ele sunt fragmente, dar unele dintre ele sunt formate prin activarea atomilor stabile cu neutroni și muonilor. producția naturală de radionuclizi în atmosferă corespunde intensității radiației cosmice la altitudine și latitudine. Aproximativ 70% dintre ele apar în stratosferă, și 30% - în troposferă.

Cu excepția H-3 și C-14, radionuclizi sunt, de obicei, în concentrații foarte mici. Tritiul se diluează și se amestecă cu apă și H2 și C-14 se combină cu oxigenul pentru a forma CO _2, care este amestecat cu o atmosferă de dioxid de carbon. Carbon-14 intră în planta prin intermediul fotosintezei.

radiații a Pământului

Dintre multele radionuclizii care au format Pământul, numai câteva au un timp de înjumătățire suficient de lungă pentru a explica existența lor actuală. Dacă planeta noastră a fost formată în urmă cu aproximativ 6 miliarde de ani, acestea să rămână în cantități măsurabile, ar necesita un timp de înjumătățire de cel puțin 100 de milioane de ani. Dintre radionuclizii primari, care sunt încă găsite, trei sunt cele mai importante. Sursa de raze X este un K-40, U-238 și Th-232. Uraniu și toriu lanț degradare, fiecare produs de formă care sunt aproape întotdeauna în prezența izotopului original. Deși mulți dintre radionuclizilor fiice sunt de scurtă durată, acestea sunt comune în mediul înconjurător, deoarece este format în mod constant din precursorii de lungă durată.

Alte surse de lungă durată cu raze X originale, pe scurt, sunt în concentrații foarte mici. Acest Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, și așa mai departe. D. neutroni produse natural formează mulți alți radionuclizi, dar concentrația lor este de obicei destul de scăzută. Într-o carieră Oklo în Gabon, Africa, situate dovezi ale existenței „reactor natural“ în care au loc reacții nucleare. Epuizarea U-235 și prezența produselor de fisiune în bogate depozite de uraniu, arată că în urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani, nu a avut loc în mod spontan declanșa o reacție în lanț.

În ciuda faptului că radionuclizii originale sunt omniprezente, concentrația lor depinde de locație. Rezervorul principal de radioactivitate naturală este litosfera. Mai mult decât atât, în cadrul litosferei variază considerabil. Uneori este asociat cu anumite tipuri de compuși și minerale, uneori - mai ales la nivel regional, cu puțină corelare cu tipurile de roci și minerale.

Distribuția radionuclizilor primari și produsele lor fiice în ecosistemele naturale depinde de mai mulți factori, inclusiv proprietățile chimice ale nuclidele, factori fizici ai ecosistemului, precum și atribute fiziologice și ecologice ale florei și faunei. Dezagregare a rocilor, rezervor lor principală aprovizionează solul U, Th și K. Th și U produse de descompunere iau parte la acest program. Solului K, Ra, U bit, și foarte puțin Th absorbit de plante. Ei folosesc potasiu 40 precum radiu stabile și K., U-238 produs descompunere, utilizat de planta, nu pentru că este un izotop, iar din punct de vedere chimic este similar cu calciu. Absorbția plantelor de uraniu și toriu sunt de obicei mici, deoarece acești radionuclizi sunt, de obicei insolubile.

radon

Cel mai important dintre toate sursele de element de radiații naturale este fără gust și fără miros de gaz, invizibil, care este de 8 ori mai greu decât aerul, radon. Se compune din doi izotopi principale - radon-222, unul dintre produsele de descompunere ale U-238 și Radon-220, formate prin dezintegrarea Th-232.

Roci, sol, plante, animale emit radon în atmosferă. Gazul este un produs al descompunerii radiu, și produse în orice material pe care îl conține. Deoarece radon - gaz inert, poate fi izolat suprafețele în contact cu atmosfera. Cantitatea de radon, care provine dintr-o masă dată de rocă depinde de cantitatea de radiu și suprafața suprafață. Cat este mai mic rasa, cu atât mai mult se poate elibera de radon. concentrația de Rn în aer în apropierea materialelor radiysoderzhaschimi este de asemenea dependentă de viteză a aerului. În subsoluri, peșteri și mine, care au o circulație slabă a aerului, concentrația de radon poate ajunge la niveluri semnificative.

Rn și formează rapid descompune o serie de radionuclizilor fiice. După formarea produselor radon dezintegrare atmosferice sunt unite cu mici particule de praf, care se depune pe sol și plante, și este inhalat de către animale. Ploi în special purificate eficient aerul din elemente radioactive, dar ciocnirea și depunerea de particule de aerosoli promovează, de asemenea depunerea lor.

În zonele cu climă temperată, concentrația de radon în interior, în medie, de aproximativ 5-10 ori mai mare decât în aer liber.

De-a lungul ultimelor decenii, omul „artificial“ produs de mai multe sute de radionuclizi care însoțesc raze X radiații surse, proprietăți și aplicații care sunt utilizate în medicină, militare, generarea de energie electrică, precum și instrumente pentru explorarea minerale.

Efectele individuale ale surselor de radiații provocate de om variază foarte mult. Cei mai mulți oameni a lua o doză relativ mică de radiații artificiale, dar unele - de multe mii de ori mai mare decât radiația surselor naturale. Sursele generate de om sunt mai bine controlate decat naturale.

surse de raze X în medicină

Utilizarea industrială și medicală, de regulă, numai radionuclizi pur, care simplifică identificarea căilor de scurgere de la siturile de stocare și procesul de eliminare.

cererile de radiații în medicină este larg răspândită și ar putea avea un impact semnificativ. Aceasta include surse de raze X folosite în medicină pentru:

• diagnosticare;
• terapie;
• Proceduri analitice;
• pacing.

Pentru utilizare ca surse de diagnostic private, precum și o largă varietate de trasori radioactivi. Facilitățile de sănătate distinge, de obicei, cererea ca radiologie si medicina nucleara.

Este tubul de raze X sursă de radiații ionizante? Tomografia computerizată și fluoroscopie - un bine-cunoscut proceduri de diagnosticare, care sunt făcute cu ea. Mai mult decât atât, în radiografia medicală, există multe surse , inclusiv aplicatii cu izotopi gamma și beta, precum și surse de neutroni experimentale pentru cazurile în care aparatele cu raze X sunt incomod, deplasate sau pot fi periculoase. Din punct de vedere al ecologiei, radiații cu raze X nu este periculos, atâta timp cât sursele sale rămân responsabile și eliminate în mod corespunzător. În acest sens, elementele de poveste radiu, radon și acele radiysoderzhaschih compuși luminescente nu sunt încurajatoare.

surse de raze X pe baza ⁹⁰ Sr sau ¹⁴⁷ Pm utilizate în mod obișnuit. Apariția ²⁵² Cf ca portabil generator de neutroni cu neutroni radiografiere pus la dispoziție pe scară largă, deși , în general, această metodă este încă foarte dependentă de disponibilitatea reactoarelor nucleare.

medicina nucleara

Principalul pericol al impactului asupra mediului sunt etichete cu radioizotopi in medicina nucleara si X-ray surse. Exemple de efect nedorit următoarele:

• iradiere a pacientului;
• expunerea personalului medical;
• iradiere atunci când transportă produse farmaceutice radioactive;
• impact în procesul de fabricație;
• impactul deșeurilor radioactive.

În ultimii ani, a existat o tendință de a reduce expunerea pacienților prin introducerea de izotopi cu durată scurtă a trăit mai strict concentrat activitățile și utilizarea unor produse mai puternic localizate.

Mai mică de înjumătățire reduce influența deșeurilor radioactive , deoarece majoritatea elementelor de lungă durată este de ieșire prin rinichi.

Aparent, impactul asupra mediului prin sistemul de canalizare nu depinde de faptul dacă pacientul este în spital sau tratate pe o baza in ambulatoriu. Deși majoritatea emisiilor de elemente radioactive este probabil să fie pe termen scurt, efectul cumulat depășește în mod semnificativ nivelul de poluare a tuturor centralelor nucleare combinate.

Cele mai frecvent utilizate radionuclizi în medicină - surse de raze X:

• ^99mTc - scanarea craniului și creierului, scanare cerebrală sânge, inimă, ficat, plămâni, glanda tiroidă, localizarea placentei;
• ¹³¹ I - sânge, scanare a ficatului, localizarea placentei, scanarea și tratarea tiroidei;
• ⁵¹ Cr - determinarea duratei existenței celulelor sanguine roșii sau sechestrarea, volumul de sânge;
• ⁵⁷ Co - proba Schilling;
• ³² P - metastazeaza la oase.

Utilizarea pe scară largă a analizei procedurilor radioimunologică radiații a urinei și a altor metode de cercetare care utilizează compuși organici marcați au crescut în mod semnificativ utilizarea unui preparatelor cu lichid de scintilație. soluții organofosforici se bazează de obicei pe toluen sau xilen, constituie un volum destul de mare de deșeuri organice lichide care trebuie eliminate. Prelucrarea în formă lichidă, este potențial periculos și inacceptabil pentru mediu. Din acest motiv, se preferă incinerarea deșeurilor.

Deoarece trăit lung ³ H sau ¹⁴ C sunt ușor solubile în mediul înconjurător, efectul lor este în intervalul normal. Dar efectul cumulativ poate fi substanțiale.

O altă utilizare medicală a radionuclizilor - utilizarea de baterii cu plutoniu pentru putere stimulatoare cardiace. Mii de oameni sunt în viață astăzi, datorită faptului că aceste dispozitive ajuta operează inimile lor. Pu surse închise ²³⁸ (150 GBq) implantat chirurgical in pacienti.

radiații industriale cu raze X: surse, proprietăți și aplicații

Medicină - nu este singura zonă în care a constatat utilizarea acestei părți a spectrului electromagnetic. O mare parte a mediului de radiații de om sunt utilizate în radioizotopi industriale și surse de raze X. Exemple de această aplicație:

• radiografie industriala;
• măsurarea radiațiilor;
• detectoare de fum;
• materiale auto-luminoasa;
• cristalografie cu raze X;
• scanere pentru inspectarea bagajelor și bagaj de mână;
• lasere cu raze X;
• sincrotroni;
• ciclotroane.

Deoarece cele mai multe dintre aceste aplicații implică utilizarea izotopilor capsulate, iradiere are loc în timpul transportului, transferul, întreținerea și utilizarea.

Este sursa tub de raze X de radiații ionizante în industrie? Da, este utilizat în sistemele de control al aeroportului non-distructive, în cristal de cercetare, materiale și structuri, de inspecție industrială. În ultimul deceniu, doza de expunere la radiatii în știință și industrie au ajuns la jumătate din valoarea acestui indicator în medicină; Prin urmare, o contribuție semnificativă.

surse de raze X incapsulata de ele însele au un efect redus. Dar, transportul și eliminarea alarmantă atunci când acestea sunt pierdute sau accidental aruncate în lada de gunoi. Astfel de surse de raze X sunt de obicei furnizate și instalate într-un dublu-sigilat discuri sau cilindri. Capsulele sunt realizate din oțel inoxidabil și necesită inspecții periodice pentru scurgeri. Reciclarea poate fi o problemă. Surse de scurtă durată poate salva și de degradare, dar chiar și în acest caz, acestea ar trebui să fie luate în mod corespunzător în considerare, iar materialul rămas activ trebuie să fie eliminate într-o instalație autorizată. În caz contrar, capsulele trebuie trimise la instituții specializate. Grosimea lor determină mărimea materialului activ și partea sursă de raze X.

surse de raze X spațiu de stocare

O problemă tot mai mare este dezafectarea în condiții de siguranță și de decontaminare a siturilor industriale în cazul în care materialele radioactive sunt depozitate în trecut. Practic întreprinderile construite anterior pentru procesarea materialelor nucleare, dar trebuie să facă parte din alte industrii, cum ar fi fabrici pentru producerea de semne tritiu auto-luminoasa.

O problemă specială este sursele de viață lungă de nivel scăzut, care sunt distribuite pe scară largă. De exemplu, ²⁴¹ Am este o folosit în detectoare de fum. În plus față de radon este principalele surse de raze X în casă. Individual acestea nu prezintă nici un pericol, dar un număr semnificativ dintre ele poate fi o problemă în viitor.

explozii nucleare

De-a lungul ultimilor 50 de ani, fiecare a fost supus la acțiunea radiațiilor din precipitații radioactive cauzate de testarea armelor nucleare. Ei au atins apogeul în 1954-1958 și 1961-1962 ani.

În 1963, trei țări (URSS, SUA și Marea Britanie) au semnat un acord cu privire la o interdicție parțială privind testele nucleare în atmosferă, oceane și spațiul cosmic. În următoarele două decenii, Franța și China a efectuat o serie de încercări mult mai mici, care a încetat în 1980. Testele subterane sunt încă în curs de realizare, dar de obicei nu provoacă precipitarea.

Contaminarea radioactivă după testele atmosferice cad în apropierea locului exploziei. În parte, acestea rămân în troposferă și sunt transportate de vânt peste tot în lume, la aceeași latitudine. Pe masura ce inaintam, ele cad la pământ, stau timp de aproximativ o lună în aer. Dar cea mai bună parte este împinsă în stratosferă, în cazul în care poluarea rămâne timp de mai multe luni, și a redus încet pe planeta.

Fallout include sute de radionuclizi, dar numai câteva dintre ele sunt în măsură să acționeze asupra organismului uman, astfel încât dimensiunea lor este foarte mică, iar dezintegrarea este rapidă. C-14, Cs-137, Zr-95 și Sr-90 sunt cele mai semnificative.

Zr-95 are un timp de înjumătățire de 64 de zile, iar Cs-137 și Sr-90 - 30 de ani. Numai carbon-14, cu un timp de înjumătățire de 5730 ani va rămâne activ în viitorul îndepărtat.

energie nucleară

Energia nucleară este cel mai controversat dintre toate sursele de om de radiații, dar are o contribuție foarte mică la impactul asupra sănătății umane. În timpul funcționării normale a instalațiilor nucleare emit în mediul înconjurător a unei cantități mici de radiații. În februarie 2016, au existat 442 de reactoare nucleare civile în 31 de țări, și un alt 66 sunt în construcție. Aceasta este doar o parte a ciclului de producție a combustibilului nuclear. Acesta începe cu producerea și măcinarea minereului de uraniu și se extinde fabricarea combustibilului nuclear. După utilizare în centralele electrice de celule de combustibil sunt uneori procesate pentru recuperarea uraniului și de plutoniu. În cele din urmă, ciclul se termină cu eliminarea deșeurilor nucleare. La fiecare etapă a acestui ciclu ar putea prezenta scurgeri de material radioactiv.

Aproximativ jumătate din producția mondială de minereu de uraniu provine din carieră, cealaltă jumătate - de la minele. Acesta a fost apoi măcinat în mori din apropiere, care produc cantități mari de deșeuri - sute de milioane de tone. Aceste deșeuri radioactive rămâne timp de milioane de ani dupa ce compania se opreste activitatea sa, chiar dacă emisia de radiații este o foarte mică parte din fondul natural.

După aceea, uraniul este transformat în combustibil prin prelucrare și purificare ulterioară pe morile de concentrare. Aceste procese duc la poluarea aerului și a apei, dar ele sunt mult mai puțin decât în alte etape ale ciclului combustibilului.