Fonts de raigs X. És la font de tub de raigs X de radiació ionitzant?

Al llarg de la història de la vida a organismes terrestres estan constantment exposats als raigs còsmics i els educats en un ambient de radionúclids, i la radiació al llarg de les substàncies d'origen natural. La vida moderna s'ajusta a la totalitat de les característiques i limitacions del medi ambient, entre altres fonts naturals de raigs-X.

Malgrat el fet que els alts nivells de radiació, per descomptat, perjudicial per al cos, alguns tipus de radiació són importants per a la vida. Per exemple, la radiació de fons ha contribuït a la química fonamental i l'evolució biològica. També és obvi el fet que es proporciona la calor de nucli de la Terra i mantingut per la calor de desintegració de la primària, radionúclids naturals.

els raigs còsmics

La radiació d'origen extraterrestre, que bombardegen constantment la Terra, anomenat el còsmic.

El fet que la radiació penetrant cau al nostre planeta des de l'espai exterior, però no d'origen terrestre, va ser trobat en experiments per mesurar la ionització a diferents altituds, des del nivell de la mar fins a 9.000 m. Es va trobar que la intensitat de la radiació ionitzant es va reduir a una alçada de 700 m, i continuar pujant augmentat ràpidament. La disminució inicial es pot atribuir a una disminució en la intensitat dels raigs gamma terrestres i l'augment - còsmica.

fonts de raigs X a l'espai que diuen així:

• galàxies grup;
• galàxies Seyfert;
• el sol;
• estrelles;
• quàsars;
• forats negres;
• romanents de supernova;
• nanes blanques;
• les estrelles fosques i altres.

Evidència de tal radiació, per exemple, és incrementar la intensitat dels raigs còsmics observat en el món, després de bengales. Però la nostra estrella no és un contribuent important al flux total, ja que les seves variacions diàries són molt petites.

Hi ha dos tipus de bigues

Els raigs còsmics estan dividits en primària i secundària. La radiació no interactua amb la matèria en l'atmosfera o litosfera hidrosfera de la Terra, anomenat el primari. Es compon de protons (≈ 85%) i partícules alfa (≈ 14%), amb fluxos (<1%) nuclis més pesats molt més petites. Secundaris raigs X còsmics, les fonts de radiació que - la radiació primària i l'atmosfera consisteixen de partícules subatòmiques com ara pions, muons i electrons. A nivell de la mar, gairebé tota la radiació observada comprèn raigs còsmics secundaris 68% dels que es comptabilitza muons i el 30% - per electrons. Menys d'1% del flux al nivell del mar es compon de protons.

raigs còsmics primaris tendeixen a tenir una tremenda energia cinètica. Ells estan carregats positivament i guanyen energia a causa de l'acceleració dels camps magnètics. En el buit de l'espai partícules carregades poden sobreviure per molt temps, i milions d'anys llum de viatjar. Durant aquest vol, adquireixen gran energia cinètica de l'ordre de 2-30 GeV (1 GeV = ¹⁰ de setembre de eV). Les partícules individuals tenen energies de fins a ¹⁰ oct GeV.

L'alta energia dels raigs còsmics primaris permet que es divideixin, literalment, la col·lisió d'àtoms en l'atmosfera de la terra. Juntament amb neutrons, protons, i partícules subatòmiques poden formar elements més lleugers com ara hidrogen, heli i beril·li. Muons sempre carregades i decauen ràpidament en electrons o positrons.

escut magnètic

La intensitat dels raigs còsmics amb la pujada fortament per arribar a un màxim a uns 20 km. 20 km a la part superior de l'atmosfera (fins a 50 km), la intensitat disminueix.

Aquest patró és degut a l'augment de producció de radiació secundària mitjançant l'augment de la densitat de l'aire. A una altitud de 20 km gran part de la radiació primària ha entrat en la interacció, i la reducció de la intensitat de 20 km fins al nivell del mar reflecteix l'absorció de l'atmosfera bigues secundàries, equivalent a la capa d'aigua al voltant de 10 metres.

La intensitat de la radiació també està relacionada amb la latitud. A la mateixa altitud còsmics de flux augmenta des de l'equador a la latitud 50-60 ° i es manté constant fins als pols. Això és degut a la forma del camp magnètic de la Terra i la distribució de la potència de radiació primària. línies de força magnètica més enllà de l'atmosfera és generalment paral·lel a la superfície de la terra en l'equador i perpendicular als pols. Les partícules carregades es mouen fàcilment al llarg de línies de camp magnètic, però amb dificultat en la superació de la seva direcció transversal. Des dels pols fins a 60 °, pràcticament tota la radiació primària arriba l'atmosfera de la terra, i en l'equador només partícules amb energies superior a 15 GeV, pot penetrar a través de la pantalla magnètica.

Les fonts secundàries dels raigs X

Com a resultat de la interacció dels raigs còsmics amb matèria produïda contínuament una quantitat significativa de radionúclids. La majoria d'ells són fragments, però alguns d'ells estan formats per l'activació d'àtoms estables amb neutrons i muons. producció natural de radionúclids en l'atmosfera correspon a la intensitat de la radiació còsmica en l'altitud i la latitud. Al voltant del 70% d'ells es produeixen en l'estratosfera, i el 30% - a la troposfera.

A excepció d'H-3 i C-14, radionúclids són en general en concentracions molt petites. El triti es dilueix i es barreja amb aigua i H 2, i C-14 es combina amb l'oxigen per formar CO _2, que es barreja amb l'atmosfera de diòxid de carboni. Carbon-14 entra a la planta a través de la fotosíntesi.

la radiació de la Terra

Dels molts radionúclids que va formar la terra, només uns pocs tenen una vida mitjana prou llarga per explicar la seva existència actual. Si el nostre planeta es va formar fa uns 6 milions d'anys que romanguin en quantitats mesurables, requeriria una vida mitjana d'almenys 100 milions d'anys. Dels radionúclids primàries, que encara es troben, tres són els més importants. font de raigs X és un K-40, U-238 i Th-232. L'urani i cadena de desintegració del tori, cada forma productes que són gairebé sempre en presència del isòtop inicial. Encara que molts dels radionúclids descendents són de curta durada, que són comuns en el medi ambient, ja que es forma constantment dels precursors de llarga vida.

Altres fonts de raigs X originals de llarga vida, en fi, estan en concentracions molt baixes. Aquest Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, i així successivament. D. neutrons Forma natural molts altres radionúclids, però la seva concentració és en general bastant baixa. En una cursa de Oklo a Gabon, Àfrica, que es troba evidència de l'existència de "reactor natural" en què es produeixen les reaccions nuclears. L'esgotament de la T-235 i la presència de productes de fissió dins dels dipòsits d'urani rics, mostren que al voltant de 2 mil milions d'anys va tenir lloc de forma espontània desencadenar una reacció en cadena.

Tot i que els radionúclids originals són ubics, la seva concentració depèn de la ubicació. El dipòsit principal de radioactivitat natural és la litosfera. A més, dins de la litosfera que varia considerablement. A vegades s'associa amb certs tipus de compostos i minerals, de vegades - especialment regionalment, amb poca correlació amb els tipus de roques i minerals.

Distribució de radionúclids primaris i els seus productes de desintegració en els ecosistemes naturals depèn de molts factors, incloent les propietats químiques dels núclids, factors físics de l'ecosistema, així com atributs fisiològics i ecològics de la flora i la fauna. Erosió de les roques, el seu principal reservori subministra el sòl U, Th i productes de desintegració K. Th i U també estan prenent part en aquest programa. De K a terra, Ra, T poc, i molt poc Th absorbits per les plantes. Ells utilitzen potassi-40, així com estable i K. Radium, O-238 producte de desintegració, utilitzat per la planta, no pel fet que és un isòtop, i ja que és químicament similar al calci. L'absorció de les plantes d'urani i tori són generalment petites, ja que aquests radionúclids són generalment insoluble.

radó

El més important de totes les fonts d'element de radiació natural és insípid i, gas invisible i inodor, que és 8 vegades més pesat que l'aire, el radó. Es compon de dos isòtops principals - radó-222, un dels productes de la desintegració d'U-238 i radó-220, formades per la descomposició de Th-232.

Roques, terra, plantes, animals emeten radó a l'atmosfera. El gas és un producte de la desintegració del radi, i es produeix en qualsevol material que el conté. Des del radó - gas inert, es pot aïllar superfícies en contacte amb l'atmosfera. La quantitat de radó, que emana d'una massa donada de roca depèn de la quantitat de ràdio i l'àrea superficial. Com més baix sigui la raça, més es pot alliberar el radó. concentració Rn en l'aire prop de materials radiysoderzhaschimi també depèn de la velocitat de l'aire. En els soterranis, coves i mines, que tenen una mala circulació de l'aire, la concentració de radó pot arribar a nivells significatius.

RN es descompon ràpidament i forma una sèrie de radionúclids descendents. Després de la formació de productes de desintegració del radó atmosfèric s'uneixen amb petites partícules de pols, que es diposita a terra i les plantes, i és inhalat pels animals. Rains especialment eficaç purifiquen l'aire dels elements radioactius, però la col·lisió i la deposició de partícules d'aerosol també promou la seva deposició.

En climes temperats, la concentració de radó a l'interior de mitjana al voltant de 5-10 vegades més gran que a l'exterior.

Durant les últimes dècades, l'home "artificialment" produït diversos centenars de radionúclids que acompanyen a la radiació de raigs X fonts, propietats i aplicacions que s'utilitzen en la medicina, militar, la generació d'energia, i instrumentació per a l'exploració minera.

efectes individuals de fonts de radiació artificials varia en gran mesura. La majoria de la gent té un relativament petita dosi de radiació artificial, però alguns - molts milers de vegades la radiació de fonts naturals. fonts artificials es controlen millor que natural.

fonts de raigs X en medicina

L'ús industrial i mèdic, per regla general, només els radionúclids purs, el que simplifica la identificació de formes de escapar-se dels llocs d'emmagatzematge i procés d'eliminació.

aplicacions de radiació en medicina està molt estesa i, potencialment, podrien tenir un impacte significatiu. Això inclou fonts de raigs X utilitzats en medicina per:

• diagnòstics;
• teràpia;
• procediments analítics;
• marcapassos.

Per a ús en diagnòstic com a fonts privades, així com una àmplia varietat de traçadors radioactius. Els establiments de salut solen distingir l'aplicació com radiologia i medicina nuclear.

És el tub de raigs X font de radiació ionitzant? La tomografia computada i la fluoroscòpia - uns procediments de diagnòstic ben coneguts que estan fets amb ella. A més, en radiografia mèdica, hi ha moltes fonts d'aplicacions dels isòtops incloent gamma i beta, i fonts de neutrons experimentals per als casos en les màquines de raigs X són inconvenients, fora de lloc, o pot ser perillós. Des del punt de vista de l'ecologia, la radiació de raigs X no és perillós, sempre que les seves fonts siguin responsables i es rebutgen adequadament. Referent a això, el elements de la història de ràdio, el radó i agulles radiysoderzhaschih compostos luminiscents no són encoratjadores.

fonts de raigs X sobre la base de ⁹⁰ Sr o ¹⁴⁷ Pm s'utilitzen comunament. L'aparició de ²⁵² Cf com un generador de neutrons radiografia de neutrons portàtil àmpliament disponible, encara que, en general, aquest mètode segueix depenent en gran mesura de la disponibilitat dels reactors nuclears.

medicina nuclear

El principal perill de l'impacte ambiental són marcadors de radioisòtops en medicina nuclear i raigs X fonts. Exemples d'efecte indesitjable la següent:

• irradiació del pacient;
• l'exposició del personal de l'hospital;
• irradiació quan el transport de productes farmacèutics radioactius;
• impacte en el procés de fabricació;
• l'impacte dels residus radioactius.

En els últims anys hi ha hagut una tendència a reduir l'exposició dels pacients a través de la introducció d'isòtops de vida curta concentra més activitats i l'ús dels productes més altament localitzades.

Menor vida mitjana redueix la influència de dels residus radioactius ja que la majoria dels elements de llarga vida s'emet a través dels ronyons.

Pel que sembla, l'impacte sobre el medi ambient a través de la xarxa de clavegueram no depèn de si el pacient està a l'hospital o tractar-se de forma ambulatòria. Encara que la major part de les emissions dels elements radioactius és probable que sigui a curt termini, efecte acumulatiu excedeix significativament el nivell de contaminació de totes les plantes d'energia nuclear combinats.

Els radionúclids més comunament utilitzats en la medicina - fonts de raigs X:

• ^99m Tc - escanejar el crani i el cervell, Scan sanguini cerebral, cor, fetge, pulmó, glàndula tiroide, la localització de la placenta;
• ¹³¹ I - sang, exploració del fetge, la localització de la placenta, l'exploració i el tractament de la tiroide;
• ⁵¹ Cr - determinació de la durada de l'existència de cèl·lules vermelles de la sang o el segrest, el volum de sang;
• ⁵⁷ Co - mostra Schilling;
• ³² P - metàstasi en os.

L'ús generalitzat d'anàlisi de la radiació procediments de radioimmunoassaig de l'orina i altres mètodes d'investigació utilitzant compostos orgànics marcats augmentar significativament l'ús d'una preparació líquida de centelleig. solucions orgànics de fòsfor es basen generalment en toluè o xilè, constituir un volum bastant gran de residus orgànics líquids que han de ser eliminats. Processament en forma líquida, és potencialment perillosa i ambientalment inacceptable. Per aquesta raó, es dóna preferència a la incineració de residus.

Des viscut llarg ³ H o ¹⁴ C són fàcilment solubles en el medi ambient, el seu efecte està en el rang normal. No obstant això, l'efecte acumulatiu pot ser substancial.

Un altre ús mèdic de radionúclids - l'ús de bateries de plutoni per poder marcapassos. Milers de persones estan vius avui dia, gràcies al fet que aquests dispositius ajuden a operar els seus cors. Les fonts segellades ²³⁸ Pu (150 GBq) quirúrgicament implantats en pacients.

Industrial radiació de raigs X: fonts, propietats i aplicacions

Medicina - no és l'única àrea en què es va trobar l'ús d'aquesta part de l'espectre electromagnètic. Una gran part de l'entorn de radiació artificials s'utilitzen en radioisòtops industrials i fonts de raigs X. Exemples d'aquesta aplicació:

• radiografia industrial;
• mesurament de la radiació;
• detectors de fum;
• materials auto-lluminós;
• cristal·lografia de raigs X;
• escàners per a la inspecció d'equipatge i equipatge de mà;
• làsers de raigs X;
• sincrotrons;
• ciclotrons.

Atès que la majoria d'aquestes aplicacions impliquen l'ús d'isòtops encapsulats, la irradiació es porta a terme durant el transport, el trasllat, manteniment i utilització.

És la font de tub de raigs X de la radiació ionitzant en la indústria? Sí, s'utilitza en els sistemes de control dels aeroports no destructius, en la investigació de vidre, materials i estructures, inspecció industrial. Durant l'última dècada, la dosi d'exposició a la radiació en la ciència i la indústria han arribat a la meitat del valor d'aquest indicador a la medicina; Per tant, una contribució significativa.

fonts de raigs X encapsulats per si mateixes tenen poc efecte. No obstant això, el seu transport i eliminació alarmant quan es perden o accidentalment llançats a les escombraries. Tals fonts de raigs X generalment es subministren i instal·lat en un discs de doble segellat o cilindres. Les càpsules estan fetes d'acer inoxidable i requereixen una inspecció periòdica per detectar fuites. El reciclatge pot ser un problema. fonts de curta durada poden estalviar i decadència, però fins i tot en aquest cas, han de ser degudament tingut en compte, i el material actiu restant, s'han d'eliminar en una instal·lació autoritzada. Altrament, les càpsules han de ser enviats a institucions especialitzades. El seu gruix determina la mida del material actiu i la part font de raigs X.

Espai d'emmagatzematge fonts de raigs X

Un problema cada vegada més gran és la seguretat de la clausura i descontaminació de zones industrials on s'emmagatzemen materials radioactius en el passat. Bàsicament es va construir prèviament les empreses per al processament de materials nuclears, sinó que ha de ser part d'altres indústries, com ara fàbriques per a la producció de triti signes auto-lluminós.

Un problema especial és la font de vida llarga de baix nivell, que estan àmpliament distribuïts. Per exemple, el ²⁴¹ Am s'utilitza en els detectors de fum. A més de radó és la principal font de raigs X a la llar. Individualment no plantegen cap perill, però un nombre significatiu d'ells pot ser un problema en el futur.

explosions nuclears

Durant els últims 50 anys, cada un va ser sotmès a l'acció de la radiació procedent de la pluja radioactiva causada per les proves d'armes nuclears. Ells van aconseguir el seu màxim en 1954-1958 i 1961-1962 anys.

El 1963, tres països (URSS, Estats Units i Gran Bretanya) van signar un acord sobre una prohibició parcial d'assajos nuclears a l'atmosfera, els oceans i l'espai exterior. Durant les pròximes dues dècades, França i la Xina van dur a terme una sèrie d'assajos molt més petites, que va deixar el 1980. Els assajos subterranis encara s'estan realitzant, però en general no causen la precipitació.

La contaminació radioactiva després de les proves atmosfèriques cauen prop del lloc de l'explosió. En part, romanen a la troposfera i són transportats pel vent a tot el món en la mateixa latitud. A mesura que avancem, cauen a terra, romanent durant al voltant d'un mes en l'aire. Però la millor part és empesa cap a l'estratosfera, on la contaminació es manté durant molts mesos, i va baixar lentament per tot el planeta.

Les conseqüències inclou centenars de radionúclids diferents, però només uns pocs d'ells són capaços d'actuar sobre el cos humà, pel que la seva grandària és molt petit, i el decaïment és ràpida. C-14, Cs-137, Zr-95 i Sr-90 són els més significatius.

Zr-95 té una vida mitjana de 64 dies, i el Cs-137 i Sr-90 - al voltant de 30 anys. Només carboni-14 amb una vida mitjana de 5730 anys es mantindrà actiu en un futur llunyà.

energia nuclear

L'energia nuclear és la més controvertida de totes les fonts artificials de radiació, però té una molt petita donació a l'impacte en la salut humana. Durant el funcionament normal de les instal·lacions nuclears emetre en el medi ambient d'una petita quantitat de radiació. De febrer de 2016, havia 442 reactors nuclears en funcionament civils en 31 països, i un altre 66 estan en construcció. Aquesta és només una part del cicle de producció de combustible nuclear. S'inicia amb la producció i mòlta de mineral d'urani i s'estén la fabricació de combustible nuclear. Després del seu ús en plantes d'energia Les piles de combustible són de vegades es van processar per a la recuperació d'urani i plutoni. Finalment, el cicle acaba amb l'eliminació de residus nuclears. A cada etapa d'aquest cicle podria filtrar-se material radioactiu.

Al voltant de la meitat de la producció mundial de mineral d'urani ve del cel obert, l'altra meitat - de les mines. A continuació, es mol en molins propers que produeixen grans quantitats de residus - centenars de milions de tones. Aquests residus segueix sent radioactiu durant milions d'anys després que l'empresa deté el seu treball, tot i que l'emissió de radiació és una fracció molt petita del fons natural.

A continuació, l'urani es transforma en combustible per processament addicional i la purificació en molins de concentració. Aquests processos condueixen a la contaminació de l'aire i l'aigua, però són molt menys que en altres etapes del cicle del combustible.