X-straal-bronne. Is die X-straalbuis bron van ioniserende bestraling?

Dwarsdeur die geskiedenis van lewe op aarde organismes is voortdurend blootgestel aan kosmiese strale en opgevoed hulle in 'n atmosfeer van radionukliede, en bestraling regoor die natuurlike stowwe. Moderne lewe is aangepas om die al die funksies en beperkinge van die omgewing, insluitend deur natuurlike bronne van X-strale.

Ten spyte van die feit dat hoë vlakke van bestraling, natuurlik, skadelik vir die liggaam, 'n paar tipes bestraling is belangrik vir die lewe. Byvoorbeeld, het die agtergrondstraling bygedra tot die chemiese en biologiese evolusie. Ook voor die hand liggend is die feit dat die hitte van die Aarde se kern word en in stand gehou word deur die verval hitte van die primêre, natuurlike radionukliede.

kosmiese strale

Bestraling van die buitenste ruim oorsprong, wat voortdurend bombardeer die aarde, bekend as die kosmiese.

Die feit dat die indringende bestraling val op ons planeet uit die buitenste ruimte, maar nie van aardse oorsprong, is gevind in eksperimente om die ionisasie op verskillende hoogtes, vanaf seevlak meet aan 9.000 m. Daar is bevind dat die intensiteit van die ioniserende bestraling is verminder tot 'n hoogte van 700 m, en voortgaan om te klim vinnig toegeneem. Die aanvanklike daling kan toegeskryf word aan 'n afname in die intensiteit van aardse gammastrale en die toename - kosmiese.

X-straal-bronne in die ruimte is soos volg:

• groep sterrestelsels;
• Seyferts sterrestelsels;
• die son;
• sterre;
• kwasars;
• swart gate;
• supernova oorblyfsels;
• wit dwerge;
• donker sterre en ander.

Bewyse van sodanige bestraling, byvoorbeeld, is die kosmiese strale intensiteit waargeneem in die wêreld na fakkels verhoog. Maar ons ster is nie 'n groot bydraer tot die totale vloed, as sy daaglikse variasies is baie klein.

Twee tipes balke

Kosmiese strale word verdeel in primêre en sekondêre. Bestraling nie interaksie met materie in die atmosfeer of hidrosfeer litosfeer van die aarde, bekend as die primêre. Dit bestaan uit protone (≈ 85%) en alfa-deeltjies (≈ 14%), met veel kleiner vloei (<1%) swaarder kerne. Sekondêre kosmiese X-strale, bestraling bronne wat - die primêre bestraling en die atmosfeer bestaan uit subatomiese deeltjies soos pions, muons en elektrone. By seevlak, byna almal van die waargeneem bestraling bestaan sekondêre kosmiese strale, wat 68% tot 30% muons en het - op die elektrone. Minder as 1% van die vloei by seevlak bestaan uit protone.

Primêre kosmiese strale is geneig om geweldige kinetiese energie hê. Hulle is positief gelaai en energie te kry as gevolg van versnelling in magnetiese velde. In die vakuum van die ruimte gelaaide deeltjies kan oorleef vir 'n lang, en reis miljoene ligjare. Tydens hierdie vlug, hulle verkry hoë kinetiese energie van die orde van 2-30 GeV (1 GeV = September ¹⁰ eV). Individuele deeltjies het energie tot 10 ¹⁰ GeV.

Die hoë energie van die primêre kosmiese strale in staat stel om letterlik verdeel die botsing van atome in die aarde se atmosfeer. Saam met neutrone, protone, en subatomiese deeltjies gevorm kan word ligter elemente soos waterstof, helium en berillium. Muons altyd aangekla, en vinnig verval in elektrone of positrone.

magnetiese skild

Die intensiteit van kosmiese strale met die opkoms skerp tot 'n maksimum bereik by sowat 20 km. 20 km na die top van die atmosfeer (tot 50 km), die intensiteit afneem.

Hierdie patroon is te danke aan verhoogde produksie van sekondêre bestraling deur die verhoging van die lug digtheid. Op 'n hoogte van 20 km groot gedeelte van die primêre bestraling is reeds in betrokkenheid binnegedring en intensiteit vermindering van 20 km na seevlak weerspieël die opname van sekondêre balke atmosfeer, gelykstaande aan sowat 10 meter water laag.

Die intensiteit bestraling is ook verwant aan breedtegraad. Op dieselfde hoogte kosmiese vloei toeneem vanaf die ewenaar na 50-60 ° breedtegraad en bly konstant tot die pale. Dit is te danke aan die vorm van die magnetiese veld van die aarde en die verspreiding van die primêre krag bestraling. Magnetiese lyne van krag buite die atmosfeer is oor die algemeen parallel met die aarde se oppervlak by die ewenaar en loodreg op die pale. Gelaaide deeltjies maklik beweeg magnetiese veldlyne, maar met moeite in die oorwinning van sy dwars rigting. Van die pale tot 60 °, feitlik al die primêre bestraling bereik die aarde se atmosfeer, en by die ewenaar net deeltjies met energie van meer as 15 GeV, kan dring deur die magnetiese skild.

Sekondêre bronne van X-strale

As gevolg van die interaksie van kosmiese strale met materie voortdurend geproduseer 'n beduidende bedrag van radionukliede. Die meeste van hulle is fragmente, maar sommige van hulle is gevorm deur die oopmaak van 'n stabiele atome met neutrone of muons. Natuurlike produksie van radionukliede in die atmosfeer ooreenstem met die intensiteit van kosmiese bestraling op hoogte bo seespieël en breedtegraad. Sowat 70% van hulle voorkom in die stratosfeer, en 30% - in die troposfeer.

Behalwe vir H-3 en C-14, radionukliede is gewoonlik baie klein konsentrasies. Tritium verdun en gemeng met water en H 2, en C-14 verbind met suurstof om CO _2, wat gemeng met koolstofdioksied atmosfeer te vorm. Koolstof-14 gaan die plant deur middel van fotosintese.

bestraling van die Aarde

Van die baie radionukliede wat die aarde gevorm, slegs 'n paar het 'n halfleeftyd lank genoeg om hul huidige bestaan te verduidelik. As ons planeet ongeveer 6 miljard jaar gelede gevorm is, het hulle in meetbare hoeveelhede bly, sou 'n half-lewe van ten minste 100 miljoen jaar benodig. Van die primêre radionukliede, wat nog gevind word, drie is die belangrikste. X-straal bron is 'n K-40, U-238 en Th-232. Uraan en torium verval ketting, elke vorm produkte wat byna altyd in die teenwoordigheid van die oorspronklike isotope. Hoewel baie van die dogter radionukliede is van korte duur, hulle is algemeen in die omgewing, want dit voortdurend gevorm uit die lang duur voorlopers.

Ander langlewende oorspronklike X-straal-bronne, in kort, is in baie lae konsentrasies. Dit Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, en so aan. D. natuurlik voorkom neutrone vorm baie ander radionukliede, maar hul konsentrasie is gewoonlik baie laag. In 'n loopbaan Oklo in Gaboen, Afrika, geleë bewyse van die bestaan van "natuurlike reaktor" waarin kernreaksies ontstaan. Uitputting van U-235 en die teenwoordigheid van fissieprodukte binne die ryk uraanneerslae, toon dat ongeveer 2 miljard jaar gelede, daar plaasgevind het spontaan aktiveer 'n kettingreaksie.

Ten spyte van die feit dat die oorspronklike radionukliede is alomteenwoordige, hul konsentrasie is afhanklik van die plek. Die belangrikste reservoir van natuurlike radioaktiwiteit is die litosfeer. Verder in die litosfeer dit verskil aansienlik. Soms is dit is wat verband hou met sekere tipes verbindings en minerale, soms - veral op streeksvlak, met min korrelasie met die tipes gesteentes en minerale.

Verspreiding van primêre radionukliede en hul dogter produkte in natuurlike ekosisteme is afhanklik van baie faktore, insluitend die chemiese eienskappe van die nukliede, fisiese faktore van die ekosisteem, asook fisiologiese en ekologiese eienskappe van fauna en flora. Verwering van rotse, hul belangrikste reservoir voorsien die grond U, Th en K. de en U verval produkte word ook deel te neem aan hierdie program. Van grond K, Ra, U bietjie, en baie min Do deur plante geabsorbeer. Hulle gebruik kalium-40 sowel as stabiele en K. Radium, U-238 vervalproduk, wat gebruik word deur die plant, nie, want dit is 'n isotoop, en aangesien dit chemies soortgelyk aan kalsium. Opname van plante uraan en torium is gewoonlik klein, aangesien hierdie radionukliede is gewoonlik onoplosbaar.

radon

Belangrikste van al die bronne van natuurlike bestraling element is smaakloos en reukloos, onsigbare gas, wat is 8 keer swaarder as lug, radon. Dit bestaan uit twee hoof isotope - radon-222, een van die verval produkte van U-238 en Radon-220, wat gevorm word deur die verval van Th-232.

Rotse, grond, plante, diere uitstraal radon in die atmosfeer. Die gas is 'n produk van die verval van radium, en wat in enige materiaal wat dit bevat. Sedert radon - inerte gas, kan dit geïsoleer oppervlaktes in kontak met die atmosfeer. Die bedrag van radon, wat spruit uit 'n gegewe massa van rock hang af van die bedrag van radium en oppervlakte. Hoe kleiner die ras, hoe meer dit kan radon vrystel. Rn konsentrasie in die lug naby radiysoderzhaschimi materiaal is ook afhanklik van lug snelheid. In kelders, grotte en myne, wat 'n swak lugsirkulasie het, kan die konsentrasie van radon beduidende vlakke te bereik.

RN vinnig ontbind en vorm 'n reeks van dogter radionukliede. Na die vorming van atmosferiese radon vervalprodukte verbind met 'n klein deeltjies van stof, wat lê op die grond en plante, en word ingeasem deur die diere. Reën veral effektief gesuiwer lug uit radioaktiewe elemente, maar die botsing en afsetting van aerosol deeltjies bevorder ook hul neerslag.

In gematigde klimaat, die konsentrasie van radon binnenshuis gemiddeld ongeveer 5-10 keer hoër as in die buitelug.

Oor die afgelope paar dekades, die man "kunsmatig" geproduseer paar honderd radionukliede gepaardgaande X-straal-bestraling bronne, eienskappe en toepassings wat gebruik word in medisyne, militêre, kragopwekking, en instrumentasie vir minerale eksplorasie.

Individuele effekte van mensgemaakte bestraling bronne wissel baie. Die meeste mense kry 'n relatief klein dosis van kunsmatige bestraling, maar 'n paar - baie duisend keer die bestraling van natuurlike bronne. Mensgemaakte bronne beter beheer as natuurlike.

X-straal-bronne in medisyne

Die industriële en mediese gebruik, as 'n reël, net suiwer radionukliede, wat die identifisering van maniere om te lek uit opslagplekke en beskikking proses vergemaklik.

bestraling aansoeke in medisyne is wydverspreid en kan potensieel 'n beduidende impak. Dit sluit X-straal-bronne wat in medisyne vir:

• diagnose;
• terapie;
• analitiese prosedures;
• pacing.

Vir diagnostiese gebruik as private bronne, sowel as 'n wye verskeidenheid van radioaktiewe tracers. Gesondheidsfasiliteite onderskei gewoonlik die aansoek soos radiologie en kerngeneeskunde.

Is die X-straalbuis bron van ioniserende bestraling? Tomografie en fluoroskopie - 'n bekende diagnostiese prosedures wat gemaak word met dit. Verder in mediese radiografie, daar is baie programme isotoop bronne insluitend gamma en beta, en eksperimentele neutron bronne vir gevalle waar X-straalmasjiene is ongerieflik, misplaas, of kan gevaarlik wees. Van die oogpunt van die ekologie, X-straal-bestraling is nie gevaarlik solank sy bronne verantwoordelik en weggedoen word behoorlik bly. In hierdie verband, die storie-elemente radium, radon en naalde radiysoderzhaschih liggewende verbindings word nie bemoedigend nie.

X-straal-bronne op die basis van ⁹⁰ Sr of ¹⁴⁷ Pm wat algemeen gebruik word. Die opkoms van ²⁵² Cf as 'n draagbare neutron kragopwekker neutron radiografie gemaak wyd beskikbaar, hoewel dit in die algemeen, hierdie metode is nog baie afhanklik van die beskikbaarheid van kernreaktore.

kerngeneeskunde

Die grootste gevaar van die omgewingsimpak is radio etikette in kerngeneeskunde en X-straal-bronne. Voorbeelde ongewenste effek van die volgende:

• bestraling van die pasiënt;
• bestraling van die hospitaalpersoneel,
• bestraling wanneer die vervoer van radioaktiewe farmaseutiese;
• impak in die vervaardigingsproses;
• die impak van radioaktiewe afval.

In onlangse jare het daar 'n neiging om die blootstelling van pasiënte deur die bekendstelling van korte duur isotope verminder meer eng gefokus aktiwiteite en die gebruik van meer hoogs gelokaliseerde produkte.

Kleiner halfleeftyd verminder die invloed van radioaktiewe afval , aangesien die meeste van die langlewende elemente is uitset deur die niere.

Dit wil voorkom asof die impak op die omgewing deur die rioolstelsel nie afhang van die vraag of die pasiënt in 'n hospitaal of ambulante behandel. Hoewel die meeste van die uitstoot van radioaktiewe elemente is geneig om kort termyn wees, kumulatiewe effek aansienlik groter is as die vlak van besoedeling van alle kernkragsentrales gekombineer.

Die mees algemeen gebruikte radionukliede in medisyne - X-straal-bronne:

• ^99m Tc - skandering van die skedel en die brein, serebrale bloed Scan, hart, lewer, long, skildklier, plasentale lokalisering;
• ¹³¹ I - bloed, lewer scan, plasentale lokalisering, skandering en behandeling van skildklier;
• ⁵¹ Kr - bepaling van die duur van die bestaan van rooibloedselle of sekwestrasie, bloedvolume;
• ⁵⁷ Co - Schilling monster;
• ³² P - metastasized aan been.

Wydverspreide gebruik van radioimmunoassay prosedures bestraling ontleding van urine en ander navorsingsmetodes met behulp van benoemde organiese verbindings aansienlik toegeneem die gebruik van 'n vloeistof-sintillasie voorbereidings. Organiese fosfaat oplossings word gewoonlik gebaseer op tolueen of xileen, vorm 'n redelike groot volume van vloeistof organiese afval wat moet afgehandel word. Verwerking in vloeibare vorm, is potensieel gevaarlik en omgewingsvriendelike onaanvaarbaar. Om hierdie rede, is voorkeur gegee aan verbranding mors.

Sedert lank duur ³ H of ¹⁴ C is geredelik oplosbaar in die omgewing, die uitwerking daarvan is in die normale omvang. Maar die kumulatiewe effek kan aansienlik wees.

Nog 'n mediese gebruik van radionukliede - die gebruik van plutonium batterye vir pasaangeërs krag. Duisende mense in die lewe vandag te danke aan die feit dat hierdie toestelle help bedryf hul harte. Verseël bronne ²³⁸ Pu (150 GBq) chirurgies ingeplant in pasiënte.

Industriële X-straal-bestraling: bronne, eienskappe en toepassings

Medisyne - is nie die enigste gebied waar bevind die gebruik van hierdie deel van die elektromagnetiese spektrum. 'N Groot deel van die mensgemaakte bestraling omgewing gebruik word in industriële radioisotope en X-straal-bronne. Voorbeelde van hierdie aansoek:

• industriële radiografie;
• bestraling meet;
• rookverklikkers;
• self-lig materiaal;
• X-straal-kristallografie;
• skandeerders vir inspeksie bagasie en dra-op bagasie;
• X-straal-lasers;
• synchrotrons;
• cyclotrons.

Aangesien die meeste van hierdie aansoeke behels die gebruik van saamgevat isotope, bestraling vind plaas tydens die vervoer, oordrag, instandhouding en benutting.

Is die X-straalbuis bron van ioniserende straling in bedryf? Ja, is dit gebruik in 'n nie-vernietigende beheer lughawe stelsels, in kristal navorsing, materiale en strukture, industriële inspeksie. Oor die afgelope dekade, het die dosis van blootstelling aan bestraling in die wetenskap en die nywerheid die helfte van die waarde van hierdie aanwyser in medisyne bereik; dus 'n beduidende bydrae.

Vervat X-straal-bronne deur hulself het min effek. Maar hulle vervoer en verkoop kommerwekkend wanneer hulle verloor of per ongeluk gegooi word in die asblik. Soos X-straal-bronne word gewoonlik voorsien en in 'n dubbel-verseël skyfies of silinders geïnstalleer. Die kapsules gemaak van vlekvrye staal en vereis periodieke inspeksie vir lekkasies. Herwinning kan 'n probleem wees. Korte duur bronne kan red en verval, maar selfs in hierdie geval, hulle moet behoorlik in ag geneem word, en die res van die aktiewe materiaal moet weggedoen word in 'n gelisensieerde fasiliteit. Anders, moet die kapsules te gespesialiseerde instellings gestuur. Hul dikte bepaal die grootte van die aktiewe materiaal en die X-straal bron deel.

Stoorplek X-straal-bronne

'N groeiende probleem is die veilige sluiting en reiniging van industriële terreine waar radioaktiewe materiaal in die verlede geberg word. Eintlik is dit voorheen gebou ondernemings vir verwerking kern materiaal, maar moet deel wees van ander bedrywe, soos fabrieke vir die vervaardiging van self-lig tritium tekens wees.

'N Spesiale probleem is die lang duur 'n lae-vlak bronne, wat wyd versprei. Byvoorbeeld, is die ²⁴¹ Am gebruik in rookverklikkers. In bykomend tot radon is die belangrikste X-straal-bronne in die huis. Individueel hulle nie enige gevaar inhou, maar 'n groot aantal van hulle kan 'n probleem in die toekoms wees.

kernontploffings

Oor die afgelope 50 jaar, is elke onderwerp word aan die optrede van die bestraling gevolge wat veroorsaak word deur wapens toets kern. Hulle hoogtepunt bereik in 1954-1958 en 1961-1962 jaar.

In 1963, drie lande (USSR, VSA en Groot-Brittanje) 'n ooreenkoms onderteken oor 'n gedeeltelike verbod op kern toetse in die atmosfeer, oseane en die buitenste ruim. Oor die volgende twee dekades, Frankryk en China het 'n reeks van baie kleiner proewe, wat opgehou het in 1980 Underground toetse word nog gedoen word, maar hulle het gewoonlik nie neerslag veroorsaak.

Radioaktiewe besoedeling na atmosferiese toetse val naby die terrein van die ontploffing. In deel, bly hulle in die troposfeer en oor die hele wêreld op dieselfde breedtegraad gedra deur die wind. Soos ons beweeg, hulle op die grond val, bly vir ongeveer 'n maand in die lug. Maar die beste deel is gestoot in die stratosfeer, waar besoedeling bly vir baie maande, en stadig laat sak oor die planeet.

Die gevolge sluit honderde van verskillende radionukliede, maar slegs 'n paar van hulle in staat is om op te tree op die menslike liggaam, so hul grootte is baie klein, en die verval is 'n vinnige. C-14, Cs-137, Zr-95 en Sr-90 is die belangrikste.

Zr-95 het 'n halfleeftyd van 64 dae, en die Cs-137 en Sr-90 - ongeveer 30 jaar. Net koolstof-14 met 'n halfleeftyd van 5730 jaar sal aktief bly in die verre toekoms.

kernenergie

Kernenergie is die mees omstrede van alle mensgemaakte bronne van bestraling, maar dit het 'n baie klein bydrae te maak tot die impak op menslike gesondheid. Tydens normale werking van kernfasiliteite uitstraal in die omgewing van 'n klein hoeveelheid van bestraling. Op Februarie 2016, was daar 442 bedryfstelsel burgerlike kernreaktors in 31 lande, en 'n ander 66 is onder konstruksie. Dit is slegs 'n deel van die produksie siklus van kernbrandstof. Dit begin met die produksie en maal van uraanerts en strek die vervaardiging van kernbrandstof. Na gebruik in kragsentrales Brandstofselle soms verwerk vir die herstel van uraan en plutonium. Ten slotte, die siklus eindig met die beskikking van kernafval. Op elke stadium van hierdie siklus kan radioaktiewe materiaal lek.

Ongeveer die helfte van die wêreld se produksie van uraan erts kom uit die oop put, die ander helfte - van die myne. Dit is dan die grond in die omgewing meulens wat groot hoeveelhede afval produseer - honderde miljoene ton. Hierdie afval bly radioaktiewe vir miljoene jare nadat die maatskappy tot stilstand kom sy werk, selfs al is die bestraling emissie is 'n baie klein fraksie van natuurlike agtergrond.

Daarna is die uraan in brandstof omskep deur verdere verwerking en suiwering aan te konsentreer Mills. Hierdie prosesse lei tot die lug en waterbesoedeling, maar hulle is baie minder as die vorige stadiums van die brandstofsiklus.