X-ray boarnen. Is de X-ray tube boarne fan ionizing strieling?

Yn de hiele skiednis fan it libben op ierde organismen wurde hieltyd bleatsteld oan Kosmyske strielen dy't oplieden se yn in sfear fan radionuclides, en strieling hiele fansels foardogge stoffen. Moderne libben is oanpast oan 'e al fan' e mooglikheden en beheinings fan it miljeu, ûnder oaren troch natuerlike boarnen fan X-rays.

Nettsjinsteande it feit dat hege nivo fan de strieling, fansels, skealik foar it lichem, guon soarten strieling binne fan belang foar it libben. Bygelyks, de eftergrûn strieling hat bydroegen oan fûneminteel gemyske en biologysk evolúsje. Ek dúdlik is it feit dat de waarmte fan 'e ierde syn kearn wurdt fersoarge en ûnderhâlden troch it ferfal waarmte fan it basisûnderwiis, fansels foarkommend radionuclides.

Kosmyske rays

Strieling fan extraterrestrial komôf, dy't kontinu belegerje de Ierde, neamd de kosmyske.

It feit dat de ynkringende strieling falt op ús planeet út outer romte, mar net fan 'e ierdske komôf, waard fûn yn eksperiminten te mjitten de Ionisaasje op ferskate fierste toppen, fan seenivo oant 9.000 m. It waard fûn dat de yntinsiteit fan' e ionizing strieling waard werombrocht ta in hichte fan 700 m, en fierder te klimmen hurd tanommen. De oarspronklike ferfal kin wurde taskreaun oan in ferleging fan de yntinsiteit fan ierdske gamma strielen en it tanimmen - kosmyske.

X-ray boarnen in romte binne as folget:

• groep stjerrestelsels;
• Seyfert stjerrestelsels;
• 'e sinne;
• stjerren;
• quasars;
• swarte gatten;
• Supernova restanten;
• white dwarfs;
• tsjustere stjerren en oaren.

Bewiis fan sokke strieling, bygelyks, is it fergrutsjen fan de kosmyske ray yntinsiteitsnivo waarnommen yn 'e wrâld nei flares. Mar ús stjer is gjin grutte meiwurker fan 'e totale drift, as syn deistige fariaasjes binne hiel lyts.

Twa soarten lizzers

Kosmyske rays wurde ûnderferdield yn it basis- en fuortset. Strieling net ynteraksje mei matearje yn de atmosfear of hydrosphere lithosphere fan de Ierde, neamd it basisûnderwiis. It bestiet út protoanen (≈ 85%) en alfa-dieltsjes (≈ 14%), mei in folle lytsere streamt (<1%) swierdere kearnen. Fuortset kosmyske X rays, strieling boarnen dy't - de primêre strieling en de sfear út subatomêre dieltsjes lykas pions, muons en elektroanen. Op see nivo, hast allegear fan de waarnommen strieling bestiet út fuortset Kosmyske strielen 68% dêrfan is foar rekken fan muons en 30% - troch elektroanen. Minder as 1% fan de streaming op see nivo bestiet út protoanen.

Primary Kosmyske rays tend to hawwen ûnhuere Kinetic enerzjy. Se wurde posityf rekken brocht en krije enerzjy fanwege fersnelling yn magnetyske fjilden. Yn it fakuüm fan de romte laden dieltsjes kinne oerlibje foar lang, en reizgjen miljoenen ljocht jierren. Tidens dizze flecht, se krije hege Kinetic enerzjy fan 'e folchoarder fan 2-30 GeV (1 GeV = septimber ¹⁰ eV). Yndividuele dieltsjes hawwe enerzjy omheech oant 10 ¹⁰ GeV.

De hege enerzjy fan de primêre Kosmyske rays tastean se letterlik spjalte de botsing fan de atomen yn 'e ierde syn atmosfear. Tegearre mei neutroanen, protoanen, en subatomêre dieltsjes kinne wurde foarme lichter eleminten lykas wetterstof, helium, en beryllium. Muons altyd rekken, en gau ferfal yn elektroanen of positrons.

magnetic shield

De yntinsiteit fan 'Kosmyske strielen mei de opkomst skerp te berikken in maksimum op sa'n 20 km. 20 km oan 'e top fan' e atmosfear (maksimaal 50 km), de yntinsiteit ôfnimt.

Dit patroan komt troch ferhege produksje fan fuortset strieling troch it fergrutsjen fan de loft tichtens. Op in hichte fan 20 km grut part fan de primêre strieling ynfierd hat yn ynteraksje, en yntinsiteit koarting fan 20 km oan see nivo slút oan by de oergong nei it fuortset strieljen sfear, lykweardich oan likernôch 10-meter wetter laach.

De strieling yntinsiteit wurdt ek yn ferbân mei Noorderbreedte. Op deselde hichte kosmyske flow tanimt fan de evener oant breedtegraad 50-60 ° en bliuwt konstant omheech nei de poalen. Dat komt troch de foarm fan it magnetysk fjild fan de ierde en de ferdieling fan 'e primêre strieling macht. Magnetic rigels fan krêft bûten de atmosfear wurdt oer it algemien parallel oan it ierdoerflak by de evener en heaks op 'e peallen. Laden dieltsjes maklik ferpleatse lâns magnetysk fjild linen, mar mei muoite los te meitsjen fan syn dwerse rjochting. Fan 'e draechstokken oant 60 °, hast al fan de legere strieling berikt de ierde syn atmosfear, en oan de evener allinnich dieltsjes mei de enerzjy heechst 15 GeV, kin trochkringe fia de magnetyske skyld.

Secondary boarnen fan X-rays

As gefolch fan de ynteraksje fan Kosmyske strielen mei matearje kontinu produsearre in wichtige bedrach fan radionuclides. De measten binne fragminten, mar guon fan harren binne foarme troch aktivearring fan stabyl atomen mei neutroanen en muons. Natuerlike produksje fan radionuclides yn de atmosfear komt oerien mei de yntinsiteit fan kosmyske strieling op hichte en Noorderbreedte. Likernôch 70% fan harren foarkomme yn 'e stratosfear, en 30% - yn' e troposphere.

Utsein foar H-3 en C-14, radionuclides binne meastentiids yn tige lytse konsintraasjes. Tritium wurdt verdunde en mongen mei wetter en H 2, en C-14 kombinearret mei soerstof te foarmjen CO _2, dat is mongen mei koaldiokside sfear. Carbon-14 komt de plant troch fotosynteze.

strieling fan de Ierde

Fan de protte radionuclides dy't foarme de ierde, mar in pear hawwe in heale-libben lang genôch te lizzen harren hjoeddeiske bestean. As ús planeet waard foarme sa'n 6 miljard jier lyn, se te bliuwen yn mjitbere hoemannichten, soe nedich in ferfaltiid fan op syn minst 100 miljoen jier. Fan de primêre radionuclides, dy't noch altyd fûn, trije binne meast wichtich. X-ray boarne is in K-40, U-238 en Th-232. Uranium en thorium ferfal keatling, eltse foarm produkten dy't hast altyd yn 'e oanwêzigens fan' e oarspronklike isotoop. Hoewol't in protte fan 'e dochter radionuclides binne koart, se binne gewoan yn de omjouwing, omdat it konstant foarme út' e lang libjend foarrinners.

Oare lang libjend oarspronklike X-ray boarnen, koartsein, binne yn tige lege konsintraasjes. Dit Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, ensafuorthinne. D. NaturallySpeaking foarkommende neutroanen foarmje in soad oare radionuclides, mar harren konsintraasje is meastal hiel leech. Yn in karriêre Oklo yn Gabon, Afrika, leit bewiis fan it bestean fan "natuerlike reactor" yn hokker nukleêre reaksjes foarkomme. Útputting fan U-235 en de oanwêzigens fan 'fission produkten binnen de rike uranium ôfsettings, toane oan dat sa'n 2 miljard jier lyn, dêr barde spontaan, oansette in ketting reaksje.

Nettsjinsteande it feit dat de oarspronklike radionuclides binne ubiquitous, harren konsintraasje hinget ôf fan de lokaasje. De wichtichste opslachmar fan natuerlike radioactiviteit is de lithosphere. Fierder binnen de lithosphere it ferskilt behoarlik. Soms wurdt it assosjearre mei bepaalde soarten ferbinings en mineralen, soms - benammen regionaal, mei lytse korrelaasje mei de soarten rotsen en mineralen.

Sprieding fan it basisûnderwiis radionuclides en harren dochter produkten yn natuerlike ekosystemen hinget ôf fan in soad faktoaren, wêrûnder de gemyske eigenskippen fan 'e nuclides, fysike faktoaren fan it ekosysteem, likegoed as fysiologyske en ekologyske attributen fan de floara en fauna. Wetterchen fan rotsen, harren wichtichste reservoir leveret de boaiem U, Th en K. Th en U ferfal produkten wurde ek diel te nimmen oan dit programma. Of boaiem K, Ra, U bytsje, en hiel bytsje Th absorbearre troch planten. Se utilize potassium-40 likegoed as stâl en K. Radium, U-238 ferfal produkt, brûkt troch de plant, net omdat it in isotoop, en sûnt it is Kanuunat fergelykber mei calcium. Opname fan uranium en thorium planten binne almeast lyts, sûnt dy radionuclides binne meastentiids ûnoplosbere.

radon

Wichtichste fan alle boarnen fan natuerlike strieling elemint is wansmaak en reukloos, ûnsichtbere gas, dat is 8 kear swierder as lucht, radon. It bestiet út twa grutte isotopen - radon-222, ien fan de ferfal produkten fan U-238 en Radon-220, foarme troch it ferfal fan Th-232.

Rotsen, boaiem, planten, bisten emit radon yn de atmosfear. It gas is in produkt fan it ferfal fan radium, en produsearre yn alle materiaal dat befettet it. Sûnt radon - inerte gas, dan kin it wêze isolearre oerflak yn kontakt mei de sfear. It bedrach fan radon, dy't emanates út in jûn massa fan stiente hinget ôf fan de hoemannichte fan radium en oerflak gebiet. De lytsere it ras, hoe mear it kin release radon. Rn konsintraasje yn de loft yn de omkriten fan radiysoderzhaschimi materialen is ek ôfhinklik fan lucht snelheid. Yn kelders, hoalen en minen, dy't hawwe in earme lucht oplaach, de konsintraasje fan radon kin berikke wichtige nivo.

RN gau decomposes en foarmet in rige fan dochter radionuclides. Nei de foarming fan atmosfearyske radon ferfal produkten wurde ferbûn mei lytse dieltsjes fan stof, dy't setting op 'e boaiem en planten, en wurdt ynademe troch de bisten. Rains bysûnder effektyf suvere lucht út radioaktive eleminten, mar de botsing en deposition fan aerosol dieltsjes ek befoarderet harren deposition.

Yn matige klimaten, de konsintraasje fan radon binnenskamers gemiddeld sa'n 5-10 kear heger as bûtendoar.

De ôfrûne pear desennia, de man "keunstmjittich" produsearre inkele hûnderten radionuclides byhearrende X-ray strieling boarnen, eigenskippen en tapassingen dy brûkt wurde yn de medisinen, militêre, macht generaasje, en ynstrumintaasje foar mineraal exploration.

Yndividuele effekten fan 'e minske-makke strieling boarnen ferskilt sterk. De measte minsken krije in relatyf lyts doasis fan keunstmjittige strieling, mar guon - protte tûzen kear de strieling fan de natuerlike boarnen. Minsken makke boarnen wurde better regele as natuerlik.

X-ray boarnen yn de medisinen

De yndustriële en medyske gebrûk, as in regel, allinne suver radionuclides, dy't simplifies de identifikaasje fan de manieren om leak út opslach sites en ôffieren proses.

strieling tapassingen medisinen is wiidferspraat en koe mooglik hawwe in grutte ynfloed hân. Dit is ynklusyf X-ray boarnen brûkt yn medisinen foar:

• diagnostyk;
• therapy;
• analytysk prosedueres;
• pacing.

Foar Diagnostysk gebrûk as partikuliere boarnen, krektas in grut ferskaat oan radioaktive tracers. Health fasiliteiten meastal ûnderskieden it programma as Radiology en nukleêre genêskunde.

Is de X-ray tube boarne fan ionizing strieling? Computed tomography en fluoroscopy - in goed-bekend diagnostyske prosedueres dy't makke binne by it. Fierder yn de medyske radiography, binne der in soad tapassings isotoop boarnen ynklusyf gamma en beta, en eksperimintele neutron boarnen foar gefallen dêr't X-ray masines binne lastig, Holidays, of kin gefaarlik wêze. Ut it eachpunt fan ekology, X-ray strieling is net gefaarlik sa lang as syn boarnen bliuwe ferantwurding en ôffierd goed. Yn dit oanbelanget, it ferhaal eleminten radium, radon en Needles radiysoderzhaschih luminescent ferbiningen binne net stimulearje.

X-ray boarnen op basis fan ⁹⁰ Sr of ¹⁴⁷ Pm brûkte. It opkommen fan ²⁵² Cf as in draagbare neutron generator neutron radiography makke soad beskikber, hoewol't yn it algemien, dizze metoade is noch bringt is ôfhinklik fan 'e beskikberens fan kearnreaktors.

nukleêre genêskunde

De wichtichste gefaar fan de miljeu effekt binne radioisotope labels yn nukleêre genêskunde en X-ray boarnen. Foarbylden net winske effekt it folgjende:

• irradiation fan de pasjint;
• exposure fan sikehûs personnel;
• irradiation doe't ferfieren radioaktive pharmaceuticals;
• effekt yn de produksjesektor proses;
• de ynfloed fan radioaktive wastes.

Yn de ôfrûne jierren hat der in oanstriid om te ferminderjen it exposure fan pasjinten troch de ynfiering fan koarte-wenne isotopen mear amper rjochte aktiviteiten en it brûken fan mear tige pleatslik produkten.

Lytsere heal-libben ferleget de ynfloed fan radioaktyf ôffal sûnt de measte lang libjend eleminten is útfier troch de nieren.

Blykber is de ynfloed op it miljeu troch de riolearring systeem net ôfhinklik is fan oft de pasjint yn it sikehûs of behannele op in ekstramurale basis. Hoewol't it grutste part fan de útstjit fan radioaktive eleminten driget te wêzen koarte-termyn, kumulative effekt gâns grutter is as de nivo fan fersmoarging fan alle kearnsintrales kombinearre.

De meast brûkte radionuclides yn de medisinen - X-ray boarnen:

• ^99m Tc - skennen fan de plasse en brein, cerebral bloed Scan, hert, lever, long, thyroid gland, placental lokalisaasje;
• ¹³¹ I - bloed, lever scan, placental lokalisaasje, scannen en behanneling fan thyroid;
• ⁵¹ Kr - bepaling fan de doer fan it bestean fan reade bloedsellen of sequestration, bloed volume;
• ⁵⁷ Co - Schilling sample;
• ³² P - metastasized te bonken.

Wiidferspraat gebrûk fan radioimmunoassay prosedueres strieling analyze fan urine en oar ûndersyk metoaden brûke bestimpele organyske stoffen signifikant tanommen it brûken fan in floeistof-scintillation tariedings. Organic fosfor solutions binne meastal basearre op tolueno of xylene, foarmje in frij grutte folume fan de floeistof gft dy't moatte wurde ôffierd. Ferwurkjen yn floeibere foarm, is potinsjeel gefaarlike en miljeufreonlik ûnakseptabel. Om dy reden, foarkar jûn wurdt oan fergrieme incineration.

Sûnt lange-libbe ³ H of ¹⁴ C binne maklik oplosber yn it miljeu, har effekt is yn 'e normale berik. Mar de kumulative effekt kin wêze substansjele.

In oare medysk gebrûk fan radionuclides - it brûken fan plutoanium accu foar Wilkens macht. Tûzenen minsken binne alive hjoed tank oan it feit dat dizze apparaten helpe betsjinjen harren hert. Sealed boarnen ²³⁸ Pu (150 GBq) operatyf implanted yn pasjinten.

Industrial X-ray strieling: boarnen, eigenskippen en applikaasjes

Genêskunde - is net it iennichste gebiet wêryn fûn it brûken fan dit part fan de elektromagnetyske spektrum. In grut part fan de man-makke strieling omjouwing wurde brûkt yn yndustriële radioisotopes en X-ray boarnen. Foarbylden fan dizze applikaasje:

• yndustriële radiography;
• radiation mjitting;
• reekmelders;
• self-fakkeltocht materialen;
• X-ray Crystallography;
• Scanners foar inspecting bagaazje en bring-on bagaazje;
• X-ray lasers;
• synchrotrons;
• cyclotrons.

Om't de measte fan dizze tapassings belûke it brûken fan ynkapsele isotopen, irradiation fynt plak yn it ferfier, oerdracht, ûnderhâld en benutten.

Is de X-ray tube boarne fan ionizing strieling yn it bedriuwslibben? Ja, it wurdt brûkt yn in net-destruktive fleanfjild kontrôle systemen, yn kristal ûndersyk, materialen en struktueren, yndustriële ynspeksje. De ôfrûne tsien jier hat de doasis strieling exposure yn wittenskip en yndustry hawwe berikt heale de wearde fan dit yndikator yn de medisinen; dêrom, in wichtige bydrage.

Ynkapsele X-ray boarnen troch harsels hawwe bytsje effekt. Mar harren ferfier en beskikking alarmearjende doe't se ferlern of by ûngelok smiten yn it jiskfet. Sokke X-ray boarnen wurde meastal oanlevere en ynstallearre yn in dûbel-ôfsluten skiven of silinders. De capsules wurde makke fan waarfêst stiel en easkje periodike ynspeksje foar lekkage. Recycling kin in probleem. Koart boarnen kinne bewarje en ferfal, mar ek yn dit gefal, se moatte wurde goed yn acht nommen rekken holden, en de oerbleaune aktyf materiaal moat wurde ôffierd yn in fergunning fasiliteit. Oars, de capsules moatte stjoerd wurde nei spesjalisearre ynstellings. Harren dikte beskied de grutte fan it aktive materiaal en de X-ray boarne diel.

Opslachromte X-ray boarnen

In groeiende probleem is it feilige tsjinsttiid efterút hâlden en boaiemsanearring fan bedriuwsterreinen dêr't radioaktive materialen wurde opslein yn it ferline. Yn prinsipe is it earder boud bedriuwen foar de ferwurking fan nukleêre materialen, mar moat wol in part fan oare yndustry, lykas fabriken foar de produksje fan himsels ljochte tritium buorden.

In spesjale probleem is de lange-libbe low-nivo boarnen, dy't rûnom ferspraat. Bygelyks, de ²⁴¹ Am wurdt brûkt yn reekmelders. Neist radon is de wichtichste X-ray boarnen yn 'e hûs. Yndividueel se net posearje gjin gefaar, mar in grut oantal fan harren kin in probleem yn 'e takomst.

nuclear eksploazjes

De ôfrûne 50 jier, elk wie ûnderwurpen wurde oan 'e aksje fan strieling fan radioaktive fallout feroarsake troch nukleêre wapens teste. Se syn hichtepunt yn 1954-1958 en 1961-1962 jier.

Yn 1963, trije lannen (USSR, Feriene Steaten en Grut-Brittanje), tekene in oerienkomst op in part ferbod op nukleêre testen yn de atmosfear, oseanen en uterlike romte. Oer de kommende twa desennia, Frankryk en Sina fierde in rige fan folle lytsere kearen besykjen, dy't staakte yn 1980. ûndergrûnske testen wurde noch altiten útfierd, mar se ornaris net feroarsaakje delslach.

Radioactive fersmoarging nei atmosfearyske testen falle tichtby it plak fan de eksploazje. Yn part, se bliuwe yn it troposphere en wurde droegen troch de wyn oer de hiele wrâld oan deselde geografyske breedte. As wy bewege, se falle nei de ierde, ferbliuwe foar likernôch in moanne yn 'e loft. Mar de bêste diel wurdt treaun yn 'e stratosfear, dêr't fersmoarging bliuwt foar in protte moannen, en ferlege stadich oer de planeet.

De fallout omfiemet hûnderten ferskillende radionuclides, mar allinne pear dêrfan binne by steat om te treden op it minsklik lichem, sadat harren maat is hiel lyts, en it ferfal is rapid. C-14, Cs-137, Zr-95 en Sr-90 binne de meast wichtige.

Zr-95 hat in ferfaltiid fan 64 dagen, en de Cs-137 en Sr-90 - sa'n 30 jier. Allinnich carbon-14 mei in heale libben fan 5730 jier sille bliuwe aktyf yn 'e fiere takomst.

nukleêre enerzjy

Nukleêre enerzjy is de meast kontroversjele fan alle minsken makke boarnen fan strieling, mar it hat in hiel lyts bydrage oan de ynfloed op de folkssûnens. Under normale eksploitaasje fan nukleêre fasiliteiten emit yn de omjouwing fan in lytse hoeveelheid strieling. Yn febrewaris 2016, wienen der 442 operating civil kearnreaktors yn 31 lannen, en oare 66 binne yn oanbou. Dit is mar in part fan de produksje syklus fan nukleêre brânstof. It begjint mei de produksje en it slypjen fan uraniumerts en rint de fabrication fan nukleêre brânstof. Nei gebrûk yn macht planten Fuel sellen wurde soms ferwurke foar it herstel fan uranium en plutoanium. Ta beslút, it fytspaad einiget mei it foldwaan fan kearnôffal. By elke faze fan dit syklus koe leak radioaktyf materiaal.

Likernôch de helte fan 'e wrâld produksje fan uraniumerts komt fan' e iepen kûle, de oare helte - út de minen. It waard doe gemalen yn tichteby lizzende mûnen dy't produsearje grutte hoemannichten ôffal - hûnderten miljoenen tonnen. Dat ôffal bliuwt radioactive foar miljoenen jierren nei it bedriuw stoppet syn wurk, ek al is de strieling útstjit is in hiel lyts fraksje fan natuerlike eftergrûn.

Dêrnei, it uranium wurdt omfoarme ta brânstof troch fierdere ferwurking en suvering op konsintrearje mûnen. Dy prosessen liede ta de loft en wetter fersmoarging, mar se binne folle minder as by oare stadia fan de brandstof syklus.