Röntgen kaynaklar. iyonlaştırıcı radyasyon X-ışını tüpü kaynağı mıdır?

Dünya üzerindeki tüm yaşam öyküsü boyunca organizmalar, kozmik ışınlara ve atmosferde oluşturduğu radyonüklidlere ve doğanın her yerinde bulunan maddelerin radyasyonuna sürekli maruz kalmaktadırlar. Modern yaşam, doğal kaynaklı X-ışını radyasyonu da dahil olmak üzere çevrenin tüm özelliklerine ve kısıtlamalarına göre ayarlanır.

Yüksek düzeyde bir radyasyonun organizmalar için kesinlikle zararlı olmasına rağmen, bazı radyoaktif radyasyon türleri yaşam için önemlidir. Örneğin, radyasyonun arka planı, kimyasal ve biyolojik evrimin temel süreçlerine katkıda bulundu. Ayrıca, birincil, doğal radyonüklidlerin ısı dağılımı sebebiyle, çekirdek sıcaklığının sağlanması ve muhafaza edilmesi gerçeği açıktır.

Kozmik ışınlar

Dünya'ya sürekli bombardıman yapan, dünya dışı kökenli radyasyona kozmik denir.

Bu nüfuz edici radyasyonun gezegenimize karasal köken olmaktan çok uzaydan vurduğu gerçeği denemelerde deniz seviyesinden 9000 m'ye kadar olan çeşitli yüksekliklerde iyonlaşmayı ölçmek için tespit edildi. İyonize radyasyonun şiddetinin 700 m rakımına düştüğü, Sonra tırmanışla hızla arttı. İlk düşüş, karasal gama ışınlarının yoğunluğundaki azalma ve kozmik ışınların hareketi ile artması ile açıklanabilir.

Uzaydaki X ışını ışınlarının kaynakları aşağıdaki gibidir:

• Galaksilerin grupları;
• Seyfert galaksileri;
• Güneş;
• yıldız;
• kuazar;
• Kara delikler;
• Süpernova kalıntıları;
• Beyaz cüceler;
• Koyu yıldızlar vs.

Bu radyasyonun kanıtı, örneğin, Güneş'teki alevlenmelerden sonra Dünya'da gözlemlenen kozmik ışınların yoğunluğunun artmasıdır. Fakat gün ışığımız günlük değişimlerin çok küçük olması nedeniyle genel akışa ana katkıda bulunmaz.

İki ışın türü

Kozmik ışınlar birincil ve ikincil olarak bölünür. Atmosferin, litosferin veya Dünya'nın su kürecüsünde madde ile etkileşmeyen radyasyona birincil denir. Protonlar (≈% 85) ve alfa parçacıkları (≈% 14) oluşur, daha ağır çekirdeklerin çok daha küçük akışları (<% 1) olur. Işınım kaynakları birincil radyasyon ve atmosfer olan ikincil kozmik X-ışınları, piyonlar, muonlar ve elektronlar gibi atom altı parçacıklardan oluşur. Deniz seviyesinde, gözlenen radyasyonun neredeyse tamamı,% 68'i muon ve% 30'u elektron olmak üzere sekonder kozmik ışınlardan oluşur. Deniz seviyesindeki akış miktarının% 1'den azı protonlardan oluşur.

Birincil kozmik ışınların kural olarak büyük bir kinetik enerjisi vardır. Manyetik alanlardaki ivmelenmeden dolayı pozitif yüklüdürler ve enerji alırlar. Uzaydaki boşlukta, yüklü parçacıklar uzun süre var olabilir ve milyonlarca ışıkyılı seyahat edebilir. Bu uçuş esnasında, 2-30 GeV (1 GeV = 10 ⁹ eV) düzeyinde yüksek bir kinetik enerji elde ederler. Tek parçacıkların enerjileri 10 ¹⁰ GeV'a kadar varır.

Birincil kozmik ışınların yüksek enerjileri, kelimenin tam anlamıyla, bir çarpışma sırasında atomları karasal bir atmosfere bölmesine izin verir. Nötronlar, protonlar ve atom altı parçacıkların yanı sıra hidrojen, helyum ve berilyum gibi hafif elementler oluşabilir. Muonlar daima yüklenir ve hızla elektron veya pozitronlara dönüşür.

Manyetik Kalkan

Yükseliş kozmik ışınlarının yoğunluğu keskin bir şekilde yaklaşık 20 km yükseklikte maksimuma yükselir. Atmosferin sınırına 20 km'den (50 km'ye kadar) kadar yoğunluk azalır.

Bu düzensizlik, hava yoğunluğundaki artışın bir sonucu olarak sekonder radyasyon üretimindeki artış ile açıklanmaktadır. 20 km yükseklikte, birincil radyasyonun çoğu etkileşime geçmiş ve 20 km'den deniz seviyesine yoğunluk düşüşü, yaklaşık 10 metrelik bir su tabakasına eşdeğer olan atmosfere göre sekonder ışınların emilimini yansıtıyor.

Radyasyonun yoğunluğu da enlem ile ilişkilidir. Bir yükseklikte, kozmik akış ekvatordan 50-60 ° lik bir enlemden artar ve kutuplara sabit kalır. Bu, Dünyanın manyetik alanının şekli ve birincil radyasyonun enerjisinin dağılımı ile açıklanmaktadır. Atmosferi aşan manyetik kuvvet çizgileri, kural olarak, ekvatordaki ve kutuplara dik olan yeryüzünün yüzeyine paraleldir. Yüklü parçacıklar, manyetik alanın çizgileri boyunca kolayca hareket eder, ancak enlemesine yönde zorlukla geçerler. Kutuplardan 60 ° 'ye kadar neredeyse tüm birincil radyasyon Dünya atmosferine ulaşır ve ekvatorda yalnızca 15 GeV'yi aşan enerjili parçacıklar manyetik kalkanı geçebilir.

İkincil röntgen kaynakları

Kozmik ışınların madde ile etkileşiminin bir sonucu olarak, önemli miktarda radyonüklid sürekli üretilir. Çoğu fragmandır, ancak bazıları nötronlar veya muonlar tarafından kararlı atomların aktivasyonu ile oluşur. Atmosferdeki radyonüklidlerin doğal üretimi, yükseklik ve enlemdeki kozmik radyasyonun yoğunluğuna karşılık gelir. Bunların yaklaşık% 70'i stratosfer,% 30'u da troposfere aittir.

H-3 ve C-14 haricinde, radyonüklidler genellikle çok düşük konsantrasyonlarda bulunurlar. Trityum seyreltilir ve su ve H-2 ile karıştırılır ve C-14 oksijenle birleşerek atmosferin karbondioksiti ile karıştırılan CO _2'yi oluşturur. Karbon-14 fotosentez sürecinde bitkilere nüfuz eder.

Dünyanın radyasyonu

Dünya ile oluşan birçok radyonüklidden yalnızca birkaçının kendi varoluşlarını açıklayacak kadar uzun bir ömrü vardır . Gezegenimiz yaklaşık 6 milyar yıl önce oluşmuş olsaydı ve o zaman ölçülebilir miktarlarda kalmak için, en azından 100 milyon yıllık yarı ömrü sürecektir. Halen bulunan birincil radyonüklidlerden üçü en büyük önem taşıyor. X ışını radyasyonunun kaynağı K-40, U-238 ve Th-232'dir. Uranyum ve toryum her biri, hemen hemen her zaman başlangıç izotopunun bulunduğu bir bozulma ürünleri zinciri oluştururlar. Kız radyonüklidlerinin birçoğu kısa ömürlü olsalar da, uzun ömürlü başlangıç malzemelerinden sürekli olarak oluştuğu için çevreye yaygındırlar.

Kısacası diğer birincil uzun ömürlü X-ışın kaynakları çok düşük konsantrasyonlarda bulunmaktadır. Bunlar Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176 vb. Doğal olarak oluşan nötronlar birçok başka radyonüklid oluşturur ancak konsantrasyonları genellikle çok düşüktür. Oaklo'nun Afrika'daki Gabon'daki kariyerinde, nükleer reaksiyonların yaşandığı bir "doğal reaktör" varlığının kanıtı var. U-235'in tükenmesi ve zengin uranyum yatağı içindeki fisyon ürünlerinin varlığı, yaklaşık 2 milyar yıl önce burada spontan bir zincirleme reaksiyon meydana geldiğini gösteriyor.

Orijinal radyonüklidlerin her yerde bulunmasına rağmen, konsantrasyonları konumuna bağlıdır. Doğal radyoaktivitenin ana rezervuarı litosferdir. Buna ek olarak, litosfer içinde oldukça değişkenlik göstermektedir. Bazen bazı bileşik ve mineral türleri, bazen de tamamen bölgesel olarak, kayalar ve mineral türleri ile hafif bir korelasyona sahip olmasından kaynaklanmaktadır.

Birincil radyonüklidlerin ve kızlarının bozunum ürünlerinin doğal ekosistemlerde dağılımı, fosillerin kimyasal özellikleri, ekosistemin fiziksel faktörleri ve flora ve faunanın fizyolojik ve ekolojik özellikleri de dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır. Ana haznesi olan kayalardan kaynaklanan hava şartları U, Th ve K'yi toprağa verir.Th ve U'nun bozunma ürünleri de bu iletimde yer alır. Toprak K, Ra'dan küçük U ve çok az Th bitkiler tarafından asimile edilir. U-238'in bozunma ürünü olan radyum, bitki tarafından, bir izotop olmadığı için değil, kimyasal olarak kalsiyuma yakın olduğundan kullanılıyor. Uranyum ve toryumun bitkiler tarafından absorbe edilmesi genellikle önemsizdir, zira bu radyonüklidler genellikle çözünmezdir.

radon

Doğal radyasyonun tüm kaynaklarının en önemlisi, tat ve koku içermeyen, havadan 8 kat daha ağır, görünmeyen bir gaz olan radondur. Th-232 bozunması sırasında oluşan iki ana izotop - U-238'in çürüme ürünlerinden biri olan radon-222 ve radon-220'den oluşur.

Kayalar, toprak, bitkiler, hayvanlar radona atmosfere yayılır. Gaz, radyum çürümesinin bir ürünüdür ve onu içeren herhangi bir materyalde üretilir. Radon inert bir gaz olduğundan, atmosfere temas eden yüzeyler tarafından yayılabilir. Belirli bir kaya kütlesinden çıkan radon miktarı, radyum miktarına ve yüzey alanına bağlıdır. Kaya ne kadar küçükse o kadar çok radon serbest bırakılabilir. Radyum içeren materyallerin yanındaki havadaki Rn konsantrasyonu da hava hareketinin hızına bağlıdır. Hava sirkülasyonu zayıf olan bodrum, mağaralar ve madenlerde radon konsantrasyonları önemli seviyelere ulaşabilir.

Rn yeterince çabuk bozunur ve bir dizi kız radyonüklidi oluşturur. Atmosferdeki oluşumdan sonra, radon çürümesinin ürünleri, toprağa ve bitkilere yerleşen ve aynı zamanda hayvanlar tarafından teneffüs edilen ince toz partikülleri ile birleştirilir. Rains radyoaktif elementlerin havasını temizlemede özellikle etkilidir, ancak aerosol parçacıklarının çarpışması ve çökmesi de çökelmesine katkıda bulunur.

Orta derecede bir iklimde odadaki radon konsantrasyonu, açık havadan yaklaşık 5-10 kat daha fazladır.

Son birkaç on yılda, insan "yapay olarak", tıpta, askeri bilimde, enerji üretiminde, enstrümantasyonda ve maden araştırmasında kullanılan yüzlerce radyonüklid, eşlik eden X ışını radyasyonu, kaynakları, özellikleri üretti.

İnsan kaynaklı radyasyon kaynaklarının bireysel etkileri büyük ölçüde değişir. Çoğu insan yapay radyasyona nispeten küçük bir doz alır, ancak bazıları - binlerce kez doğal kaynakların radyasyonunu alır. Teknolojik kaynaklar, doğal kaynaklardan daha iyi kontrol edilmektedir.

Tıpta röntgen kaynakları

Endüstri ve tıp alanlarında, kural olarak yalnızca saf radyonüklitler kullanılmakta; bu da depolama alanlarından sızıntı yollarını ve kullanım sürecini belirlemeyi kolaylaştırmaktadır.

Tıpta radyasyon kullanımı yaygın ve potansiyel olarak önemli bir etkiye sahip olabilir. Aşağıdakiler için tıpta kullanılan röntgen kaynaklarını içerir:

• teşhis;
• tedavi;
• Analitik prosedürler;
• ilerleme hızı.

Teşhis için hem kapalı kaynaklar hem de çok çeşitli radyoaktif göstergeler kullanın. Tıbbi kurumlar, kural olarak, bu uygulamaları radyoloji ve nükleer tıp olarak ayırt eder.

X-ışını tüpü iyonize radyasyon kaynağı mıdır? Bilgisayarlı tomografi ve florografi, yardımıyla gerçekleştirilen iyi bilinen tanı yöntemleridir. Ek olarak, tıbbi radyografide, gama ve beta dahil olmak üzere izotop kaynaklarının birçok kullanımı ve X-ışını makinelerinin uygunsuz, uygun olmayan veya tehlikeli olabilecek vakalar için deneysel nötron kaynakları vardır . Ekoloji açısından, radyografik radyasyon kaynaklarından sorumlu olduğu sürece tehlikeli değildir ve uygun şekilde atılmalıdır. Bu bağlamda, radyum elementleri, radon iğneleri ve radyum içeren lüminesan bileşikleri geçmişi cesaretlendirici değildir.

Genellikle x-ışını kaynakları ⁹⁰ Sr veya ¹⁴⁷ Pm temel alınarak kullanılır. Taşınabilir bir nötron jeneratörü olarak ²⁵² Cf görünümü, nötron radyografisini yaygın olarak kullanılabilir hale getirdi, ancak genel olarak bu yöntem hala nükleer reaktörlerin bulunabilirliğine bağlı.

Nükleer tıp

Çevrenin ana tehlikesi, nükleer tıp ve X-ışını kaynakları radyoizotop etiketleriyle temsil edilmektedir. İstenmeyen etkilere örnekler şöyledir:

• Hastanın ışınlanması;
• Hastane personelinin maruz kalması;
• Radyoaktif farmasötiklerin taşınmasına maruz kalma;
• Üretim sürecindeki etki;
• Radyoaktif atıklara maruz kalma.

Son yıllarda, daha dar odaklanmış eylemin kısa ömürlü izotoplarının uygulanması ve daha yüksek konsantrasyonlu preparatların kullanılması nedeniyle hasta maruziyetini azaltma eğilimi olmuştur.

Daha kısa yarılanma ömrü, radyoaktif atığın etkisini azaltır , çünkü uzun ömürlü elementlerin çoğu böbrekler tarafından atılır.

Görünüşe göre, kanalizasyon sistemi aracılığıyla çevre üzerindeki etki, hastanın hastanede olup olmadığına veya ayakta alkışlanmış olup olmadığına bağlı değildir. Serbest bırakılan radyoaktif elementlerin çoğunun kısa ömürlü olması muhtemel olsa da, biriken etki, birleşmiş olan tüm nükleer enerji santrallerinin kirlilik seviyesini büyük ölçüde aşmaktadır.

Tıpta en çok kullanılan radyonüklidler röntgen kaynaklarıdır:

• ^99m Tc - kafatası ve beyin taraması, serebral kan tarama, kalp tarama, karaciğer, akciğerler, tiroid bezi, plasental lokalizasyon;
• ¹³¹ I - kan, karaciğer taramaları, plasental lokalizasyon, tarama ve tiroid bezinin tedavisi;
• ⁵¹ Cr - alyuvarların varlığının süresinin belirlenmesi veya tutulması, kan hacmi;
• ⁵⁷ Şilin davası;
• ³² P - Kemik dokusunda metastazlar.

Radyoimmünoassay prosedürlerinin geniş bir şekilde uygulanması, idrarda radyasyon analizi ve diğer araştırma yöntemleri etiketlenmiş organik bileşikler kullanılarak sıvı-sintilasyon ilaçlarının kullanımını önemli ölçüde arttırmıştır. Fosforun organik çözeltileri, genellikle tolüen veya ksilen bazlı olup, atılması gereken sıvı organik atıklardan oldukça büyük bir hacim oluşturmaktadır. Sıvı biçimde işlenmesi potansiyel olarak tehlikeli ve çevre açısından kabul edilemez. Bu nedenle yakma tercih edilir.

Uzun ömürlü ³ N veya ¹⁴ C çevre içinde kolayca çözünür olduğundan, etkileri normal aralıktadır. Fakat kümülatif etki önemli olabilir.

Radyonüklidlerin bir diğer tıbbi uygulaması, kalp pillerine güç sağlamak için plütonyum pillerin kullanılmasıdır. Bugün bu cihazlar kalplerini işler hale getirmeye yardımcı olduğu için binlerce insan hayatta. ²³⁸ Pu (150 GBq) 'nın mühürlenmiş kaynakları cerrahi olarak hastalara implante edilir.

Endüstriyel X-ışını radyasyonu: kaynakları, özellikleri, uygulamaları

Elektromanyetik spektrumun bu bölümünün uyguladığı tek alan ilaç değildir. Teknolojik radyasyon durumunun önemli bir bileşeni, radyoizotoplar ve endüstride kullanılan X-ışınlarının kaynaklarıdır. Bu tür başvurulara örnekler:

• Endüstriyel radyografi;
• Işınım ölçümü;
• Duman dedektörleri;
• Kendinden ışıklı malzemeler;
• X-ışını kristalografisi;
• Bagaj ve el bagajı denetimi için tarayıcılar;
• X-ışını lazerleri;
• senkrotonlann;
• siklotron.

Bu uygulamaların çoğu kapsüllü izotopların kullanımını içerir beri ışınlama ulaşım, transfer, bakım ve kullanımı sırasında gerçekleşir.

sanayide iyonize radyasyon X-ışını tüpü kaynağı mıdır? Evet, kristal araştırma, malzeme ve yapılar, endüstriyel muayene, tahribatsız havaalanı kontrol sistemleri kullanılmaktadır. Son on yıl içinde, bilim ve sanayide radyasyona maruz dozu tıpta bu göstergenin yarısı değerine ulaşmış; Dolayısıyla, önemli bir katkı.

kendileri tarafından kapsüllü Röntgen kaynakları çok az etkisi vardır. Ama onların taşınması ve bertaraf alarm yanlışlıkla kayboluyor veya çöpe atılan. Bu X-ışını kaynakları genellikle sağlanan ve bir çift kapalı diskler veya silindirler yüklenir. Kapsüller paslanmaz çelikten yapılmış ve sızıntılara karşı periyodik muayene gerektirir. Geri dönüşüm bir sorun olabilir. Kısa ömürlü kaynaklar kaydetmek ve çürüme ama bu durumda bile, bunlar usule uygun olarak dikkate alınmalıdır ve geri kalan aktif madde lisanslı bir tesiste bertaraf edilmelidir olabilir. Aksi takdirde, kapsüller uzmanlaşmış kurumlara gönderilmesi gerekmektedir. Kalınlıkları aktif madde ve X-ışını kaynağı parçasının boyutunu belirler.

Depolama alanı Röntgen kaynakları

Bir büyüyen bir sorun güvenli devreden çıkarma ve radyoaktif maddeler geçmişte saklanır sanayi sitelerinin dekontaminasyon olduğunu. Temelde daha önce nükleer maddeleri işlemek için işletmeler inşa, ancak bu tür kendinden ışıklı trityum işaretleri üretimi için fabrikalar gibi diğer sektörlerde bir parçası olmalıdır.

Özel bir sorun yaygın dağıtılan uzun ömürlü düşük seviyeli kaynaklar vardır. Örneğin, ²⁴¹ Am duman detektörleri kullanılır. radon ek olarak evde ana röntgen kaynağıdır. Bireysel onlar herhangi bir tehlike teşkil etmez, ancak bunların önemli sayıda gelecekte bir sorun olabilir.

nükleer patlamalar

Son 50 yılda, her nükleer silah denemelerinin neden olduğu radyoaktif serpinti radyasyonun harekete tabi tutuldu. Bunlar 1954-1958 ve 1961-1962 yıllarında zirve yaptı.

1963 yılında üç ülke (SSCB, ABD ve Büyük Britanya) nükleer atmosferde testler, okyanuslar ve uzaydan üzerinde kısmi yasak bir anlaşma imzaladı. Sonraki iki yıl içinde, Fransa ve Çin hala yürütülüyor 1980 Yeraltı testlerde sona çok daha küçük denemeler, bir dizi araştırma, ancak genellikle yağış neden olmazlar.

atmosferik testlerden sonra Radyoaktif kirlenme patlama alanının yakınında düşer. bölümünde, onlar troposferde kalır ve aynı enlemde tüm dünyada rüzgarla taşınır. Harekete gelince, onlar havada yaklaşık bir ay kaldıkları, yere düşer. Ama en iyi parçası kirliliği aylarca kalır stratosfere içine itilir ve gezegen boyunca yavaşça indirilir.

serpinti farklı radyonükleidlerin yüzlerce içerir, ancak bunlardan sadece birkaç insan vücudu üzerinde hareket edebiliyoruz, böylece onların boyutu çok küçük ve çürüme hızlıdır. Cı-14, CS-137, Zr-95 ve Sr-90 en çok önemlidir.

Yaklaşık 30 yıl - Zr-95 64 günlük bir yarı ömür, ve Cs-137 ve Sr-90 vardır. Sadece karbon-14 5730 yıllık bir yarılanma ömrü ile uzak gelecekte aktif kalacaktır.

nükleer enerji

Nükleer enerji radyasyon tüm insan yapımı kaynaklardan en tartışmalı, ancak insan sağlığı üzerindeki etkisine göre çok küçük bir katkısı vardır. Nükleer tesislerin normal çalışması sırasında radyasyon az miktarda ortama yayarlar. Şubat 2016 tarihinde, 442 işletim sivil nükleer reaktörler 31 ülkede vardı ve başka 66 yapım aşamasındadır. Bu üretim döngüsünün sadece bir kısmıdır nükleer yakıt. Bu uranyum cevheri üretimi ve öğütme ile başlar ve nükleer yakıt imalatı uzanır. santrallerde kullanılmak sonra Yakıt hücreleri bazen uranyum ve plütonyum geri kazanımı için işlenir. Son olarak, çevrim nükleer atık bertaraf ile sona erer. Bu döngünün her aşamasında radyoaktif madde sızıntısı olabilir.

Dünya üretiminin yaklaşık yarısı uranyum cevheri madenlerinden - açık ocak, diğer yarısı geliyor. ton yüzlerce milyon - Daha sonra büyük atık miktarlarını üretmek yakındaki değirmenlerde öğütülmüş edildi. şirket çalışmalarını durduktan sonra bu atık radyasyon emisyonu doğal arka plan çok küçük bir kısmı olmasına rağmen, milyonlarca yıldır radyoaktif kalır.

Bundan sonra, uranyum konsantre frezelerde daha fazla işleme ve saflaştırma ile yakıt içine transforme edilir. Bu süreçler hava ve su kirliliğine yol, ancak yakıt döngüsünün diğer aşamalarında çok daha az bulunmaktadır.