Nguồn X-ray. Là nguồn gốc ống X-ray của bức xạ ion hóa?

Trong suốt lịch sử của sự sống trên Trái Đất sinh vật thường xuyên tiếp xúc với các tia vũ trụ và đào tạo họ trong một bầu không khí của nuclit phóng xạ và bức xạ trong suốt các chất sản sinh tự nhiên. Cuộc sống hiện đại được điều chỉnh cho tất cả các tính năng và hạn chế của môi trường, bao gồm từ các nguồn tự nhiên của X-quang.

Mặc dù thực tế rằng mức độ cao của bức xạ, tất nhiên, có hại cho cơ thể, một số loại bức xạ này rất quan trọng cho cuộc sống. Ví dụ, bức xạ nền đã góp phần hóa học cơ bản và tiến hóa sinh học. Cũng rõ ràng là một thực tế rằng sức nóng của lõi của Trái Đất được cung cấp và duy trì bởi nhiệt phân rã của tiểu học, một cách tự nhiên xảy ra nuclit phóng xạ.

các tia vũ trụ

Bức xạ có nguồn gốc ngoài trái đất, trong đó liên tục bắn phá Trái Đất, được gọi là vũ trụ.

Thực tế là các bức xạ thâm nhập rơi vào hành tinh của chúng ta từ không gian bên ngoài, nhưng không có nguồn gốc trên cạn, đã được tìm thấy trong các thí nghiệm để đo ion hóa ở độ cao khác nhau, từ mực nước biển đến 9.000 m. Người ta thấy rằng cường độ của bức xạ ion hóa được giảm xuống độ cao 700 m, và tiếp tục leo lên tăng lên nhanh chóng. Sự suy giảm ban đầu có thể là do sự sụt giảm trong cường độ của tia gamma mặt đất và sự gia tăng - vũ trụ.

nguồn tia X trong vũ trụ như sau:

• thiên hà nhóm;
• thiên hà Seyfert;
• ánh nắng mặt trời;
• sao;
• chuẩn tinh;
• lỗ đen;
• tàn tích siêu tân tinh;
• sao lùn trắng;
• sao tối và những người khác.

Bằng chứng của sự bức xạ như vậy, ví dụ, là để tăng cường độ tia vũ trụ quan sát được trên thế giới sau khi pháo sáng. Nhưng ngôi sao của chúng tôi không phải là một đóng góp lớn vào tổng thông lượng, như các biến thể của nó hàng ngày là rất nhỏ.

Hai loại dầm

các tia vũ trụ được chia thành tiểu học và trung học. Bức xạ không tương tác với vật chất trong khí quyển hoặc thạch quyển thủy quyển của Trái đất, được gọi là chính. Nó bao gồm proton (≈ 85%) và alpha-hạt (≈ 14%), với dòng chảy (<1%) hạt nhân nặng hơn nhỏ hơn nhiều. tia X vũ trụ thứ cấp, nguồn bức xạ đó - bức xạ sơ cấp và bầu không khí bao gồm các hạt hạ nguyên tử như pion, muon và electron. Ở mực nước biển, hầu hết các bức xạ quan sát bao gồm các tia vũ trụ thứ 68% trong số đó là chiếm muon và 30% - bởi các electron. Ít hơn 1% của dòng chảy ở mực nước biển gồm proton.

các tia vũ trụ sơ cấp có xu hướng có động năng rất lớn. Họ đang tích điện dương và đạt được năng lượng do khả năng tăng tốc trong từ trường. Trong chân không của các hạt không gian sạc có thể tồn tại trong thời gian dài, và đi du lịch hàng triệu năm ánh sáng. Trong chuyến bay này, họ có được động năng cao của thứ tự 2-30 GeV (1 GeV = 10 ⁹ eV). hạt cá nhân có năng lượng lên đến 10 ¹⁰ GeV.

Năng lượng cao của các tia vũ trụ chính cho phép họ theo nghĩa đen chia sự va chạm của các nguyên tử trong bầu khí quyển của trái đất. Cùng với neutron, proton và hạt hạ nguyên tử có thể được hình thành nguyên tố nhẹ hơn như hydrogen, helium, và berili. Muon luôn buộc tội, và nhanh chóng phân hủy thành các electron hoặc positron.

lá chắn từ trường

Cường độ của các tia vũ trụ với sự trỗi dậy mạnh để đạt được tối đa khoảng 20 km. 20 km về phía trên cùng của bầu khí quyển (lên đến 50 km), cường độ giảm.

Mô hình này là do tăng sản xuất của bức xạ thứ cấp bằng cách tăng mật độ không khí. Ở độ cao 20 km phần lớn bức xạ chính đã bước vào tương tác, và giảm cường độ từ 20 km đến mực nước biển phản ánh sự hấp thu của bầu không khí dầm thứ phát, tương đương với lớp nước khoảng 10 mét.

Cường độ bức xạ cũng liên quan đến vĩ độ. Cùng độ dòng chảy tăng vũ trụ từ xích đạo đến vĩ độ 50-60 ° và vẫn không đổi lên đến hai cực. Điều này là do hình dạng của từ trường của Trái đất và sự phân bố của sức mạnh bức xạ sơ cấp. đường lực từ bên ngoài bầu khí quyển thường được song song với bề mặt trái đất tại đường xích đạo và vuông góc với hai cực. hạt mang điện tích dễ dàng di chuyển dọc theo các đường từ trường, nhưng với khó khăn trong việc khắc phục theo hướng ngang của nó. Từ cực đến 60 °, hầu như tất cả các bức xạ sơ cấp đạt bầu khí quyển của trái đất, và tại xích đạo chỉ các hạt có năng lượng vượt quá 15 GeV, có thể xâm nhập qua lá chắn từ trường.

nguồn thứ cấp của X-quang

Như một kết quả của sự tương tác của các tia vũ trụ với vật chất liên tục sản xuất một số lượng đáng kể của nuclit phóng xạ. Hầu hết trong số họ là những mảnh vỡ, nhưng một số trong số họ được hình thành bởi sự hoạt hóa của các nguyên tử ổn định với neutron và muon. sản xuất tự nhiên của hạt nhân phóng xạ trong khí quyển tương ứng với cường độ của bức xạ vũ trụ ở độ cao và vĩ độ. Khoảng 70% trong số đó xảy ra ở tầng bình lưu, và 30% - trong tầng đối lưu.

Trừ H-3 và C-14, đồng vị phóng xạ thường ở nồng độ rất nhỏ. Tritium được pha loãng và trộn với nước và H 2 và C-14 kết hợp với oxy để tạo thành CO _2, được trộn lẫn với không khí carbon dioxide. Carbon-14 đi vào nhà máy thông qua quang hợp.

bức xạ của Trái Đất

Trong số nhiều hạt nhân phóng xạ được hình thành Trái đất, chỉ một số ít có một chu kỳ bán rã đủ lâu để giải thích sự tồn tại hiện nay của họ. Nếu hành tinh chúng ta được hình thành khoảng 6 tỷ năm trước, họ ở lại với số lượng đo lường được, sẽ đòi hỏi một chu kỳ bán rã của ít nhất 100 triệu năm. Của hạt nhân phóng xạ ban đầu, mà vẫn còn được tìm thấy, ba là quan trọng nhất. nguồn tia X là một K-40, U-238 và C-232. Uranium và chuỗi phân rã thorium, mỗi hình thức sản phẩm mà là hầu như luôn luôn có sự hiện diện của các đồng vị ban đầu. Mặc dù rất nhiều các hạt nhân phóng xạ con gái là ngắn ngủi, họ là phổ biến trong môi trường, bởi vì nó liên tục được hình thành từ các tiền chất tồn tại lâu dài.

nguồn X-ray gốc tồn tại lâu dài khác, trong ngắn hạn, là ở nồng độ rất thấp. Rb-87 này, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, và vân vân. D. neutron tự nhiên xảy ra thành nhiều hạt nhân phóng xạ khác, nhưng sự tập trung của họ thường là khá thấp. Trong sự nghiệp Oklo tại Gabon, châu Phi, nằm bằng chứng về sự tồn tại của "lò phản ứng tự nhiên", trong đó phản ứng hạt nhân xảy ra. Sự suy giảm của U-235 và sự hiện diện của sản phẩm phân hạch trong các mỏ uranium giàu, cho thấy khoảng 2 tỷ năm trước, có diễn ra một cách tự nhiên kích hoạt một phản ứng dây chuyền.

Mặc dù thực tế rằng hạt nhân phóng xạ ban đầu là phổ biến, nồng độ của họ phụ thuộc vào địa điểm. Các hồ chứa chính của phóng xạ tự nhiên là thạch quyển. Hơn nữa, trong thạch quyển nó thay đổi đáng kể. Đôi khi nó được kết hợp với một số loại hợp chất và khoáng sản, đôi khi - đặc biệt là trong khu vực, với rất ít sự tương quan với các loại đá và khoáng chất.

Phân phối các hạt nhân phóng xạ chính và các sản phẩm con gái của họ trong các hệ sinh thái tự nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm các tính chất hóa học của các nuclit, các yếu tố vật lý của các hệ sinh thái, cũng như các thuộc tính sinh lý và sinh thái của thực vật và động vật. Phong hoá của đá, hồ chứa chính của họ cung cấp cho đất U, Th và các sản phẩm phân rã K. Th và U cũng được tham gia vào chương trình này. Đất K, Ra, U chút, và rất ít Th hấp thụ bởi cây cối. Họ sử dụng kali-40 cũng như ổn định và K. Radium, U-238 phân rã sản phẩm, được sử dụng bởi nhà máy, không phải vì nó là một đồng vị, và vì nó là hóa học tương tự như canxi. Hấp thụ của các nhà máy uranium và thorium thường nhỏ, vì các hạt nhân phóng xạ thường không hòa tan.

radon

quan trọng nhất của tất cả các nguồn của nguyên tố phóng xạ tự nhiên là vô vị và không mùi, khí vô hình, đó là nặng hơn không khí, radon 8 lần. Nó bao gồm hai đồng vị chính - radon-222, một trong những sản phẩm phân rã của U-238 và Radon-220, hình thành bởi sự phân rã của Th-232.

Rocks, đất, thực vật, động vật phát ra radon vào khí quyển. Khí là một sản phẩm của sự phân rã của radium, và được sản xuất trong bất kỳ tài liệu chứa nó. Kể từ radon - khí trơ, nó có thể được phân lập các bề mặt tiếp xúc với không khí. Lượng radon, mà bắt nguồn từ một khối lượng nhất định đá phụ thuộc vào số lượng radium và diện tích bề mặt. Càng nhỏ thì giống, càng có nhiều nó có thể giải phóng radon. Nồng độ Rn trong không khí gần vật liệu radiysoderzhaschimi cũng phụ thuộc vào vận tốc không khí. Trong tầng hầm, hang động và mỏ, trong đó có một không khí lưu thông kém, nồng độ radon có thể đạt được mức độ đáng kể.

RN nhanh chóng phân hủy và tạo thành một loạt các hạt nhân phóng xạ con gái. Sau khi sự hình thành của các sản phẩm phân rã radon trong khí quyển được nối với các hạt nhỏ của bụi, mà giải quyết trên đất và thực vật, và được hít vào bởi các loài động vật. Mưa đặc biệt có hiệu quả thanh lọc không khí từ các yếu tố phóng xạ, nhưng vụ va chạm và lắng đọng của các hạt aerosol cũng thúc đẩy sự lắng đọng của họ.

Trong khí hậu ôn đới, nồng độ radon trong nhà trung bình khoảng 5-10 lần so với ngoài trời.

Trong vài thập kỷ qua, người đàn ông "nhân tạo" sản xuất vài trăm hạt nhân phóng xạ đi kèm tia X bức xạ nguồn khác nhau, thuộc tính và các ứng dụng được sử dụng trong y học, quân sự, phát điện, thiết bị đo đạc và thăm dò khoáng sản.

ảnh hưởng cá nhân của các nguồn phóng xạ nhân tạo khác nhau rất nhiều. Hầu hết mọi người có được một liều tương đối nhỏ của bức xạ nhân tạo, nhưng một số - nhiều ngàn lần so với bức xạ của nguồn tự nhiên. nguồn nhân tạo được kiểm soát tốt hơn so với tự nhiên.

nguồn tia X trong y học

Việc sử dụng công nghiệp và y tế, như một quy luật, chỉ có hạt nhân phóng xạ thuần túy, mà đơn giản hoá việc xác định các cách để rò rỉ từ các trang web lưu trữ và quá trình xử lý.

ứng dụng bức xạ trong y học là phổ biến và khả năng có thể có một tác động đáng kể. Điều này bao gồm các nguồn tia X dùng trong y học để:

• chẩn đoán;
• điều trị;
• thủ tục phân tích;
• nhịp.

Để sử dụng chẩn đoán như các nguồn tư nhân, cũng như một loạt các chất đánh dấu phóng xạ. cơ sở y tế thường phân biệt các ứng dụng như chụp X-quang và y học hạt nhân.

Là ống tia X nguồn gốc của bức xạ ion hóa? Chụp cắt lớp vi tính và huỳnh quang - một thủ tục chẩn đoán nổi tiếng được thực hiện với nó. Hơn nữa, trong chụp X quang y tế, có rất nhiều nguồn ứng dụng đồng vị bao gồm gamma và beta, và các nguồn neutron thực nghiệm đối với trường hợp máy X-ray là bất tiện, thất lạc, hoặc có thể là nguy hiểm. Từ quan điểm của hệ sinh thái, bức xạ tia X là không nguy hiểm chừng nào nguồn của nó vẫn còn trách nhiệm và xử lý đúng cách. Trong khía cạnh này, các yếu tố câu chuyện radium, radon và kim radiysoderzhaschih hợp chất phát quang được không khả quan.

nguồn tia X trên cơ sở ⁹⁰ Sr hoặc ¹⁴⁷ Chiều thường được sử dụng. Sự xuất hiện của ²⁵² Cf như một máy phát neutron chụp X quang neutron di động làm phổ biến rộng rãi, mặc dù nói chung, phương pháp này vẫn còn phụ thuộc rất nhiều vào sự sẵn có của các lò phản ứng hạt nhân.

y học hạt nhân

Sự nguy hiểm chính của tác động môi trường là nhãn đồng vị phóng xạ trong các nguồn y học hạt nhân và X-ray. Ví dụ tác dụng không mong muốn như sau:

• chiếu xạ của bệnh nhân;
• tiếp xúc của nhân viên bệnh viện;
• chiếu xạ khi vận chuyển dược phẩm phóng xạ;
• tác động trong quá trình sản xuất;
• tác động của chất thải phóng xạ.

Trong những năm gần đây đã có xu hướng giảm tiếp xúc của bệnh nhân thông qua sự giới thiệu của đồng vị ngắn ngủi hẹp hơn tập trung các hoạt động và việc sử dụng nhiều sản phẩm địa phương đánh giá cao.

Nhỏ hơn chu kỳ bán rã làm giảm ảnh hưởng của chất thải phóng xạ vì hầu hết các yếu tố tồn tại lâu dài là đầu ra qua thận.

Rõ ràng, tác động đối với môi trường thông qua hệ thống thoát nước không phụ thuộc vào việc bệnh nhân trong bệnh viện hoặc điều trị trên cơ sở ngoại trú. Mặc dù hầu hết các khí thải của các nguyên tố phóng xạ có khả năng là ngắn hạn, ảnh hưởng tích lũy vượt quá đáng kể mức độ ô nhiễm của tất cả các nhà máy điện hạt nhân kết hợp.

Các đồng vị phóng xạ thường được sử dụng nhất trong y học - Nguồn tia X:

• ^99m Tc - quét hộp sọ và não, Scan não máu, tim, gan, phổi, tuyến giáp, nội địa hóa nhau thai;
• ¹³¹ I - máu, quét gan, nhau thai nội địa hóa, quét và điều trị tuyến giáp;
• ⁵¹ Cr - xác định thời gian của sự tồn tại của các tế bào máu đỏ hoặc cô lập, khối lượng máu;
• ⁵⁷ Co - Schilling mẫu;
• ³² P - di căn đến xương.

sử dụng rộng rãi phân tích bức xạ thủ tục miễn dịch phóng xạ của nước tiểu và phương pháp nghiên cứu khác sử dụng các hợp chất hữu cơ nhãn tăng đáng kể việc sử dụng một chuẩn bị lỏng nhấp nháy. giải pháp phốt pho hữu cơ thường được dựa trên toluene hoặc xylen, tạo thành một khối lượng khá lớn các chất thải hữu cơ lỏng mà phải được xử lý. Chế biến ở dạng lỏng, có khả năng gây nguy hiểm và không thể chấp nhận với môi trường. Vì lý do này, sở thích được đưa ra để lãng phí đốt.

Từ lâu ngủi ³ H hoặc ¹⁴ C là dễ dàng hòa tan trong môi trường, ảnh hưởng của họ là trong giới hạn bình thường. Nhưng tác động tích lũy có thể đáng kể.

Một ứng dụng y học của hạt nhân phóng xạ - việc sử dụng pin plutonium cho điện máy tạo nhịp. Hàng ngàn người đang sống hiện nay nhờ vào một thực tế rằng những thiết bị này giúp hoạt động trái tim của họ. nguồn Sealed ²³⁸ Pu (150 GBq) phẫu thuật cấy ghép vào bệnh nhân.

Công nghiệp bức xạ tia X: nguồn khác nhau, tính chất và ứng dụng

Y học - không phải là khu vực duy nhất mà tìm thấy việc sử dụng các phần này của quang phổ điện từ. Một phần lớn của môi trường bức xạ nhân tạo được sử dụng trong đồng vị phóng xạ công nghiệp và các nguồn X-ray. Ví dụ về các ứng dụng này:

• chụp X quang công nghiệp;
• đo lường bức xạ;
• máy dò khói;
• vật liệu tự phát sáng;
• Tinh thể học tia X;
• máy quét để kiểm tra hành lý và mang theo hành lý;
• laser tia X;
• synchrotron;
• cyclotron.

Vì hầu hết các ứng dụng liên quan đến việc sử dụng các đồng vị đóng gói, chiếu xạ xảy ra khi vận chuyển, chuyển nhượng, bảo trì và sử dụng.

Là nguồn gốc ống X-ray của bức xạ ion hóa trong ngành công nghiệp? Vâng, nó được sử dụng trong các hệ thống kiểm soát sân bay không phá hủy, trong tinh thể nghiên cứu, vật tư, vật kiến trúc, kiểm tra công nghiệp. Trong thập kỷ qua, các liều tiếp xúc với bức xạ trong khoa học và công nghiệp đã đạt đến một nửa giá trị của chỉ số này trong y học; Vì vậy, một đóng góp đáng kể.

Đóng gói nguồn X-ray tự có ít ảnh hưởng. Nhưng vận chuyển và xử lý đáng báo động khi họ bị mất hoặc vô tình ném vào thùng rác. nguồn tia X như vậy thường được cung cấp và cài đặt trong một đĩa kép kín hoặc xi-lanh. Các viên nang được làm bằng thép không gỉ và yêu cầu kiểm tra định kỳ cho rò rỉ. Tái chế có thể là một vấn đề. nguồn ngắn ngủi có thể lưu và sâu, nhưng ngay cả trong trường hợp này, họ cần được hợp lệ đưa vào tài khoản, và các vật liệu hoạt động còn lại phải được xử lý trong một cơ sở được cấp phép. Nếu không, các viên nang nên được gửi đến các cơ quan chuyên ngành. độ dày của họ xác định kích thước của vật liệu hoạt động và phần nguồn X-ray.

nguồn tia X không gian lưu trữ

Một vấn đề đang phát triển là ngừng hoạt động an toàn và khử nhiễm của các khu công nghiệp ở đâu chất phóng xạ được lưu trữ trong quá khứ. Về cơ bản trước đây xây dựng các doanh nghiệp chế biến vật liệu hạt nhân, nhưng phải là một phần của ngành công nghiệp khác, chẳng hạn như nhà máy để sản xuất các dấu hiệu tritium tự phát sáng.

Một vấn đề đặc biệt là các nguồn cấp thấp tồn tại lâu dài, được phân phối rộng rãi. Ví dụ, ²⁴¹ Am được sử dụng trong máy dò khói. Ngoài radon là nguồn tia X chính trong nhà. Riêng họ không gây bất kỳ nguy hiểm, nhưng một số lượng đáng kể trong số họ có thể là một vấn đề trong tương lai.

vụ nổ hạt nhân

Trong 50 năm qua, mỗi đã phải chịu sự tác động của bức xạ từ bụi phóng xạ phóng xạ gây ra bằng cách kiểm tra vũ khí hạt nhân. Họ đạt đỉnh điểm vào 1954-1958 và 1961-1962 năm.

Năm 1963, ba nước (Liên Xô, Hoa Kỳ và Vương quốc Anh) đã ký một thỏa thuận về một lệnh cấm một phần về vụ thử hạt nhân trong khí quyển, đại dương và không gian bên ngoài. Trong hai thập kỷ tới, Pháp và Trung Quốc đã tiến hành một loạt các thử nghiệm nhỏ hơn nhiều, mà chấm dứt vào năm 1980. xét nghiệm ngầm vẫn đang được tiến hành, nhưng họ thường không gây kết tủa.

ô nhiễm phóng xạ sau khi kiểm tra khí quyển rơi gần nơi xảy ra vụ nổ. Một phần, họ vẫn ở tầng đối lưu và được thực hiện bởi gió khắp nơi trên thế giới cùng vĩ độ. Như chúng ta di chuyển, họ rơi xuống đất, ở trong khoảng một tháng trong không khí. Nhưng phần tốt nhất là đẩy vào tầng bình lưu, nơi ô nhiễm vẫn còn trong nhiều tháng, và giảm dần trên khắp hành tinh.

Bụi phóng xạ bao gồm hàng trăm hạt nhân phóng xạ khác nhau, nhưng chỉ có vài người trong số họ có thể hành động trên cơ thể con người, vì vậy kích thước của họ là rất nhỏ, và sự phân rã là nhanh chóng. C-14, Cs-137, Zr-95 và SR-90 là quan trọng nhất.

Zr-95 có chu kỳ bán rã 64 ngày, và Cs-137 và Sr-90 - khoảng 30 năm. Chỉ carbon-14 với chu kỳ bán rã của 5730 năm sẽ vẫn hoạt động trong tương lai xa.

năng lượng hạt nhân

năng lượng hạt nhân là gây tranh cãi nhất của tất cả các nguồn nhân tạo của bức xạ, nhưng nó có một đóng góp rất nhỏ để tác động đối với sức khỏe con người. Trong hoạt động bình thường của cơ sở hạt nhân thải ra môi trường một lượng nhỏ phóng xạ. Vào tháng 2 năm 2016, đã có 442 hoạt động lò phản ứng hạt nhân dân sự ở 31 quốc gia, và 66 khác đang được xây dựng. Đây chỉ là một phần của chu trình sản xuất nhiên liệu hạt nhân. Nó bắt đầu với việc sản xuất và nghiền quặng uranium và mở rộng việc chế tạo nhiên liệu hạt nhân. Sau khi sử dụng trong các nhà máy điện tế bào nhiên liệu đôi khi được xử lý cho việc thu hồi uranium và plutonium. Cuối cùng, chu kỳ kết thúc với việc xử lý chất thải hạt nhân. Ở mỗi giai đoạn của chu kỳ này có thể bị rò rỉ chất phóng xạ.

Khoảng một nửa của thế giới sản xuất quặng urani xuất phát từ mỏ lộ thiên, nửa còn lại - từ các mỏ. Sau đó nó được nghiền trong các nhà máy gần đó tạo ra một lượng lớn chất thải - hàng trăm triệu tấn. chất thải này vẫn phóng xạ trong hàng triệu năm sau khi công ty dừng công việc của mình, mặc dù sự phát xạ là một phần rất nhỏ của nền tự nhiên.

Sau đó, uranium được chuyển thành nhiên liệu bằng cách tiếp tục xử lý và tinh chế trên các nhà máy tập trung. Các quá trình này dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí và nước, nhưng họ ít hơn nhiều so với ở các giai đoạn khác của chu trình nhiên liệu.