X-ray bronnen. Is de X-ray tube bron van ioniserende straling?

Doorheen de geschiedenis van het leven op aarde organismen worden voortdurend blootgesteld aan kosmische straling en opgeleid hen in een sfeer van radionucliden, en straling in de hele natuurlijke stoffen. Het moderne leven is aangepast aan de alle functies en beperkingen van het milieu, onder meer door natuurlijke bronnen van röntgenstraling.

Ondanks het feit dat de hoge niveaus van straling, natuurlijk, schadelijk voor het lichaam, sommige vormen van straling zijn belangrijk voor het leven. Zo heeft de achtergrondstraling bijgedragen aan de fundamentele chemische en biologische evolutie. Ook duidelijk is dat de warmte van de kern van de aarde wordt aangeboden en onderhouden door de vervalwarmte van de primaire, natuurlijke radionucliden.

kosmische straling

Straling van buitenaardse oorsprong, die voortdurend bombarderen de aarde, de zogenaamde kosmische.

Dat de doordringende straling valt op onze planeet uit de ruimte, maar niet van aardse oorsprong, werd gevonden bij experimenten met de ionisatie op verschillende hoogtes van zeeniveau meten 9.000 m. Het bleek dat de intensiteit van ioniserende straling gereduceerd tot een hoogte van 700 m, en blijven klimmen snel toe. De aanvankelijke daling kan worden toegeschreven aan een afname in de intensiteit van terrestrische gammastralen en de toename - kosmische.

Röntgenbronnen in de ruimte zijn als volgt:

• groep stelsels;
• Seyfert melkwegstelsels;
• de zon;
• sterren;
• quasars;
• zwarte gaten;
• supernovaresten;
• witte dwergen;
• dark sterren en anderen.

Bewijs van dergelijke straling, bijvoorbeeld, is de kosmische straling intensiteit waargenomen in de wereld na flares verhogen. Maar onze ster is niet een belangrijke bijdrage aan de totale flux, zoals de dagelijkse variaties zijn erg klein.

Twee typen balken

Kosmische stralen worden onderverdeeld in primaire en secundaire. Straling heeft geen wisselwerking met de materie in de atmosfeer of de hydrosfeer lithosfeer van de Aarde, de zogenaamde primaire. Het bestaat uit protonen (≈ 85%) en alfadeeltjes (≈ 14%), met veel kleinere stromen (<1%) zwaardere kernen. Secundaire kosmische röntgenstraling, stralingsbronnen - de primaire straling en de atmosfeer uit subatomaire deeltjes zoals pionen, muonen en elektronen. Op zeeniveau bijna alle waargenomen straling omvat secundaire kosmische straling 68% wordt verwerkt muonen en 30% - door elektronen. Minder dan 1% van de stroming op zeeniveau bestaat uit protonen.

Primaire kosmische straling de neiging om enorme kinetische energie hebben. Ze zijn positief geladen en energie te krijgen als gevolg van versnelling van de magnetische velden. In het vacuüm van de ruimte geladen deeltjes kunnen lang overleven en reizen miljoenen lichtjaren. Tijdens deze vlucht, krijgen ze hoge kinetische energie in de orde van 2-30 GeV (1 GeV = september ¹⁰ eV). Individuele deeltjes energieën tot 10 ¹⁰ GeV.

De hoge energie van de primaire kosmische stralen zodat ze letterlijk splitsing van de botsing van atomen in de atmosfeer. Samen met neutronen, protonen, en subatomaire deeltjes kunnen worden gevormd lichtere elementen zoals waterstof, helium en beryllium. Muonen altijd opgeladen, en snel verval in elektronen en positronen.

magnetische afscherming

De intensiteit van kosmische straling met sterk stijgen tot een maximum bereikt bij ongeveer 20 km. 20 km naar de top van de atmosfeer (tot 50 km), de intensiteit afneemt.

Dit patroon wordt veroorzaakt door verhoogde productie van secundaire straling door verhoging van de luchtdichtheid. Op een hoogte van 20 km groot deel van de primaire straling in interactie is getreden en intensiteit vermindering van 20 km zeeniveau weerspiegelt de opname secundaire stralen atmosfeer, wat overeenkomt met ongeveer 10 meter waterlaag.

De stralingsintensiteit is ook gerelateerd aan breedtegraad. Op dezelfde hoogte kosmische stroom toeneemt van de evenaar tot 50-60 ° noorderbreedte en blijft constant tot de polen. Dit komt door de vorm van het magnetische veld van de aarde en de verdeling van de hoofdstroom straling. Magnetische krachtlijnen buiten de atmosfeer in het algemeen evenwijdig aan het aardoppervlak aan de evenaar en loodrecht op de polen. Geladen deeltjes gemakkelijk langs magnetische veldlijnen, maar moeilijk te overwinnen zijn dwarsrichting. Van de polen tot 60 °, nagenoeg alle primaire straling bereikt de atmosfeer en aan de evenaar enige deeltjes met energieën boven 15 GeV kan penetreren door de magnetische afscherming.

Secundaire bronnen van röntgenstraling

Door de interactie van kosmische straling materie continu een significante hoeveelheid radionucliden. De meeste van hen zijn fragmenten, maar sommige van hen zijn gevormd door activering van stabiele atomen met neutronen en muonen. Natuurlijke productie van radionucliden in de atmosfeer komt overeen met de intensiteit van kosmische straling op hoogte en breedtegraad. Ongeveer 70% van hen zich in de stratosfeer, en 30% - in de troposfeer.

Met uitzondering van H-3 en C-14, radionucliden zijn meestal in zeer kleine concentraties. Tritium wordt verdund en gemengd met water en H2 en C-14 met zuurstof tot CO _2, dat gemengd met kooldioxide te vormen. C14 komt de plant via fotosynthese.

straling van de aarde

Van de vele radionucliden dat de aarde gevormd, slechts een paar hebben een halfwaardetijd lang genoeg om hun huidige bestaan te verklaren. Als onze planeet ongeveer 6 miljard jaar geleden werd opgericht, zij het in meetbare grootheden blijven, zou een halfwaardetijd van ten minste 100 miljoen jaar vereisen. Van de primaire radionucliden, die nog steeds worden gevonden, drie zijn het belangrijkst. Röntgenbron een K-40, U-238 en Th-232. Uranium en thorium vervalcyclus, elk vormproducten die bijna altijd in aanwezigheid van het oorspronkelijke isotoop. Hoewel veel van de dochter radionucliden zijn van korte duur, ze komen vaak voor in het milieu, omdat het voortdurend wordt gevormd uit de langlevende voorlopers.

Andere langlevende originele X-ray bronnen, kortom, zijn in zeer lage concentraties. Dit Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, en ga zo maar door. D. Natuurlijk voorkomende neutronen vele andere radionucliden, maar hun concentratie is meestal vrij laag. In een carrière Oklo in Gabon, Afrika, ligt het bewijs van het bestaan van "natuurlijke reactor", waarin de nucleaire reacties plaatsvinden. Uitputting van U-235 en de aanwezigheid van splijtingsproducten binnen de rijke uraniumvoorraden, tonen aan dat ongeveer 2 miljard jaar geleden, is er plaatsvond spontaan leiden tot een kettingreactie.

Ondanks het feit dat de oorspronkelijke radionucliden zijn alomtegenwoordig, de concentratie afhankelijk van de locatie. Het hoofdreservoir van natuurlijke radioactiviteit is de lithosfeer. Daarnaast loopt lithosfeer varieert aanzienlijk. Soms wordt geassocieerd met bepaalde typen verbindingen en mineralen, soms - vooral regionaal, met weinig correlatie met de verschillende soorten gesteenten en mineralen.

Verdeling van de primaire radionucliden en hun dochter producten in natuurlijke ecosystemen is afhankelijk van vele factoren, waaronder de chemische eigenschappen van de nucliden, fysieke factoren van het ecosysteem, evenals fysiologische en ecologische kenmerken van flora en fauna. Verwering stenen, hun hoofdreservoir levert de bodem U, Th en K. Th en U vervalproducten ook deelnemen aan dit programma. Van de bodem K, Ra, U bit, en zeer weinig Th opgenomen door planten. Zij maken gebruik van kalium-40 alsook stabiele en K. Radium, U-238 vervalproduct, die de centrale, niet omdat het een isotoop, en omdat het chemisch vergelijkbaar met calcium. Absorptie van planten uranium en thorium zijn meestal klein, omdat deze radionucliden zijn meestal onoplosbaar.

radon

Allerbelangrijkste bronnen van natuurlijke stralingselement is smaakloos en reukloos, onzichtbaar gas, die 8 maal zwaarder dan lucht, radon. Het bestaat uit twee isotopen - radon-222, een van de vervalproducten van U-238 en radon-220, gevormd door het verval van Th-232.

Rotsen, bodem, planten, dieren uitstoten radon in de atmosfeer. Het gas is een product van het verval van radium, en die in elk materiaal dat het bevat. Omdat radon - inert gas kan worden geïsoleerd oppervlakken in contact met de atmosfeer. De hoeveelheid radon, die uitgaat van een bepaalde rotsmassa afhankelijk van de hoeveelheid radium en oppervlaktegebied. Hoe kleiner het ras, hoe meer het kan radon vrijgeven. Rn-concentratie in de lucht bij radiysoderzhaschimi materialen is ook afhankelijk luchtsnelheid. In kelders, grotten en mijnen, die een slechte luchtcirculatie te hebben, kan de concentratie van radon significante niveaus bereiken.

RN snel ontleedt en vormt een reeks dochterradionucliden. Na de vorming van atmosferische radonvervalproducten verbonden met kleine stofdeeltjes, die zich af op de bodem en planten en wordt ingeademd door de dieren. Regens bijzonder effectief gezuiverde lucht van radioactieve elementen, maar de botsing en depositie van stofdeeltjes bevordert ook de afzetting.

In gematigde klimaten, de concentratie van radon binnenshuis gemiddeld ongeveer 5-10 keer hoger dan buitenshuis.

In de afgelopen decennia is de man "kunstmatig" geproduceerd honderden radionucliden begeleidende röntgenstraling bronnen, eigenschappen en toepassingen die worden gebruikt in de geneeskunde, militaire, energieopwekking en instrumentatie naar mijnbouwactiviteiten.

Individuele effecten van kunstmatige stralingsbronnen varieert sterk. De meeste mensen krijgen een relatief kleine dosis van kunstmatige straling, maar sommige - vele duizenden malen de straling van natuurlijke bronnen. Man-made bronnen worden beter gecontroleerd dan natuurlijk.

X-ray bronnen in de geneeskunde

De industriële en medische doeleinden, in de regel alleen pure radionucliden, die de identificatie van manieren om lekken uit de opslag en de verwijdering proces vereenvoudigt.

straling toepassingen in de geneeskunde is wijdverspreid en kan mogelijk een aanzienlijke impact hebben. Dit geldt ook voor X-ray bronnen gebruikt in de geneeskunde voor:

• diagnostiek;
• therapie;
• analytische procedures;
• pacing.

Voor diagnostisch gebruik als private bronnen, evenals een breed scala van radioactieve tracers. Health faciliteiten onderscheiden meestal de toepassing als radiologie en nucleaire geneeskunde.

Is de X-ray tube bron van ioniserende straling? Computertomografie en fluoroscopie - een bekende diagnostische procedures die zijn gemaakt met het. Verder medische radiografie, zijn er vele toepassingen isotoop bronnen zoals gamma en beta en experimentele neutronenbronnen voor het geval röntgenapparaten zijn lastig, misplaatst, of kan gevaarlijk zijn. Vanuit het oogpunt van ecologie, röntgenstraling is niet gevaarlijk zolang de bronnen verantwoordelijke en afgevoerd blijft. In dit opzicht is het verhaal elementen radium, radon en naalden radiysoderzhaschih luminescerende verbindingen zijn niet bemoedigend.

Röntgenbronnen op basis van ⁹⁰ Sr of ¹⁴⁷ Pm gebruikte. De opkomst van ²⁵² Cf als draagbare neutronengenerator neutron radiografie gemaakt overal verkrijgbaar, maar in het algemeen is deze methode nog steeds sterk afhankelijk van de beschikbaarheid van kernreactoren.

nucleaire geneeskunde

Het grootste gevaar van de milieu-impact zijn radioactieve isotoop merkers in de nucleaire geneeskunde en X-ray bronnen. Voorbeelden bijwerking als volgt:

• bestraling van de patiënt;
• blootstelling van ziekenhuispersoneel;
• bestraling bij het vervoer van radioactieve farmaceutica;
• effect in het productieproces;
• de impact van radioactief afval.

De laatste jaren is er een tendens om de blootstelling van patiënten door de invoering van korte duur isotopen te verminderen meer nauwkeurig gerichte activiteiten en het gebruik van meer sterk gelokaliseerde producten.

Kleinere halfwaardetijd vermindert de invloed van radioactief afval , aangezien de meeste van de langlevende elementen wordt uitgevoerd door de nieren.

Blijkbaar, is de impact op het milieu door het rioleringssysteem niet afhankelijk van de vraag of de patiënt in het ziekenhuis of behandeld op een poliklinische basis. Hoewel het grootste deel van de uitstoot van radioactieve elementen is waarschijnlijk op korte termijn, cumulatieve effect aanzienlijk hoger ligt dan het niveau van de vervuiling van alle kerncentrales gecombineerd.

De meest gebruikte radionucliden in de geneeskunde - X-ray bronnen:

• ^99mTc - scannen van de schedel en de hersenen, cerebraal bloed scannen, hart, lever, long, schildklier, placenta lokalisatie;
• ^131I - bloed, lever scan, placenta lokalisatie, scannen en behandeling van de schildklier;
• ⁵¹ Cr - bepaling van de duur van de aanwezigheid van rode bloedcellen of sequestratie, bloedvolume;
• ⁵⁷ Co - Schilling monster;
• ^32P - gemetastaseerd bot.

Wijdverbreide gebruik van radioimmunoassay procedures stralingsanalyse urine en andere onderzoeksmethoden gebruikt gemerkte organische verbindingen sterk toegenomen gebruik van een vloeibare scintillatie-preparaten. Organische fosforverbinding oplossingen zijn gewoonlijk gebaseerd op tolueen of xyleen, vormen een vrij grote hoeveelheid vloeibaar organisch afval dat moet worden afgevoerd. Verwerking in vloeibare vorm, is potentieel gevaarlijk en milieu onaanvaardbaar. Om deze reden wordt de voorkeur gegeven aan de afvalverbranding.

Aangezien langlevende ^3H of ^14C gemakkelijk oplosbaar in het milieu, het effect is in het normale bereik. Maar het cumulatieve effect kan aanzienlijk zijn.

Een ander medisch gebruik van radionucliden - het gebruik van plutonium batterijen voor pacemakers macht. Duizenden mensen zijn vandaag de dag leven dankzij het feit dat deze apparaten te bedienen hun hart. Ingekapselde bronnen ²³⁸ Pu (150 GBq) chirurgisch geïmplanteerd in patiënten.

Industriële X-ray straling: bronnen, eigenschappen en toepassingen

Geneeskunde - is niet het enige gebied waar dat aan het gebruik van dit deel van het elektromagnetische spectrum. Een groot deel van de kunstmatige stralingsmilieu worden gebruikt in industriële radioisotopen en röntgenbronnen. Voorbeelden van deze toepassing:

• industriële radiografie;
• stralingsmeting;
• rookmelders;
• zelflichtgevend materialen;
• X-ray kristallografie;
• scanners voor het inspecteren van bagage en handbagage;
• X-ray lasers;
• synchrotrons;
• cyclotrons.

Aangezien de meeste van deze toepassingen omvatten het gebruik van ingekapselde isotopen, bestraling vindt plaats tijdens het vervoer, de overbrenging, het onderhoud en het gebruik.

Is de X-ray tube bron van ioniserende straling in de industrie? Ja, wordt het gebruikt in niet-destructieve luchthaven controle systemen, in kristal onderzoek, materialen en structuren, industriële inspectie. In de afgelopen tien jaar hebben de dosis van de blootstelling aan straling in de wetenschap en de industrie de helft van de waarde van deze indicator in de geneeskunde bereikt; dus een belangrijke bijdrage leveren.

Ingekapseld röntgenbronnen op zichzelf weinig effect hebben. Maar hun vervoer en verwijdering alarmerend wanneer ze verloren of per ongeluk geworpen in de vuilnisbak. Zoals röntgenbronnen worden gewoonlijk geleverd en in een dubbele verzegelde schijven of cilinders gemonteerd. De capsules zijn gemaakt van roestvrij staal en vereisen periodieke keuring op lekkage. Recycling kan een probleem zijn. Kortstondige bronnen kunt opslaan en verval, maar zelfs in dit geval, moeten ze worden naar behoren in aanmerking worden genomen, en de resterende actieve materiaal moet worden afgevoerd in een erkende faciliteit. Anders moet de capsules naar gespecialiseerde instellingen worden gestuurd. De dikte bepaalt de grootte van het actieve materiaal en de röntgenbron part.

Opslagruimte röntgenbronnen

Een groeiend probleem is de veilige ontmanteling en sanering van industriële sites waar radioactieve stoffen in het verleden zijn opgeslagen. Eigenlijk is het eerder gebouwd bedrijven voor de verwerking van nucleair materiaal, maar moet deel uitmaken van andere sectoren, zoals fabrieken voor de productie van self-lichtgevende tritium borden zijn.

Een bijzonder probleem is de lange duur low-level bronnen, die op grote schaal worden verspreid. Bijvoorbeeld is de ²⁴¹ Am gebruikt rookmelders. Naast radon is de belangrijkste X-ray bronnen in de woning. Individueel ze geen gevaar opleveren, maar een aanzienlijk aantal van hen kan een probleem in de toekomst.

nucleaire explosies

In de afgelopen 50 jaar, werd elk onderworpen aan de werking van de straling van de radioactieve neerslag veroorzaakt door het testen van kernwapens. Ze bereikte een piek in 1954-1958 en 1961-1962 jaar.

In 1963, drie landen (Sovjet-Unie, de VS en Groot-Brittannië) een overeenkomst getekend over een gedeeltelijk verbod op kernproeven in de atmosfeer, de oceanen en de ruimte. In de komende twee decennia, Frankrijk en China voerde een reeks van veel kleinere studies, die stopte in 1980. Ondergrondse tests worden nog steeds uitgevoerd, maar ze meestal niet neerslag veroorzaken.

Radioactieve besmetting na atmosferische testen vallen in de buurt van de plaats van de explosie. In deel, blijven ze in de troposfeer en over de hele wereld op dezelfde breedtegraad worden gedragen door de wind. Als we verhuizen, ze op de grond vallen, een verblijf van ongeveer een maand in de lucht. Maar het beste deel is geduwd in de stratosfeer, waar de vervuiling blijft gedurende vele maanden, en langzaam verlaagd over de planeet.

De neerslag bevat honderden verschillende radionucliden, maar slechts weinigen van hen zijn in staat om op te treden op het menselijk lichaam, zodat hun grootte is zeer klein, en het verval is snel. C-14, Cs-137, Zr-95 en Sr-90 zijn de belangrijkste.

Zr-95 heeft een halfwaardetijd van 64 dagen, en de Cs-137 en Sr-90 - ongeveer 30 jaar. Alleen koolstof-14 met een halfwaardetijd van 5730 jaar blijft actief in de verre toekomst.

kernenergie

Kernenergie is de meest controversiële van alle door de mens veroorzaakte bronnen van straling, maar het heeft een zeer kleine bijdrage aan de impact op de menselijke gezondheid. Tijdens de normale werking van nucleaire installaties uit te stoten in het milieu van een kleine hoeveelheid straling. In februari 2016 waren er 442 werkzaam civiele kernreactoren in 31 landen, en nog eens 66 in aanbouw. Dit is slechts een deel van de productiecyclus van nucleaire brandstof. Het begint met de productie en het malen van uranium erts en verlengt de vervaardiging van nucleaire brandstof. Na gebruik in elektriciteitscentrales Brandstofcellen soms worden verwerkt voor het terugwinnen van uranium en plutonium. Ten slotte is de cyclus eindigt met de opslag van kernafval. In elk stadium van deze cyclus kan radioactief materiaal lekken.

Ongeveer de helft van de wereldproductie van uranium erts afkomstig van de open put, de andere helft - van de mijnen. Het werd vervolgens vermalen in een nabijgelegen molens die grote hoeveelheden afval produceren - honderden miljoenen tonnen. Dit afval blijft radioactief miljoenen jaren nadat het bedrijf stopt met haar werk, ook al is de emissie van straling is een zeer klein deel van de natuurlijke achtergrond.

Daarna wordt het uranium in brandstof omgezet door verdere verwerking en zuivering op concentreren molens. Deze processen leiden tot de lucht- en waterverontreiniging, maar ze zijn veel minder dan in andere stadia van de splijtstofcyclus.