sources de rayons X. La source de tube à rayons X des rayonnements ionisants?

Tout au long de l'histoire de la vie sur Terre les organismes sont constamment exposés aux rayons cosmiques et les éduqués dans une atmosphère de radionucléides et rayonnement dans les substances d'origine naturelle. La vie moderne est ajustée à la toutes les caractéristiques et les limites de l'environnement, y compris par des sources naturelles de rayons X.

En dépit du fait que les niveaux élevés de rayonnement, bien sûr, nocif pour le corps, certains types de rayonnements sont importants pour la vie. Par exemple, le rayonnement de fond a contribué aux produits chimiques de base et de l'évolution biologique. De plus évident est le fait que la chaleur du noyau de la Terre est fourni et maintenu par la chaleur de désintégration du primaire, des radionucléides d'origine naturelle.

rayons cosmiques

Radiation d'origine extra-terrestre, qui bombardent en permanence la Terre, appelée cosmique.

Le fait que le rayonnement pénétrant tombe sur notre planète depuis l'espace, mais pas d'origine terrestre, a été trouvée dans des expériences pour mesurer l'ionisation à différentes altitudes, de On a constaté que l'intensité du rayonnement ionisant a été réduit à une hauteur de 700 m d'altitude à 9000 m., et continuer à monter plus rapidement. La baisse initiale peut être attribuée à une diminution de l'intensité des rayons gamma terrestres et l'augmentation – cosmique.

sources de rayons X dans l'espace sont les suivants:

• galaxies de groupe;
• galaxies Seyfert;
• le soleil;
• étoiles;
• quasars;
• trous noirs;
• restes de supernova;
• naines blanches;
• étoiles sombres et d'autres.

La preuve d'un tel rayonnement, par exemple, est d'augmenter l'intensité des rayons cosmiques observés dans le monde après des fusées éclairantes. Mais notre étoile est pas un contributeur majeur au flux total, comme ses variations quotidiennes sont très petites.

Deux types de poutres

Les rayons cosmiques sont divisés en primaire et secondaire. Rayonnement n'interagit pas avec la matière dans l'atmosphère ou lithosphère hydrosphère de la Terre, appelée primaire. Il est constitué de protons (≈ 85%) et de particules alpha (≈ 14%), avec des débits beaucoup plus faibles (<1%) des noyaux plus lourds. Les rayons X cosmiques secondaires, les sources de rayonnement – le rayonnement primaire et l'atmosphère sont constitués de particules subatomiques, tels que pions, muons et électrons. Au niveau de la mer, la quasi-totalité du rayonnement observé comprend les rayons cosmiques secondaires dont 68% est représenté muons et 30% – par les électrons. Moins de 1% de l'écoulement au niveau de la mer est constituée de protons.

rayons cosmiques primaires ont tendance à avoir une énergie cinétique énorme. Ils sont chargés positivement et gagnent de l'énergie due à l'accélération dans des champs magnétiques. Dans le vide des particules chargées de l'espace peut survivre longtemps et voyager des millions d'années-lumière. Au cours de ce vol, ils acquièrent une énergie cinétique élevée de l'ordre de 2-30 GeV (1 GeV = ¹⁰ Septembre eV). Les particules individuelles ont des énergies jusqu'à 10 ¹⁰ GeV.

La haute énergie des rayons cosmiques primaires leur permettre de diviser littéralement la collision d'atomes dans l'atmosphère terrestre. Avec des neutrons, des protons et des particules subatomiques peuvent être formés d'éléments plus légers tels que l'hydrogène, l'hélium et le béryllium. Muons toujours à la charge, et se désintègrent rapidement en électrons ou des positrons.

blindage magnétique

L'intensité des rayons cosmiques avec la forte hausse pour atteindre un maximum à environ 20 km. 20 km au sommet de l'atmosphère (jusqu'à 50 km), l'intensité diminue.

Cette tendance est due à une production accrue de rayonnement secondaire en augmentant la densité de l'air. A une altitude de 20 km grande partie du rayonnement primaire est entré en interaction, et la réduction de l'intensité de 20 km d'altitude reflète l'absorption de l'atmosphère de faisceaux secondaires, ce qui équivaut à environ couche d'eau de 10 mètres.

L'intensité du rayonnement est également liée à la latitude. Dans le même débit augmente cosmiques de l'altitude de l'équateur à la latitude de 50 à 60 ° C et reste constante jusqu'à des pôles. Cela est dû à la forme du champ magnétique de la Terre et la répartition de la puissance du rayonnement primaire. lignes de force magnétiques au-delà de l'atmosphère est généralement parallèle à la surface de la Terre à l'équateur et perpendiculaire aux pôles. Les particules chargées se déplacent facilement le long des lignes de champ magnétique, mais avec difficulté à surmonter sa direction transversale. A partir des pôles, la quasi-totalité du rayonnement primaire atteint à 60 ° de l'atmosphère de la terre, et à l'équateur particules uniquement avec des énergies dépassant 15 GeV, peuvent pénétrer à travers le blindage magnétique.

Les sources secondaires de rayons X

En raison de l'interaction des rayons cosmiques avec la matière produit en continu une quantité importante de radionucléides. La plupart d'entre eux sont des fragments, mais certains d'entre eux sont formés par activation des atomes stables avec des neutrons et muons. production naturelle de radionucléides dans l'atmosphère correspond à l'intensité du rayonnement cosmique en altitude et de la latitude. Environ 70% d'entre eux se produisent dans la stratosphère, et 30% – dans la troposphère.

À l'exception de H-3 et C-14, les radionucléides sont généralement à des concentrations très faibles. Le tritium est dilué et mélangé avec de l' eau et de H 2 et C-14 se combine avec l' oxygène pour former du CO _2, qui est mélangé avec une atmosphère de dioxyde de carbone. Carbon-14 pénètre dans la plante par photosynthèse.

radiatif de la Terre

Parmi les nombreux radionucléides qui formaient la Terre, seulement quelques – uns ont une demi-vie assez longtemps pour expliquer leur existence actuelle. Si notre planète a été créé il y a environ 6 milliards d'années, ils restent en quantités mesurables, il faudrait une demi-vie d'au moins 100 millions d'années. Parmi les radionucléides primaires, qui sont encore trouvés, trois sont les plus importants. source de rayons X est un K-40, U-238 et Th-232. L'uranium et de la chaîne de désintégration du thorium, chaque produit de forme qui sont presque toujours en présence de l'isotope d'origine. Bien que la plupart des radionucléides filles sont de courte durée, ils sont communs dans l'environnement, car il est constamment formé à partir des précurseurs à long terme.

D'autres sources originales de rayons X de longue durée, en bref, sont à des concentrations très faibles. Ce Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176, et ainsi de suite. D. neutrons d'origine naturelle forment beaucoup d'autres radionucléides, mais leur concentration est généralement assez faible. Dans une carrière Oklo au Gabon, en Afrique, des preuves localisées de l'existence du « réacteur naturel » dans lequel se produisent des réactions nucléaires. Épuisement de U-235 et la présence de produits de fission dans les riches gisements d'uranium, montrent qu'il ya environ 2 milliards d'années, il y a eu lieu spontanément déclencher une réaction en chaîne.

En dépit du fait que les radionucléides d'origine sont omniprésents, leur concentration dépend de l'emplacement. Le réservoir principal de la radioactivité naturelle est la lithosphère. En outre, dans la lithosphère varie considérablement. Parfois, il est associé à certains types de composés minéraux et, parfois – surtout au niveau régional, avec peu de corrélation avec les types de roches et de minéraux.

Répartition des radionucléides primaires et leurs produits de filiation dans les écosystèmes naturels dépend de nombreux facteurs, y compris les propriétés chimiques des nucléides, des facteurs physiques de l'écosystème, ainsi que des attributs physiologiques et écologiques de la flore et de la faune. L'érosion des roches, leur principal réservoir fournit le sol U, Th et produits de désintégration K. Th et U prennent également part à ce programme. Du sol K, Ra, peu U, et très peu de Th absorbés par les plantes. Ils utilisent le potassium-40, ainsi que stable et K. Radium, produit de désintégration U-238, utilisé par la plante, non pas parce qu'il est un isotope, et puisqu'il est chimiquement similaire au calcium. L'absorption des plantes d'uranium et de thorium sont généralement de petite taille, étant donné que ces radionucléides sont généralement insolubles.

radon

Le plus important de toutes les sources de l'élément de rayonnement naturel est insipide et inodore, gaz invisible, qui est 8 fois plus lourd que l'air, le radon. Il se compose de deux isotopes principaux – le radon-222, l'un des produits de décomposition du U-238 et le radon-220, formé par la décomposition de Th-232.

Roches, le sol, les plantes, les animaux émettent le radon dans l'atmosphère. Le gaz est un produit de la désintégration du radium, et produit en tout matériau qui le contient. Etant donné que le radon – un gaz inerte, on peut isoler des surfaces en contact avec l'atmosphère. La quantité de radon, qui émane d'une masse donnée de roche dépend de la quantité de radium et de la surface. Plus la race, plus il peut libérer le radon. Rn concentration dans l'air à proximité de matériaux de radiysoderzhaschimi dépend également de la vitesse de l'air. Dans les sous-sols, les grottes et les mines, qui ont une mauvaise circulation d'air, la concentration du radon peut atteindre des niveaux significatifs.

Rn se décompose rapidement et forme une série de radionucléides filles. Après la formation de produits atmosphériques de désintégration du radon sont joints avec de petites particules de poussière, qui se dépose sur le sol et les plantes, et est inhalée par les animaux. Les pluies air particulièrement efficace purifiés à partir d'éléments radioactifs, mais la collision et le dépôt de particules d'aérosol favorise également leur dépôt.

Dans les climats tempérés, la concentration de radon à l'intérieur, en moyenne, environ 5-10 fois plus élevé qu'à l'extérieur.

Au cours des dernières décennies, l'homme « artificiellement » produit plusieurs centaines de radionucléides accompagnant sources de rayonnements de rayons X, les propriétés et les applications qui sont utilisées en médecine, militaire, la production d'électricité et l'instrumentation pour l'exploration minérale.

Les effets individuels des sources de rayonnement artificielles varie grandement. La plupart des gens une dose relativement faible de rayonnements artificiels, mais quelques – plusieurs milliers de fois le rayonnement des sources naturelles. Les sources artificielles sont mieux contrôlées que naturel.

sources de rayons X en médecine

L'utilisation industrielle et médicale, en règle générale, seuls des radionucléides purs, ce qui simplifie l'identification des moyens de fuir à partir de sites de stockage et élimination.

applications des rayonnements en médecine est très répandu et pourraient avoir un impact significatif. Cela inclut des sources de rayons X utilisés en médecine pour:

• diagnostic;
• la thérapie;
• les procédures d'analyse;
• stimulation.

Pour diagnostic en tant que sources privées, ainsi qu'une grande variété de traceurs radioactifs. Les établissements de santé distinguent généralement l'application comme la radiologie et la médecine nucléaire.

Le tube à rayons X source de rayonnements ionisants? La tomodensitométrie et la fluoroscopie – une des procédures de diagnostic bien connus qui sont faites avec elle. En outre, en radiographie médicale, il existe des sources d'isotopes de nombreuses applications , y compris gamma et bêta, et les sources de neutrons expérimentales pour les cas où les machines à rayons X ne sont pas pratiques, mal placée, ou peut être dangereux. Du point de vue de l'écologie, rayons X ne sont pas dangereux tant que ses sources demeurent responsables et éliminés de façon appropriée. À cet égard, l'histoire des éléments radium, le radon et les aiguilles radiysoderzhaschih composés luminescents ne sont pas encourageants.

des sources de rayons X sur la base de ⁹⁰ Sr ou ¹⁴⁷ Pm couramment utilisés. L'émergence de ²⁵² Cf comme la radiographie des neutrons de générateur de neutrons portable fait largement disponible, bien qu'en général, cette méthode est encore fortement dépendante de la disponibilité des réacteurs nucléaires.

médecine nucléaire

Le principal danger de l'impact environnemental sont des étiquettes radio-isotopes en médecine nucléaire et des sources de rayons X. Exemples d'effets indésirables les éléments suivants:

• l'irradiation du patient;
• l'exposition du personnel hospitalier;
• irradiation lors du transport de produits pharmaceutiques radioactifs;
• impact dans le processus de fabrication;
• l'impact des déchets radioactifs.

Ces dernières années, on a eu tendance à réduire l'exposition des patients grâce à l'introduction d'isotopes de courte durée plus étroite des activités ciblées et l'utilisation de produits plus fortement localisés.

demi-vie plus petite réduit l'influence des déchets radioactifs puisque la plupart des éléments à long terme est sortie par les reins.

Apparemment, l'impact sur l'environnement par le système d'évacuation des eaux usées ne dépend pas du fait que le patient est à l'hôpital ou traité sur une base ambulatoire. Bien que la plupart des émissions d'éléments radioactifs est susceptible d'être à court terme, l'effet cumulatif dépasse considérablement le niveau de pollution de toutes les centrales nucléaires combinées.

Les radionucléides les plus couramment utilisés en médecine – sources de rayons X:

• ^99m Tc – balayage du crâne et du cerveau, d' analyse sanguine cérébrale, coeur, foie, poumon, glande thyroïde, de la localisation du placenta;
• ¹³¹ I – sang, le balayage du foie, de la localisation placentaire, la numérisation et le traitement de la thyroïde;
• ⁵¹ Cr – détermination de la durée de l'existence de globules rouges ou la séquestration, le volume de sang;
• ⁵⁷ Co – Schilling échantillon;
• ³² P – métastasé à l' os.

L'utilisation généralisée de l'analyse des procédures de dosage radio-immunologique de rayonnement de l'urine et d'autres méthodes de recherche à l'aide de composés organiques marqués augmenté de façon significative l'utilisation d'une préparation à scintillation liquide. solutions organiques du phosphore sont généralement basés sur le toluène ou le xylène, constitue un volume assez important de déchets organiques liquides qui doivent être éliminés. Traitement sous forme liquide, est potentiellement dangereux et inacceptable pour l'environnement. Pour cette raison, la préférence est donnée à l'incinération des déchets.

Depuis longue durée de vie ³ H ou C ¹⁴ sont facilement solubles dans le milieu, leur effet est dans la plage normale. Mais l'effet cumulatif peut être considérable.

Une autre utilisation médicale des radionucléides – l'utilisation des batteries au plutonium pour le pouvoir de stimulateur cardiaque. Des milliers de personnes sont aujourd'hui en vie grâce au fait que ces dispositifs aider à exploiter leur cœur. Les sources scellées ²³⁸ Pu (150 GBq) implantés chirurgicalement dans des patients.

rayonnement industriel à rayons X: sources, propriétés et applications

Médecine – n'est pas le seul domaine dans lequel l'utilisation de trouver cette partie du spectre électromagnétique. Une grande partie de l'environnement de rayonnement artificiel sont utilisés dans des radio-isotopes industriels et des sources de rayons X. Des exemples de cette application:

• radiographie industrielle;
• mesure du rayonnement;
• des détecteurs de fumée;
• matériaux auto-lumineux;
• Cristallographie aux rayons X;
• scanners pour l'inspection des bagages et des bagages à main;
• lasers à rayons X;
• synchrotrons;
• cyclotrons.

Étant donné que la plupart de ces applications impliquent l'utilisation d'isotopes encapsulées, l'irradiation a lieu pendant le transport, le transfert, l'entretien et l'utilisation.

La source de tube à rayons X des rayonnements ionisants dans l'industrie? Oui, il est utilisé dans les systèmes de contrôle de l'aéroport non destructif, en recherche cristal, des matériaux et des structures, l'inspection industrielle. Au cours de la dernière décennie, la dose d'exposition aux rayonnements dans la science et de l'industrie ont atteint la moitié de la valeur de cet indicateur en médecine; Par conséquent, une contribution significative.

Encapsulées sources de rayons X par eux-mêmes ont peu d'effet. Mais leur transport et d'élimination alarmante quand ils sont perdus ou accidentellement jeté dans la poubelle. De telles sources de rayons X sont généralement fournis et installés de disques à double scellé ou cylindres. Les capsules sont fabriquées en acier inoxydable et nécessitent une inspection périodique des fuites. Le recyclage peut être un problème. sources de courte durée peuvent sauver et la pourriture, mais même dans ce cas, ils doivent être dûment pris en compte, et le matériau actif restant doivent être éliminés dans une installation agréée. Dans le cas contraire, les capsules doivent être envoyées à des institutions spécialisées. Leur épaisseur détermine la taille de la matière active et la partie de la source de rayons X.

Espace de stockage des sources de rayons X

Un problème croissant est la mise hors service en toute sécurité et la décontamination des sites industriels où les matières radioactives sont stockés dans le passé. Fondamentalement, il construit précédemment entreprises pour la transformation des matières nucléaires, mais doit faire partie d'autres industries, telles que les usines pour la production de panneaux de tritium auto-lumineux.

Un problème particulier est les sources de bas niveau à long terme, qui sont largement distribués. Par exemple, le ²⁴¹ Am est utilisé dans les détecteurs de fumée. En plus de radon sont les principales sources de rayons X dans la maison. Individuellement, ils ne posent pas de danger, mais un grand nombre d'entre eux peut être un problème à l'avenir.

explosions nucléaires

Au cours des 50 dernières années, chacun a été soumis à l'action du rayonnement émis par les retombées radioactives causés par les essais d'armes nucléaires. Ils ont atteint un sommet en 1954-1958 et 1961-1962 ans.

En 1963, trois pays (URSS, Etats-Unis et Grande-Bretagne) ont signé un accord sur l'interdiction partielle des essais nucléaires dans l'atmosphère, les océans et l'espace. Au cours des deux prochaines décennies, la France et la Chine ont mené une série d'essais beaucoup plus petits, qui avaient cessé en 1980. essais souterrains sont toujours en cours, mais ils ne causent généralement pas de précipitation.

La contamination radioactive après les essais atmosphériques tombent près du site de l'explosion. En partie, ils restent dans la troposphère et sont portés par le vent partout dans le monde à la même latitude. Alors que nous avançons, ils tombent sur le sol, en restant pendant environ un mois dans l'air. Mais la meilleure partie est poussée dans la stratosphère, où la pollution reste pendant plusieurs mois, et abaissé lentement à travers la planète.

Les retombées comprend des centaines de radionucléides, mais seulement quelques-uns d'entre eux sont en mesure d'agir sur le corps humain, de sorte que leur taille est très petite, et la désintégration est rapide. C-14, Cs-137, Zr-95 et du Sr-90 sont les plus importantes.

Zr-95 a une demi-vie de 64 jours, et le Cs-137 et SR-90 – environ 30 ans. Seul le carbone-14 avec une demi-vie de 5730 ans restera actif dans un futur lointain.

énergie nucléaire

L'énergie nucléaire est la plus controversée de toutes les sources artificielles de rayonnements, mais il a une très faible contribution à l'impact sur la santé humaine. Pendant le fonctionnement normal des installations nucléaires émettent dans l'environnement d'une petite quantité de rayonnement. En Février 2016, il y avait 442 réacteurs nucléaires en civil dans 31 pays, et un autre 66 sont en construction. Ceci est seulement une partie du cycle de production du combustible nucléaire. Il commence par la production et le broyage du minerai d'uranium et prolonge la fabrication de combustible nucléaire. Après utilisation dans les centrales électriques Les piles à combustible sont parfois traitées pour la récupération de l'uranium et du plutonium. Enfin, le cycle se termine par l'élimination des déchets nucléaires. A chaque étape de ce cycle pourrait couler des matières radioactives.

Environ la moitié de la production mondiale de minerai d'uranium provient de la mine à ciel ouvert, l'autre moitié – des mines. Il a ensuite été broyé dans les usines voisines qui produisent de grandes quantités de déchets – des centaines de millions de tonnes. Ces déchets restent radioactifs pendant des millions d'années après que la compagnie cesse ses travaux, même si l'émission de rayonnement est une très faible fraction de fond naturel.

Par la suite, l'uranium est transformé en combustible par un traitement et une purification supplémentaire sur les usines de concentration. Ces processus conduisent à la pollution de l'air et de l'eau, mais ils sont beaucoup moins à d'autres étapes du cycle du combustible.