Рентген булагы. Рентген түтүгү иондоштуруучу нурлануунун булагыбы?

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 17:51

Жердеги жашоонун бүткүл тарыхында организмдер дайыма космостук нурлардын жана алар тарабынан атмосферада пайда болгон радионуклиддердин, ошондой эле жаратылышта бардык жерде кездешүүчү заттардын радиациясынын таасирине дуушар болуп келген. Заманбап жашоо чөйрөнүн бардык өзгөчөлүктөрүнө жана чектөөлөрүнө, анын ичинде рентген нурларынын табигый булактарына ыңгайлашкан.

Радиациянын жогорку деңгээли, албетте, организмдер үчүн зыяндуу болгону менен, радиациянын айрым түрлөрү жашоо үчүн абдан маанилүү. Мисалы, радиациялык фон химиялык жана биологиялык эволюциянын негизги процесстерине салым кошкон. Ошондой эле Жердин өзөгүндөгү жылуулук биринчилик, табигый радионуклиддердин ажыроо жылуулугу менен камсыздалып, сакталып турганы да анык.

Космостук нурлар

Жерди тынымсыз бомбалоочу Жерден тышкаркы радиация деп аталат.боштук.

Бул өтүүчү радиация биздин планетага Жерден эмес, космостон келе тургандыгы деңиз деңгээлинен 9000 мге чейинки ар кандай бийиктиктерде иондоштурууну өлчөө боюнча эксперименттерде аныкталган. Иондоштуруучу нурлануунун интенсивдүүлүгү аныкталды. 700 м бийиктикке чейин төмөндөп, андан кийин көтөрүлүү менен тез өскөн. Алгачкы төмөндөөнү жердеги гамма нурларынын интенсивдүүлүгүнүн төмөндөшү, ал эми космостук нурлардын таасири менен көбөйүшү менен түшүндүрүүгө болот.

Космостогу рентген булактары төмөнкүдөй:

• галактикалардын топтору;
• Сейферт галактикалары;
• Күн;
• жылдыздар;
• квазарлар;
• кара тешиктер;
• супернованын калдыктары;
• ак эргежээлдер;
• караңгы жылдыздар ж.б.

Мындай радиациянын далили, мисалы, Күн жарыгынан кийин Жерде байкалган космостук нурлардын интенсивдүүлүгүнүн жогорулашы. Бирок биздин жылдыз жалпы агымга негизги салым кошо албайт, анткени анын күнүмдүк вариациялары өтө аз.

Нурлардын эки түрү

Космостук нурлар негизги жана экинчилик болуп бөлүнөт. Жердин атмосферасында, литосферасында жана гидросферасындагы заттар менен өз ара аракеттенбеген радиация биринчилик деп аталат. Ал протондордон (≈ 85%) жана альфа-бөлүкчөлөрдөн (≈ 14%) турат, андан алда канча кичине флюстар (< 1%) оор ядролордон турат. Нурлануунун булактары биринчилик нурлануу жана атмосфера болгон экинчи космикалык рентген нурлары пиондор, мюондор жанаэлектрондор. Деңиз деңгээлинде байкалган дээрлик бардык нурлануу экинчилик космикалык нурлардан турат, алардын 68% мюондор жана 30% электрондор. Деңиз деңгээлиндеги агымдын 1%дан азы протондордон турат.

Негизги космостук нурлар, эреже катары, чоң кинетикалык энергияга ээ. Алар оң заряддуу жана магнит талаасында ылдамдатуу аркылуу энергия алышат. Космостун вакуумунда заряддуу бөлүкчөлөр көпкө жашай алышат жана миллиондогон жарык жылын басып өтүшөт. Бул учуу учурунда алар 2–30 ГэВ (1 ГэВ=10⁹ эВ) тартибинде жогорку кинетикалык энергияга ээ болушат. Жеке бөлүкчөлөрдүн энергиясы 10^{10 GeV.}

Биринчи космостук нурлардын жогорку энергиялары алар кагылышканда жердин атмосферасындагы атомдорду түз мааниде бөлүүгө мүмкүндүк берет. Нейтрондор, протондор жана субатомдук бөлүкчөлөр менен бирге суутек, гелий, бериллий сыяктуу жеңил элементтер пайда болушу мүмкүн. Мюондор ар дайым заряддалып, тез эле электрондорго же позитрондорго ажырайт.

Магниттик калкан

Космостук нурлардын интенсивдүүлүгү болжол менен 20 км бийиктикте максимумга жеткенге чейин көтөрүлүү менен кескин өсөт. 20 кмден атмосферанын чек арасына чейин (50 кмге чейин) интенсивдүүлүк төмөндөйт.

Бул көрүнүш абанын тыгыздыгынын өсүшүнүн натыйжасында экинчилик нурлануунун өндүрүшүнүн көбөйүшү менен түшүндүрүлөт. 20 км бийиктикте биринчилик радиациянын көбү өз ара аракеттенүүгө кирип, интенсивдүүлүктүн 20 кмден деңиз деңгээлине чейин төмөндөшү экинчилик нурлардын жутулушун чагылдырат.атмосфера, болжол менен 10 метр сууга барабар.

Радиациянын интенсивдүүлүгү кеңдикке да байланыштуу. Ошол эле бийиктикте космостук агым экватордон 50–60° кеңдикке чейин өсүп, уюлдарга чейин туруктуу бойдон калат. Бул Жердин магнит талаасынын формасы жана алгачкы нурлануунун энергиясынын бөлүштүрүлүшү менен түшүндүрүлөт. Атмосферанын чегинен чыккан магнит талаасынын сызыктары көбүнчө экватордо жер бетине параллель жана уюлдарда перпендикуляр. Заряддалган бөлүкчөлөр магнит талаасынын сызыктары боюнча оңой жылышат, бирок аны туурасынан кеткен багытта араң басып өтүшөт. Уюлдардан 60°ка чейин дээрлик бардык алгачкы нурлануу Жердин атмосферасына жетет жана экватордо магниттик калканчка энергиясы 15 ГэВ ашкан бөлүкчөлөр гана өтө алат.

Экинчи даражадагы рентген булактары

Космостук нурлардын материя менен өз ара аракеттешүүсүнүн натыйжасында радионуклиддердин олуттуу көлөмү үзгүлтүксүз пайда болот. Алардын көбү фрагменттер, бирок кээ бирлери нейтрондор же мюондор тарабынан туруктуу атомдордун активдешүүсүнөн пайда болот. Атмосферадагы радионуклиддердин табигый өндүрүшү бийиктикте жана кеңдикте космостук нурлануунун интенсивдүүлүгүнө туура келет. Алардын 70%га жакыны стратосферада, 30%ы тропосферада пайда болот.

H-3 жана C-14 кошпогондо, радионуклиддер адатта өтө төмөн концентрацияда кездешет. Тритий суюлтулуп, суу жана Н-2 менен аралаштырылган, ал эми C-14 кычкылтек менен биригип, атмосферадагы көмүр кычкыл газы менен аралашкан CO_{2 пайда кылат. Көмүртек-14 өсүмдүктөргө фотосинтез аркылуу кирет.}

Жердин радиациясы

Жер менен бирге пайда болгон көптөгөн радионуклиддердин ичинен айрымдарынын гана жарым ажыроо мезгили алардын азыркы бар экенин түшүндүрүүгө жетиштүү. Биздин планета болжол менен 6 миллиард жыл мурун пайда болгон болсо, алар өлчөнгөн санда калуу үчүн, жок эле дегенде, 100 миллион жыл жарым ажыроо мезгили керек болот. Буга чейин ачылган алгачкы радионуклиддердин ичинен үчөө эң чоң мааниге ээ. Рентген булагы K-40, U-238 жана Th-232. Уран менен торийдин ар бири дээрлик дайыма баштапкы изотоптун катышуусунда болгон ажыроо азыктарынын чынжырын түзөт. Кызыктуу радионуклиддердин көбү кыска мөөнөттүү болгону менен, алар чөйрөдө көп кездешет, анткени алар дайыма узак мөөнөттүү негизги материалдардан түзүлөт.

Башка алгачкы узак мөөнөттүү рентген булактары, кыскасы, өтө төмөн концентрацияда. Булар Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176 ж. Габондогу (Африка) Окло карьеринде ядролук реакциялар жүрүп жаткан «табигый реактордун» далили бар. U-235тин азайышы жана бай уран кенинде бөлүнүү продуктуларынын болушу бул жерде болжол менен 2 миллиард жыл мурун өзүнөн-өзү пайда болгон чынжыр реакциясынын болгонун көрсөтүп турат.

Биринчи радионуклиддер бардык жерде кездешет, бирок алардын концентрациясы жайгашкан жерине жараша өзгөрөт. НегизгиТабигый радиоактивдүүлүктүн резервуары – литосфера. Мындан тышкары, ал литосферанын ичинде олуттуу өзгөрөт. Кээде ал кошулмалардын жана минералдардын айрым түрлөрү менен байланышкан, кээде ал тектердин жана минералдардын түрлөрү менен анча байланышы жок, жалаң региондук болот.

Биринчи радионуклиддердин жана алардын тукумунун ажыроо продуктуларынын табигый экосистемаларда таралышы көптөгөн факторлорго, анын ичинде нуклиддердин химиялык касиеттерине, экосистеманын физикалык факторлоруна, флора менен фаунанын физиологиялык жана экологиялык атрибуттарына көз каранды. Тоо тектердин бузулушу, алардын негизги резервуары топуракты U, Th жана K менен камсыздайт. Бул өтүүгө Th жана U-нун ажыроо продуктылары да катышат. Топурактан K, Ra, бир аз U жана өтө аз Th өсүмдүктөргө сиңет. Алар калий-40ты туруктуу К. Радиумду, U-238дин ажыроо продуктусун, изотоп болгондугу үчүн эмес, химиялык жактан кальцийге жакын болгондугу үчүн завод колдонот. Уран менен торийдин өсүмдүктөр тарабынан кабыл алынышы дээрлик жокко эсе, анткени бул радионуклиддер адатта эрибейт.

Радон

Табигый нурлануунун бардык булактарынын эң негизгиси даамсыз, жытсыз элемент, абадан 8 эсе оор көзгө көрүнбөгөн газ радон. Ал эки негизги изотоптон турат - радон-222, U-238дин ажыроо продуктуларынын бири жана радон-220, Th-232 ажыроосунда пайда болгон.

Тоолор, топурак, өсүмдүктөр, жаныбарлар атмосферага радон бөлүп чыгарышат. Газ радийдин ажыроо продуктусу жана ар кандай материалда пайда болотаны камтыйт. Радон инерттүү газ болгондуктан, ал атмосферага тийген беттерден бөлүнүп чыгышы мүмкүн. Берилген массадан чыккан радондун саны радийдин өлчөмүнө жана беттин аянтына жараша болот. Таш канчалык кичине болсо, ал ошончолук көп радон бөлүп чыгарат. Радий камтыган материалдардын жанындагы абадагы Rn концентрациясы да абанын ылдамдыгына жараша болот. Аба айлануусу начар жертөлөлөрдөгү, үңкүрлөрдөгү жана шахталарда радондун концентрациясы олуттуу деңгээлге жетиши мүмкүн.

Rn абдан тез бузулат жана бир катар радионуклиддерди пайда кылат. Атмосферада пайда болгондон кийин, радондун ажыроо продуктылары топуракка жана өсүмдүктөргө жайгаша турган майда чаң бөлүкчөлөрү менен биригип, жаныбарлар да дем алышат. Жаан-чачындар абадагы радиоактивдүү элементтерди тазалоодо өзгөчө эффективдүү, бирок аэрозоль бөлүкчөлөрүнүн таасири жана тунушу да алардын чогулуп калышына салым кошот.

Мелүүн климатта үй ичиндеги радондун концентрациясы сырттагыга караганда орто эсеп менен 5-10 эсе жогору.

Акыркы бир нече ондогон жылдар ичинде адам "жасалма түрдө" бир нече жүздөгөн радионуклиддерди, аны менен байланышкан рентген нурларын, булактарды, медицинада, аскердик, электр энергиясын өндүрүүдө, прибор курууда жана пайдалуу кендерди чалгындоодо колдонулуучу касиеттерин өндүрдү.

Радиациянын техногендик булактарынын жеке таасирлери абдан ар түрдүү. Көпчүлүк адамдар жасалма нурлануунун салыштырмалуу аз дозасын алышат, бирок кээ бирлери табигый булактардан нурланууну миңдеген эсе көп алышат. Адам жасаган булактар жакшыраактабигый караганда көзөмөлдөнөт.

Медицинадагы рентген булактары

Өнөр жайда жана медицинада, эреже катары, таза радионуклиддер гана колдонулат, бул сактоочу жайлардан агып кетүү жолдорун аныктоону жана утилдештирүү процессин жеңилдетет.

Радиацияны медицинада колдонуу кеңири таралган жана олуттуу таасир тийгизүү мүмкүнчүлүгүнө ээ. Ал төмөнкүлөр үчүн медицинада колдонулган рентген булактарын камтыйт:

• диагностика;
• терапия;
• аналитикалык процедуралар;
• темп.

Диагностика үчүн мөөр басылган булактар да, радиоактивдүү чалгындоочу приборлор да колдонулат. Медициналык мекемелер бул колдонмолорду көбүнчө радиология жана ядролук медицина деп айырмалайт.

Рентген түтүгү иондоштуруучу нурлануунун булагыбы? Компьютердик томография жана флюорография - анын жардамы менен аткарылуучу белгилүү диагностикалык процедуралар. Мындан тышкары, медициналык радиографияда изотоп булактарынын көптөгөн колдонмолору бар, анын ичинде гамма жана бета булактары жана рентген аппараттары ыңгайсыз, ылайыксыз же коркунучтуу болгон учурларда эксперименталдык нейтрон булактары. Экологиялык көз караштан алганда, радиографиялык нурлануу анын булактары жоопкерчиликтүү жана туура утилизацияланган шартта коркунуч туудурбайт. Бул жагынан алганда, радий элементтеринин, радон ийнелеринин жана радий камтыган люминесценттик кошулмалардын тарыхы көңүл жылытарлык эмес.

Көбүнчө колдонулган рентген булактары ⁹⁰Srже ¹⁴⁷ Кеч. ^{252Cf көчмө нейтрон генератору катары пайда болушу нейтрон радиографиясын кеңири жеткиликтүү кылды, бирок жалпысынан техника дагы эле өзөктүк реакторлордун болушуна абдан көз каранды.}

Ядролук медицина

Негизги экологиялык коркунучтар ядролук медицинадагы радиоизотоптордун этикеткалары жана рентген нурлары. Керексиз таасирлердин мисалдары төмөнкүдөй:

• оорулуунун нурлануусу;
• оорукана кызматкерлерин нурлантуу;
• радиактивдүү фармацевтиканы ташуу учурундагы таасири;
• өндүрүш учурундагы таасири;
• радиактивдүү калдыктардын таасири.

Акыркы жылдарда тар таасири бар кыскараак изотопторду киргизүү жана жогорку деңгээлде локализацияланган дарыларды колдонуу аркылуу бейтаптардын экспозициясын азайтуу тенденциясы байкалды.

Жарым ажыроо мезгилинин кыскараак болушу радиоактивдүү калдыктардын таасирин азайтат, анткени узак жашашуучу элементтердин көбү бөйрөк аркылуу бөлүнүп чыгат.

Канализациянын айлана-чөйрөгө тийгизген таасири бейтаптын стационардык же амбулатордук экенине көз каранды эмес. Бөлүнгөн радиоактивдүү элементтердин көбү кыска мөөнөттүү болушу мүмкүн, бирок жыйынды эффекти бардык атомдук электр станцияларынын булгануу деңгээлинен бир топ ашып кетет.

Медицинада эң көп колдонулган радионуклиддер рентген нурларынын булактары:

• 99mTc – баш сөөктү жана мээни сканерлөө, мээнин канын сканерлөө, жүрөк, боор, өпкө, калкан безин сканерлөө, плацентардык локализация;
• 131I - кан, боор, плацента локализациясы, калкан безин сканерлөө жана дарылоо;
• 51Cr - эритроциттердин же секвестрдин болушунун узактыгын, кандын көлөмүн аныктоо;
• 57Co - Шиллинг тести;
• 32P – сөөк метастаздары.

Радиоиммундук анализ процедураларын, заара анализин жана башка изилдөө ыкмаларын этикеткаланган органикалык кошулмаларды колдонуу менен кеңири колдонуу суюк сцинтилляциялык препараттарды колдонууну кыйла көбөйттү. Органикалык фосфор эритмелери, адатта, толуол же ксилол негизинде, жок кылынышы керек болгон суюк органикалык калдыктардын кыйла чоң көлөмүн түзөт. Суюк формада иштетүү коркунучтуу жана экологиялык жактан кабыл алынгыс. Ушул себептен улам, таштандыларды күйгүзүү артык.

Узак жашаган ³H же ^{14C чөйрөдө оңой эригендиктен, алардын таасири нормалдуу диапазондо. Бирок топтолгон эффект олуттуу болушу мүмкүн.}

Радинуклиддердин дагы бир медициналык колдонулушу – кардиостимуляторду иштетүү үчүн плутоний батареяларын колдонуу. Миңдеген адамдар бүгүн тирүү, анткени бул аппараттар алардын жүрөгүнүн иштешине жардам берет. 238Pu (150 GBq) жабык булактары бейтаптарга хирургиялык жол менен имплантацияланат.

Өнөр жай рентген нурлары: булактары, касиеттери, колдонмолору

Медицина электромагниттик спектрдин бул бөлүгү колдонулган жалгыз тармак эмес. Өнөр жайда колдонулуучу радиоизотоптор жана рентген булактары техногендик радиациялык кырдаалдын олуттуу бөлүгүн түзөт. Колдонмо мисалдары:

• өндүрүштүк рентгенография;
• радиацияны өлчөө;
• түтүн детекторлору;
• өзүн-өзү жарык берүүчү материалдар;
• Рентген кристаллография;
• жүк жана кол жүгүн текшерүү үчүн сканерлер;
• рентген лазерлери;
• синхротрондор;
• циклотрондор.

Бул колдонмолордун көбү капсулаланган изотопторду колдонууну камтыгандыктан, нурлануу ташуу, өткөрүп берүү, тейлөө жана утилдештирүү учурунда пайда болот.

Рентген түтүгү өнөр жайда иондоштуруучу нурлануунун булагыбы? Ооба, ал аэропорттун бузулбаган сыноо системаларында, кристаллдарды, материалдарды жана конструкцияларды изилдөөдө жана өнөр жай контролунда колдонулат. Акыркы ондогон жылдар ичинде илимде жана өндүрүштө нурлануунун дозалары медицинадагы бул көрсөткүчтүн жарымына жетти; демек, салым олуттуу.

Инкапсуляцияланган рентген булактары өзүнөн-өзү аз таасир этет. Бирок аларды ташып кетүү жана утилизациялоо, алар жоголуп кеткенде же жаңылыштык менен таштанды төгүүчү жайга ташталганда кооптондурат. Мындай булактарРентген нурлары, адатта, эки эсе жабылган дисктер же цилиндрлер катары берилет жана орнотулат. Капсулалар дат баспас болоттон жасалган жана агып кетүү үчүн мезгил-мезгили менен текшерүүнү талап кылат. Аларды жок кылуу көйгөй жаратышы мүмкүн. Кыска мөөнөттүү булактар сакталышы жана бузулушу мүмкүн, бирок ошондо да алар тийиштүү түрдө эсепке алынышы керек жана калдык активдүү материал лицензияланган объектте жок кылынышы керек. Болбосо, капсулаларды атайын мекемелерге жөнөтүү керек. Алардын күчү рентген булагынын активдүү бөлүгүнүн материалы менен өлчөмүн аныктайт.

Рентген булагы сакталган жерлер

Өткөндө радиоактивдүү материалдар сакталган өнөр жай жайларын коопсуз эксплуатациядан чыгаруу жана зыянсыздандыруу өсүп жаткан көйгөй болуп саналат. Булар негизинен ядролук кайра иштетүүчү эски жайлар, бирок өзүн-өзү жаркыратуучу тритий белгилерин чыгаруучу заводдор сыяктуу башка тармактарды тартуу керек.

Кеңири таралган узак мөөнөттүү төмөнкү деңгээлдеги булактар өзгөчө көйгөй болуп саналат. Мисалы, 241Am түтүн детекторлорунда колдонулат. Радондон тышкары булар күнүмдүк жашоодо рентген нурлануунун негизги булактары болуп саналат. Жекече алар эч кандай коркунуч туудурбайт, бирок алардын олуттуу бөлүгү келечекте көйгөй жаратышы мүмкүн.

Ядролук жарылуулар

Акыркы 50 жылдын ичинде ар бир адам өзөктүк куралды сыноодон улам келип чыккан радиацияга дуушар болгон. Алардын туу чокусу болгон1954-1958 жана 1961-1962.

1963-жылы уч елке (СССР, АКШ жана Великобритания) атмосферада, океанда жана космос мейкиндигинде ядролук сыноолорго жарым-жартылай тыюу салуу женунде келишимге кол коюшкан. Кийинки жыйырма жылдын ичинде Франция менен Кытай 1980-жылы токтогон бир топ майда сыноолорду өткөрүштү. Жер астындагы сыноолор дагы эле уланууда, бирок алар жалпысынан жаан-чачынды бербейт.

Атмосфералык сыноолордун радиоактивдүү булганышы жарылуу болгон жерге жакын жерге түшөт. Алардын айрымдары тропосферада калып, ошол эле кеңдикте дүйнө жүзү боюнча шамал алып жүрөт. Кыймылдаганда алар жерге кулап, абада бир айга жакын калышат. Бирок алардын көбү стратосферага сүрүлүп, булганышы көп айлар бою сакталып, акырындык менен планетага чөгүп кетет.

Радиоактивдүү чачырандылар бир нече жүздөгөн ар түрдүү радионуклиддерди камтыйт, бирок алардын айрымдары гана адамдын организмине таасир эте алат, ошондуктан алардын көлөмү өтө кичинекей жана тез чирийт. Эң маанилүүсү C-14, Cs-137, Zr-95 жана Sr-90.

Zr-95тин жарым ажыроо мезгили 64 күн, ал эми Cs-137 жана Sr-90 30 жылга жакын. Жарым ажыроо мезгили 5730 болгон көмүртек-14 гана келечекте активдүү бойдон калат.

Ядролук энергия

Ядролук энергетика бардык антропогендик нурлануу булактарынын эң талаштуусу, бирок ал адамдын ден соолугуна тийгизген таасири өтө аз. Кадимки иш учурунда өзөктүк объектилер айлана-чөйрөгө аз сандагы радиацияны бөлүп чыгарат. Февраль 201631 өлкөдө 442 жарандык атомдук реактор бар жана дагы 66сы курулуп жаткан. Бул өзөктүк отун өндүрүү циклинин бир бөлүгү гана. Ал уран рудасын казып алуу жана майдалоо менен башталып, өзөктүк отун өндүрүү менен уланат. Электр станцияларында колдонулгандан кийин, күйүүчү май клеткалары кээде уран менен плутонийди калыбына келтирүү үчүн кайра иштетилет. Аягында цикл ядролук калдыктарды жок кылуу менен аяктайт. Бул циклдин ар бир этабында радиоактивдүү материалдар бөлүнүп чыгышы мүмкүн.

Дүйнөдөгү уран рудасын өндүрүүнүн жарымына жакыны ачык карьерлерден, калган жарымы шахталардан алынат. Андан кийин ал ири көлөмдөгү калдыктарды - жүздөгөн миллион тоннаны чыгара турган жакын жердеги майдалагычтарда майдаланат. Бул калдыктар станция ишин токтоткондон кийин миллиондогон жылдар бою радиоактивдүү бойдон калууда, бирок радиация табигый фондун өтө аз гана бөлүгүн түзөт.

Андан кийин уран байытуу ишканаларында андан ары кайра иштетүү жана тазалоо аркылуу отунга айланат. Бул процесстер абанын жана суунун булганышына алып келет, бирок алар отун циклинин башка этаптарына караганда алда канча азыраак.