X線源。 電離放射線のX線管源は何ですか？

地球上の生命の全歴史を通して、生物は絶えず宇宙線にさらされており、大気中でそれらによって形成された放射性核種、そして自然界のあらゆるところに見られる物質の放射線にさらされてきました。 現代の生活は、自然のX線源を含む環境のすべての特徴と限界に合わせて調整されています。

高レベルの放射線は確かに生物に有害であるという事実にもかかわらず、一部のタイプの放射性放射線は人生にとって重要です。 例えば、放射線の背景は、化学的および生物学的進化の基本的プロセスに貢献した。 また、地球の核の熱が、主要な天然放射性核種の熱放散のために提供され維持されるという事実も明らかである。

宇宙線

地球を連続的に爆撃する地球外起源の放射は、宇宙と呼ばれます。

この浸透した放射線が海面から9000mまでの様々な高度でのイオン化を測定する実験で検出されたのは、電離放射線の強度が標高700mまで減少し、そして、上昇とともに急速に増加した。 初期の減少は、地上のガンマ線の強度の減少と、宇宙線の作用による増加によって説明することができる。

宇宙でのX線の放射源は以下の通りです：

• 銀河群。
• セイファト銀河;
• 太陽。
• スター数;
• クエーサー;
• ブラックホール;
• 超新星残骸;
• 白い矮星;
• ダークスターなど

そのような放射線の証拠は、例えば、太陽のフレアの後に地球上で観測される宇宙線の強度の増加である。 しかし、私たちの発光体は、その日変化が非常に小さいので、全体的な流れに主な貢献をしません。

2種類の光線

宇宙線は一次と二次に分かれています。 地球の大気、リソスフェアまたは水圏の物質と相互作用しない放射線は、原発と呼ばれます。 これはプロトン（約85％）とアルファ粒子（約14％）から構成され、より重い核のはるかに小さいフラックス（<1％）で構成されています。 放射線源が一次放射線および大気である二次宇宙線X線は、ピオン、ミュオンおよび電子のような亜原子粒子からなる。 海面では、観測された放射線のほとんどが二次宇宙線で構成されており、その68％がミュオンで30％が電子である。 海面のフラックスの1％未満は陽子からなる。

一次宇宙線は、原則として、大きな運動エネルギーを有する。 これらは正に帯電しており、磁場中の加速によりエネルギーを受け取る。 外部空間の真空中では、荷電粒子が長時間存在し、数百万光年を移動することができる。 この飛行の間に、2〜30GeV（1GeV = 10 9eV）程度の高い運動エネルギーを獲得する。 個々の粒子は、10 ¹⁰ GeVまでのエネルギーを有する。

一次宇宙線の高エネルギーは、文字通り、それらが衝突中に地上の大気中の原子を分割することを可能にする。 中性子、陽子、亜原子粒子とともに、水素、ヘリウム、ベリリウムなどの軽元素が生成する可能性があります。 ミュオンは常に充電され、電子や陽電子にも急速に減衰します。

磁気シールド

標高が約20kmの宇宙線の強度は急激に上昇する。 20kmから大気（50kmまで）の境界まで、強度は減少する。

この規則性は、空気密度の増加の結果としての二次放射の生成の増加によって説明される。 標高20kmでは一次放射のほとんどがすでに相互作用しており、20kmから海面までの強度の減少は大気による二次線の吸収を反映しており、これは約10mの水層に相当する。

放射線の強度は緯度にも関係している。 1つの高さでは、宇宙フラックスは赤道から50-60°の緯度まで増加し、極に対して一定のままである。 これは、地球の磁場の形状と一次放射のエネルギーの分布によって説明されます。 大気を越えて延びる磁力線は、原則として、赤道で地球の表面に平行であり、極に垂直である。 帯電した粒子は磁場の線に沿って容易に移動するが、横方向にそれを横切ることは困難である。 磁極から60°まで、実質的にすべての一次放射線は地球の大気に到達し、赤道では15GeVを超えるエネルギーの粒子のみが磁気シールドを貫通することができます。

二次X線源

宇宙線と物質との相互作用の結果、相当量の放射性核種が連続的に生成される。 それらの大部分は断片であるが、中性子やミューオンによる安定原子の活性化によって形成されるものもある。 大気中の放射性核種の自然生産は、高さと緯度における宇宙線の強度に対応する。 それらの約70％は成層圏で発生し、30％は対流圏で発生します。

H-3とC-14を除き、通常、放射性核種は非常に低濃度で存在する。 トリチウムを希釈して水とH-2と混合し、C-14を酸素と結合させてCO ₂を生成させ、それを大気の二酸化炭素と混合する。 炭素-14は光合成過程で植物に浸透します。

地球の放射線

地球と形成された多くの放射性核種の中には、それらの現在の存在を説明するのに十分な長さの 半減期 しかないものもある。 私たちの惑星が約60億年前に形成された場合、測定可能な量にとどまるためには、少なくとも1億年の半減期が必要です。 依然として見つかっている主要放射性核種のうち、3つが最も重要である。 X線の放射源は、K-40、U-238およびTh-232である。 ウランとトリウムはそれぞれ崩壊生成物の鎖を形成します。これらの鎖は、ほとんどの場合初期の同位体の存在下にあります。 娘放射性核種の多くは短命であるが、それらは常に長寿命の出発材料から形成されるため、環境中では一般的である。

要するに、他の主に長寿命のX線源は、非常に低い濃度である。 これらはRb-87、La-138、Ce-142、Sm-147、Lu-176等である。天然中性子は他の多くの放射性核種を形成するが、その濃度は通常非常に低い。 アフリカのガボンでのオークロのキャリアでは、核反応が起きる「自然の原子炉」が存在するという証拠があります。 U-235の枯渇と、豊富なウラン鉱床内の核分裂生成物の存在は、約20億年前にここで自発的な連鎖反応が起こったことを示しています。

元の放射性核種はどこにでもあるという事実にもかかわらず、それらの濃度は場所に依存する。 自然放射能 の主な貯留層はリソスフェアである。 さらに、それはリソスフェア内でかなり変化する。 時にはこれは特定の種類の化合物とミネラルによるものであり、時には純粋に地域的で、岩石や鉱物の種類とのわずかな相関があります。

自然生態系における一次放射性核種およびその娘崩壊生成物の分布は、核種の化学的性質、生態系の物理的要因、動植物の生理学的および生態学的特性を含む多くの要因に依存する。 その主貯水池である岩石の風化は土壌にU、Th、Kを供給し、ThとUの腐敗生成物もこの伝播に関与する。 土壌K、Raから、少しUとThは植物によって同化されます。 彼らはカリウム40と安定したKを使用しています。U-238の崩壊生成物であるラジウムは、同位体ではなく化学的にカルシウムに近いため、工場で使用されています。 これらの放射性核種は通常不溶性であるため、ウランとトリウムの植物による吸収は通常重要ではない。

ラドン

自然放射線のすべての源の中で最も重要なのは、味と香りのない要素、空気、ラドンより8倍重い目に見えないガスです。 それは2つの主な同位体 - ラドン-222、U-238の崩壊生成物の1つ、およびラドン-220から成り、Th-232の崩壊の間に形成される。

岩、土、植物、動物は大気中にラドンを放出する。 ガスは、ラジウムの崩壊の生成物であり、それを含むあらゆる物質で生成される。 ラドンは不活性ガスであるため、大気と接触する表面から放出される可能性があります。 所与の岩盤から放出されるラドンの量は、ラジウムの量および表面積に依存する。 岩が小さくなればなるほど、それが放出できるラドンが多くなります。 ラジウム含有物質に隣接する空気中のRnの濃度も、空気の移動速度に依存する。 空気循環が悪い地下室、洞窟、鉱山では、ラドン濃度がかなりのレベルに達することがあります。

Rnは十分に速く減衰し、一連の娘放射性核種を形成する。 大気中で形成された後、ラドンの崩壊の生成物は、土壌や植物に沈む微粒子の微粒子と結合し、動物によっても吸入される。 雨は放射性元素の空気を浄化するのに特に効果的であるが、エアロゾル粒子の衝突と沈降もその堆積に寄与する。

中程度の気候では、室内のラドンの濃度は平均して野外より約5〜10倍高くなります。

過去数十年にわたり、人類は数百の放射性核種、それに付随するX線放射、線源、特性を作り出しました。その用途は医学、軍事科学、エネルギー生産、計測、鉱物探査に使われています。

人工放射線源の個々の影響は大きく異なります。 ほとんどの人は比較的少量の人工放射線を受けますが、何千倍もの自然放射線源を受けます。 技術源は天然源よりも優れている。

医学におけるX線源

産業界や医療分野では、原則として純粋な放射性核種だけが使用されるため、貯蔵場所や利用プロセスからの漏出方法の特定が容易になります。

医学における放射線の使用は広範囲に及んでおり、潜在的に大きな影響を及ぼす可能性がある。 これには、医学で使用されるX線源が含まれます：

• 診断;
• 療法;
• 分析手順;
• 心臓刺激。

診断のために、閉鎖された供給源と多種多様な放射性指示薬の両方を使用する。 医療機関は、原則として、これらの用途を放射線医学および核医学として区別する。

X線管 は電離放射線源ですか？ コンピュータ断層撮影および蛍光撮影は、その助けを借りて行われるよく知られた診断手順である。 さらに、医療用X線装置では、ガンマ線やベータ線などの同位体源や、 X線装置が 不便で不適切な場合や危険な場合がある実験用中性子源が多数使用されています。 エコロジーの観点からは、放射線源は責任があり、適切に処分されていれば危険ではない。 この点で、ラジウム元素、ラドン針およびラジウム含有発光化合物の歴史は奨励されていない。

通常、X線源は⁹⁰ Srまたは¹⁴⁷ Pmに基づいて使用されます。 ポータブル中性子発生器としての²⁵² Cfの出現は中性子ラジオグラフィーを広く利用可能にしたが、一般にこの方法はまだ原子炉の利用可能性に強く依存している。

核医学

環境への主な危険は、核医学およびX線源の放射性同位体標識によって表される。 望ましくない影響の例は次のとおりです。

• 患者の放射線照射;
• 病院スタッフの曝露;
• 放射性医薬品の輸送への曝露;
• 生産工程における影響;
• 放射性廃棄物への暴露。

近年、より狭く集中した作用の短命の同位体の導入およびより高濃度の製剤の使用による患者の曝露を減少させる傾向がある。

半減期が短くなると、 放射性廃棄物 の影響が減少します 。 なぜなら、長命元素のほとんどが腎臓を通して排泄されるからです。

明らかに、下水システムによる環境への影響は、患者が病院にいるのか、外来患者として扱われているのかに依存しない。 放出される放射性元素のほとんどは短命である可能性があるが、累積効果は、組み合わされたすべての原子力発電所の汚染レベルを大きく上回る。

医療用放射性核種で最も一般的に使用されるのは、X線源である。

• ^99m Tc - 頭蓋骨と脳のスキャン、脳血液スキャン、心臓、肝臓、肺、甲状腺のスキャン、胎盤の局在化;
• ¹³¹ I - 血液、肝臓スキャン、胎盤の局在化、甲状腺のスキャンと治療;
• ⁵¹ Cr - 赤血球の存続期間または隔離量、血液量の決定、
• ⁵⁷シリングの場合。
• ³² P - 骨組織における転移。

ラジオイムノアッセイ手順の広範な適用、尿の放射線分析、および標識された有機化合物を用いる他の研究方法は、液体シンチレーション剤の使用を著しく増加させた。 通常トルエンまたはキシレンをベースとするリンの有機溶液は、処分されなければならない多量の液体有機廃棄物を構成する。 液状での処理は、潜在的に危険であり、環境的に受け入れられない。 このため、焼却が好ましい。

長寿命の³ Nまたは¹⁴ Cは環境に容易に溶解するので、それらの効果は正常範囲内である。 しかし、累積的な影響は重要な意味を持つ可能性があります。

放射性核種のもう一つの医療用途は、ペースメーカーに電力を供給するためのプルトニウム電池の使用です。 これらのデバイスが心の働きを助けるので、今日何千人もの人々が生きています。 患者には²³⁸ Pu（150 GBq）の密封源が外科的に埋め込まれている。

産業用X線放射源、特性、用途

医学は、電磁スペクトルのこの部分が適用されている唯一の領域ではない。 技術的放射線状況の重要な要素は、産業界で使用される放射性同位元素およびX線源である。 そのようなアプリケーションの例：

• 産業用ラジオグラフィー;
• 放射線の測定。
• 煙探知器;
• 自発光物質;
• X線結晶学;
• 手荷物および手荷物検査用スキャナ;
• X線レーザー;
• シンクロトロン;
• サイクロトロン。

これらのアプリケーションのほとんどは、カプセル化された同位体の使用を伴うので、照射は、輸送、転送、メンテナンスおよび使用時に行われます。

業界では電離放射線のX線管源は何ですか？ はい、それは結晶研究、材料や構造、工業検査では、非破壊空港制御システムで使用されています。 過去10年間、科学と産業の放射線被ばくの線量は、医学では、この指標の値の半分に達しています。 そのため、重要な貢献。

自身によってカプセル化されたX線源にはほとんど影響を及ぼしません。 しかし、彼らの輸送や廃棄憂慮すべき彼らは誤って紛失したりしているゴミ箱に投げ込ま。 このようなX線源は、通常、二重封止ディスクまたはシリンダー内に供給され、設置されています。 カプセルはステンレススチール製で、漏れの定期的な検査を必要としています。 リサイクルが問題になる可能性があります。 短命のソースが保存して崩壊、この場合でも、彼らは正式に考慮されるべきである、と残りの活物質が、ライセンスの施設で処分しなければならないことができます。 それ以外の場合は、カプセルは、専門機関に送信する必要があります。 それらの厚さは、活性物質とX線光源部のサイズを決定します。

収納スペースX線源

成長している問題は、安全廃止し、放射性物質が過去に保存されている工業用地の除染です。 基本的には先に核物質を処理するための企業を構築し、このような自発光トリチウム標識を製造するための工場のような他の産業の一部でなければなりません。

特別な問題は、広く分布している、長寿命、低レベルのソースです。 例えば^、241 Amが煙探知機に使用されます。 ラドンに加えて、家庭での主なX線源です。 個別に、彼らはすべての危険をもたらすことはありませんが、そのうちのかなりの数は、将来的に問題になる可能性があります。

核爆発

過去50年間で、それぞれが核実験に起因する放射性降下物からの放射線の作用に供しました。 彼らは、1954年から1958年と1961年から1962年の年にピークに達しました。

1963年に、3カ国（ソ連、米国と英国は）雰囲気、海や宇宙空間での核実験の部分的禁止措置に関する協定を締結しました。 次の20年間、フランスと中国はまだ行われている1980年の地下鉄のテストで中止はるかに小さい臨床試験のシリーズを行ったが、彼らは通常、沈殿が発生することはありません。

大気中の試験後の放射能汚染は、爆発の現場の近くに落ちます。 一部では、彼らは対流圏に残り、同じ緯度で、世界中の風によって運ばれます。 私たちが移動すると、彼らは空気中の約一ヶ月のために滞在し、地面に落ちます。 しかし、最良の部分は、汚染が何ヶ月も残って成層圏、に押し込まれ、そして地球全体にゆっくりと低下してしまいます。

放射性降下物は、異なる放射性核種の数百人が含まれていますが、そのうちのほんの数は、人体に作用することができますので、そのサイズが非常に小さく、減衰が急速です。 C-14、セシウム137とZr-95及びSr-90が最も重要です。

ZR-95は、64日の半減期を有し、及びCs-137及びSr-90 - 約30年。 唯一の炭素-14 5730年の半減期とは、遠い将来にアクティブのままになります。

原子力エネルギー

原子力エネルギーは、放射線の全ての人工源の最も論争のですが、それは人間の健康への影響に非常に小さな貢献をしています。 原子力施設の通常の動作中の放射線量が少ない環境中に放出します。 2016年2月には、31カ国に442のオペレーティング市民の原子炉があった、と別の66は建設中です。 これは、生産サイクルの一部のみである核燃料の。 これは、ウラン鉱石の生産と研削で始まり、核燃料の製造を拡張します。 発電所での使用後の燃料電池は、時々、ウランとプルトニウムを回収するために処理されます。 最後に、サイクルは、核廃棄物の処分で終わります。 このサイクルの各段階で放射性物質が漏れる可能性があります。

世界生産の約半分ウラン鉱石のは、鉱山から-オープンピット、残りの半分から来ています。 数百万トンの何百 - それは大量の廃棄物を生み出す近くの工場で、その後粉砕しました。 同社は、作業を停止した後、この廃棄物は放射線放出は自然バックグラウンドのごく一部であっても、数百万年のための放射性まま。

その後、ウラン濃縮工場にさらなる処理および精製することにより燃料に変換されます。 これらのプロセスは、大気や水の汚染につながるが、彼らは燃料サイクルの他の段階よりもはるかに少ないです。