Yer üzündə həyatın bütün tarixi boyu orqanizmlər daim kosmik şüalara və onların atmosferdə əmələ gətirdiyi radionuklidlərə, eləcə də təbiətdə hər yerdə mövcud olan maddələrdən radiasiyaya məruz qalmışlar. Müasir həyat ətraf mühitin bütün xüsusiyyətlərinə və məhdudiyyətlərinə, o cümlədən rentgen şüalarının təbii mənbələrinə uyğunlaşıb.
Yüksək radiasiya səviyyələri, şübhəsiz ki, orqanizmlər üçün zərərli olsa da, bəzi radiasiya növləri həyat üçün vacibdir. Məsələn, radiasiya fonu kimyəvi və bioloji təkamülün əsas proseslərinə töhfə verdi. Yerin nüvəsinin istiliyinin ilkin, təbii radionuklidlərin parçalanma istiliyi ilə təmin edildiyi və saxlandığı da açıq-aşkardır.
Kosmik şüalar
Yer kürəsini davamlı olaraq bombalayan radiasiya adlanır.boşluq.
Bu nüfuz edən şüalanmanın planetimizə Yerdən deyil, kosmosdan çatması dəniz səviyyəsindən 9000 m-ə qədər müxtəlif hündürlüklərdə ionlaşmanın ölçülməsi üçün aparılan təcrübələrdə aşkar edilmişdir. İonlaşdırıcı şüalanmanın intensivliyi müəyyən edilmişdir. 700 m hündürlüyə qədər azaldı və sonra dırmaşma ilə sürətlə artdı. İlkin azalma yerüstü qamma şüalarının intensivliyinin azalması və kosmik şüaların təsiri ilə artması ilə izah edilə bilər.
Kosmosdakı rentgen mənbələri aşağıdakılardır:
- qalaktika qrupları;
- Seyfert qalaktikaları;
- Günəş;
- ulduz;
- kvazarlar;
- qara dəliklər;
- supernova qalıqları;
- ağ cırtdanlar;
- qaranlıq ulduzlar və s.
Belə radiasiyanın sübutu, məsələn, Günəşdə partlayışlardan sonra Yerdə müşahidə olunan kosmik şüaların intensivliyinin artmasıdır. Lakin ulduzumuz ümumi axının əsas hissəsini təşkil etmir, çünki onun gündəlik dəyişmələri çox kiçikdir.
İki növ şüa
Kosmik şüalar ilkin və ikincili bölünür. Yerin atmosferində, litosferində və ya hidrosferində maddə ilə qarşılıqlı təsir göstərməyən radiasiya ilkin adlanır. O, protonlardan (≈ 85%) və alfa hissəciklərindən (≈ 14%) ibarətdir, daha ağır nüvələrin çox kiçik axını (< 1%). Şüalanma mənbələri ilkin radiasiya və atmosfer olan ikincili kosmik rentgen şüaları pionlar, müonlar və atomlar kimi atom altı hissəciklərdən ibarətdir.elektronlar. Dəniz səviyyəsində demək olar ki, bütün müşahidə olunan radiasiya ikinci dərəcəli kosmik şüalardan ibarətdir ki, onların 68%-i muonlar, 30%-i isə elektronlardır. Dəniz səviyyəsində axının 1%-dən az hissəsi protonlardan ibarətdir.
İlkin kosmik şüalar, bir qayda olaraq, böyük kinetik enerjiyə malikdir. Onlar müsbət yüklüdürlər və maqnit sahələrində sürətlənərək enerji qazanırlar. Kosmosun vakuumunda yüklü hissəciklər uzun müddət mövcud ola və milyonlarla işıq ili qət edə bilər. Bu uçuş zamanı onlar 2–30 GeV (1 GeV=109 eV) səviyyəsində yüksək kinetik enerji əldə edirlər. Fərdi hissəciklər 1010 GeV-ə qədər enerjiyə malikdir.
İlkin kosmik şüaların yüksək enerjiləri onlara toqquşduqları zaman yer atmosferindəki atomları sözün əsl mənasında parçalamağa imkan verir. Neytronlar, protonlar və atom altı hissəciklərlə yanaşı, hidrogen, helium, berilyum kimi yüngül elementlər də əmələ gələ bilər. Müonlar həmişə yüklənir və həmçinin tez elektronlara və ya pozitronlara parçalanır.
Maqnit Qalxanı
Kosmik şüaların intensivliyi təqribən 20 km hündürlükdə maksimuma çatana qədər yüksəlişlə kəskin şəkildə artır. 20 km-dən atmosferin sərhədinə qədər (50 km-ə qədər) intensivlik azalır.
Bu qanunauyğunluq havanın sıxlığının artması nəticəsində ikinci dərəcəli radiasiya istehsalının artması ilə izah olunur. 20 km yüksəklikdə ilkin radiasiyanın çox hissəsi artıq qarşılıqlı təsirə girmişdir və intensivliyin 20 km-dən dəniz səviyyəsinə qədər azalması ikinci dərəcəli şüaların udulmasını əks etdirir.atmosfer, təxminən 10 metr suya bərabərdir.
Şüalanmanın intensivliyi də enliklə bağlıdır. Eyni hündürlükdə kosmik axın ekvatordan 50-60° enliyə qədər artır və qütblərə qədər sabit qalır. Bu, Yerin maqnit sahəsinin forması və ilkin şüalanmanın enerjisinin paylanması ilə izah olunur. Atmosferdən kənara çıxan maqnit sahəsi xətləri adətən ekvatorda yer səthinə paralel, qütblərdə isə perpendikulyar olur. Yüklənmiş hissəciklər maqnit sahəsinin xətləri boyunca asanlıqla hərəkət edir, lakin onu eninə istiqamətdə çətinliklə dəf edirlər. Qütblərdən 60°-ə qədər faktiki olaraq bütün ilkin şüalanma Yer atmosferinə çatır və ekvatorda yalnız enerjisi 15 GeV-dən çox olan hissəciklər maqnit qalxanına nüfuz edə bilər.
İkinci dərəcəli rentgen mənbələri
Kosmik şüaların maddə ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində davamlı olaraq əhəmiyyətli miqdarda radionuklidlər əmələ gəlir. Onların əksəriyyəti fraqmentlərdir, lakin bəziləri sabit atomların neytronlar və ya müonlar tərəfindən aktivləşdirilməsi nəticəsində əmələ gəlir. Atmosferdə radionuklidlərin təbii istehsalı hündürlükdə və enlikdə kosmik şüalanmanın intensivliyinə uyğundur. Onların təxminən 70%-i stratosferdə, 30%-i isə troposferdə əmələ gəlir.
H-3 və C-14 istisna olmaqla, radionuklidlər adətən çox aşağı konsentrasiyalarda olur. Tritium seyreltilir və su və H-2 ilə qarışdırılır və C-14 oksigenlə birləşərək CO2 əmələ gətirir ki, bu da atmosferdəki karbon dioksidi ilə qarışır. Karbon-14 bitkilərə fotosintez yolu ilə daxil olur.
Yer Radiasiyası
Yerlə birlikdə əmələ gələn bir çox radionuklidlərdən yalnız bir neçəsinin hazırkı mövcudluğunu izah etmək üçün kifayət qədər uzun yarım ömrü var. Planetimiz təqribən 6 milyard il əvvəl yaransaydı, ölçülə bilən miqdarda qalmaları üçün onların ən azı 100 milyon il yarım ömrü lazımdır. İndiyə qədər aşkar edilmiş ilkin radionuklidlərdən üçü ən böyük əhəmiyyətə malikdir. X-ray mənbəyi K-40, U-238 və Th-232-dir. Uran və toriumun hər biri demək olar ki, həmişə orijinal izotopun iştirakı ilə olan çürümə məhsulları zəncirini təşkil edir. Qız radionuklidlərinin çoxunun qısa ömürlü olmasına baxmayaraq, onlar daim uzunömürlü ana materiallardan əmələ gəldiyi üçün ətraf mühitdə çox yayılmışdır.
Digər ilkin uzunömürlü rentgen mənbələri, bir sözlə, çox aşağı konsentrasiyalardadır. Bunlar Rb-87, La-138, Ce-142, Sm-147, Lu-176 və s. Təbii olaraq meydana gələn neytronlar bir çox başqa radionuklidlər əmələ gətirir, lakin onların konsentrasiyası adətən çox aşağı olur. Afrikanın Qabon şəhərindəki Oklo karxanasında nüvə reaksiyalarının baş verdiyi "təbii reaktor"un dəlilləri var. U-235-in tükənməsi və zəngin uran yatağında parçalanma məhsullarının olması göstərir ki, burada təxminən 2 milyard il əvvəl kortəbii səbəb olan zəncirvari reaksiya baş verib.
İlkin radionuklidlərin hər yerdə olmasına baxmayaraq, onların konsentrasiyası yerə görə dəyişir. ƏsasTəbii radioaktivliyin anbarı litosferdir. Bundan əlavə, litosfer daxilində əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Bəzən o, müəyyən növ birləşmələr və minerallarla əlaqələndirilir, bəzən isə sırf regional xarakter daşıyır, süxurların və mineralların növləri ilə az əlaqəsi var.
İlkin radionuklidlərin və onların nəsil çürüməsi məhsullarının təbii ekosistemlərdə paylanması bir çox amillərdən, o cümlədən nuklidlərin kimyəvi xassələrindən, ekosistemin fiziki amillərindən, flora və faunanın fizioloji və ekoloji atributlarından asılıdır. Süxurların aşınması, onların əsas rezervuarı torpağa U, Th və K verir. Th və U-nun çürümə məhsulları da bu köçürmədə iştirak edir. Torpaqdan K, Ra, bir az U və çox az Th bitkilər tərəfindən sorulur. Onlar kalium-40-dan stabil K kimi istifadə edirlər. U-238-in çürümə məhsulu olan Radium bitki tərəfindən izotop olduğuna görə deyil, kimyəvi cəhətdən kalsiuma yaxın olduğuna görə istifadə olunur. Uran və toriumun bitkilər tərəfindən mənimsənilməsi ümumiyyətlə əhəmiyyətsizdir, çünki bu radionuklidlər adətən həll olunmur.
Radon
Təbii şüalanma mənbələrindən ən mühümü dadsız, qoxusuz element, havadan 8 dəfə ağır olan görünməz qaz radondur. O, iki əsas izotopdan ibarətdir - U-238-in parçalanma məhsullarından biri olan radon-222 və Th-232-nin parçalanması zamanı əmələ gələn radon-220.
Daşlar, torpaq, bitkilər, heyvanlar atmosferə radon buraxır. Qaz radiumun parçalanma məhsuludur və istənilən materialda əmələ gəlironu ehtiva edən. Radon inert qaz olduğu üçün atmosferlə təmasda olan səthlərdən ayrıla bilər. Müəyyən bir süxur kütləsindən çıxan radonun miqdarı radiumun miqdarından və səth sahəsindən asılıdır. Daş nə qədər kiçik olsa, bir o qədər çox radon buraxa bilər. Radium tərkibli materialların yanında havada Rn konsentrasiyası da havanın sürətindən asılıdır. Hava dövranı zəif olan zirzəmilərdə, mağaralarda və mədənlərdə radon konsentrasiyası əhəmiyyətli səviyyələrə çata bilər.
Rn kifayət qədər tez parçalanır və bir sıra radionuklidlər əmələ gətirir. Atmosferdə əmələ gəldikdən sonra radonun parçalanması məhsulları torpaqda və bitkilərdə məskunlaşan incə toz hissəcikləri ilə birləşir və heyvanlar tərəfindən də nəfəs alır. Yağışlar radioaktiv elementlərin havadan təmizlənməsində xüsusilə təsirlidir, lakin aerozol hissəciklərinin təsiri və çökməsi də onların çökməsinə kömək edir.
Mülayim iqlimlərdə qapalı radon konsentrasiyaları açıq havadan orta hesabla 5-10 dəfə yüksəkdir.
Son bir neçə onillikdə insan "süni şəkildə" bir neçə yüz radionuklid, əlaqəli rentgen şüaları, mənbələr, tibb, hərbi, enerji istehsalı, cihazqayırma və mineral kəşfiyyatda tətbiqi olan xüsusiyyətlər istehsal etmişdir.
Texnogen şüalanma mənbələrinin fərdi təsirləri çox dəyişir. Əksər insanlar nisbətən kiçik dozada süni radiasiya alırlar, lakin bəziləri təbii mənbələrdən minlərlə dəfə çox radiasiya alırlar. İnsan tərəfindən yaradılan mənbələr daha yaxşıdırtəbiidən idarə olunur.
Tibbdə rentgen mənbələri
Sənayedə və tibbdə, bir qayda olaraq, yalnız təmiz radionuklidlərdən istifadə olunur ki, bu da saxlama yerlərindən sızma yollarının müəyyən edilməsini və utilizasiya prosesini asanlaşdırır.
Tibbdə şüalanmanın istifadəsi geniş yayılmışdır və əhəmiyyətli təsir potensialına malikdir. Buraya tibbdə istifadə olunan rentgen mənbələri daxildir:
- diaqnostika;
- terapiya;
- analitik prosedurlar;
- pacing.
Diaqnostika üçün həm möhürlənmiş mənbələrdən, həm də müxtəlif radioaktiv izləyicilərdən istifadə olunur. Tibb müəssisələri ümumiyyətlə bu tətbiqləri radiologiya və nüvə tibb kimi fərqləndirirlər.
Rentgen borusu ionlaşdırıcı şüalanma mənbəyidirmi? Kompüter tomoqrafiyası və fluoroqrafiya onun köməyi ilə həyata keçirilən tanınmış diaqnostik prosedurlardır. Bundan əlavə, tibbi rentgenoqrafiyada izotop mənbələrinin, o cümlədən qamma və beta mənbələrinin və rentgen aparatlarının əlverişsiz, uyğunsuz olduğu və ya təhlükəli ola biləcəyi hallar üçün eksperimental neytron mənbələrinin bir çox tətbiqi var. Ətraf mühit nöqteyi-nəzərindən radioqrafik şüalanma, mənbələri hesabatlı olduğu və lazımi qaydada zərərsizləşdirildiyi müddətcə risk yaratmır. Bu baxımdan, radium elementləri, radon iynələri və radium tərkibli luminescent birləşmələrin tarixi ürəkaçan deyil.
90Sr əsasında ümumi istifadə olunan rentgen mənbələrivə ya 147 Pm. 252Cf-nin portativ neytron generatoru kimi ortaya çıxması neytron radioqrafiyasını geniş şəkildə əlçatan etdi, baxmayaraq ki, ümumilikdə texnika hələ də nüvə reaktorlarının mövcudluğundan çox asılıdır.
Nüvə Təbabəti
Əsas ekoloji təhlükələr nüvə təbabətində və rentgen mənbələrində radioizotop etiketləridir. Arzuolunmaz təsirlərin nümunələri aşağıdakılardır:
- xəstənin şüalanması;
- xəstəxana işçilərinin şüalanması;
- radioaktiv dərman vasitələrinin daşınması zamanı məruz qalma;
- istehsal zamanı təsir;
- radioaktiv tullantılara məruz qalma.
Son illərdə daha dar təsirə malik daha qısa müddətli izotopların tətbiqi və daha yüksək lokallaşdırılmış dərmanların istifadəsi yolu ilə xəstələrin məruz qalmasını az altmaq tendensiyası var.
Daha qısa yarı ömrü radioaktiv tullantıların təsirini azaldır, çünki uzunömürlü elementlərin əksəriyyəti böyrəklər vasitəsilə xaric olur.
Kanalizasiyaların ətraf mühitə təsiri xəstənin stasionar və ya ambulator olmasından asılı deyil. Sərbəst buraxılan radioaktiv elementlərin əksəriyyətinin qısamüddətli olacağı ehtimalı olsa da, məcmu təsir bütün atom elektrik stansiyalarının ümumi çirklənmə səviyyələrini xeyli üstələyir.
Tibbdə ən çox istifadə edilən radionuklidlər rentgen mənbələridir:
- 99mTc – kəllə və beyin skanı, beyin qanı, ürək, qaraciyər, ağciyər, tiroid skanı, plasenta lokalizasiyası;
- 131I - qan, qaraciyər taraması, plasenta lokalizasiyası, qalxanabənzər vəzin skan edilməsi və müalicəsi;
- 51Cr - qırmızı qan hüceyrələrinin və ya sekvestrlərin mövcud olma müddətinin, qan həcminin təyini;
- 57Co - Şillinq testi;
- 32P – sümük metastazları.
Radioimmunoassay prosedurlarının, sidik analizinin və etiketli üzvi birləşmələrdən istifadə etməklə digər tədqiqat üsullarının geniş yayılması maye sintillyasiya preparatlarının istifadəsini əhəmiyyətli dərəcədə artırmışdır. Adətən toluol və ya ksilen əsasında olan üzvi fosfor məhlulları atılmalı olan kifayət qədər böyük həcmdə maye üzvi tullantı təşkil edir. Maye formada emal potensial təhlükəlidir və ekoloji cəhətdən qəbuledilməzdir. Bu səbəbdən tullantıların yandırılmasına üstünlük verilir.
Uzun ömürlü 3H və ya 14C ətraf mühitdə asanlıqla həll olunduğu üçün onların məruz qalması normal diapazondadır. Lakin məcmu təsir əhəmiyyətli ola bilər.
Radionuklidlərin digər tibbi istifadəsi kardiostimulyatorları işə salmaq üçün plutonium batareyalarının istifadəsidir. Minlərlə insan bu gün sağdır, çünki bu cihazlar ürəklərinin işləməsinə kömək edir. 238Pu (150 GBq) qapalı mənbələri xəstələrə cərrahi olaraq implantasiya edilir.
Sənaye rentgen şüaları: mənbələr, xassələr, tətbiqlər
Tibb elektromaqnit spektrinin bu hissəsinin tətbiq tapdığı yeganə sahə deyil. Sənayedə istifadə olunan radioizotoplar və rentgen mənbələri texnogen radiasiya vəziyyətinin əhəmiyyətli hissəsini təşkil edir. Tətbiq nümunələri:
- sənaye rentgenoqrafiyası;
- radiasiya ölçülməsi;
- tüstü detektorları;
- özünü işıqlandıran materiallar;
- X-ray kristalloqrafiya;
- baqajı və əl yükünü yoxlamaq üçün skanerlər;
- x-ray lazerləri;
- sinxrotronlar;
- siklotronlar.
Bu tətbiqlərin əksəriyyəti kapsullaşdırılmış izotopların istifadəsini nəzərdə tutduğundan, radiasiyaya məruz qalma nəqliyyat, köçürmə, texniki qulluq və utilizasiya zamanı baş verir.
Rentgen borusu sənayedə ionlaşdırıcı şüalanma mənbəyidirmi? Bəli, o, hava limanının dağıdıcı olmayan sınaq sistemlərində, kristalların, materialların və strukturların öyrənilməsində və sənaye nəzarətində istifadə olunur. Son onilliklərdə elm və sənayedə radiasiyaya məruz qalma dozaları tibbdə bu göstəricinin yarısına çatmışdır; ona görə də töhfə əhəmiyyətlidir.
Enkapsullaşdırılmış rentgen mənbələri öz-özlüyündə az təsir göstərir. Lakin itirildikdə və ya səhvən poliqona atılanda onların daşınması və utilizasiyası narahatlıq doğurur. Belə mənbələrX-şüaları adətən ikiqat möhürlənmiş disklər və ya silindrlər kimi verilir və quraşdırılır. Kapsullar paslanmayan poladdan hazırlanır və sızma üçün vaxtaşırı yoxlanılmasını tələb edir. Onların xaric edilməsi problem yarada bilər. Qısamüddətli mənbələr saxlanıla və deqradasiyaya uğraya bilər, lakin belə olduqda belə onların uçotu düzgün aparılmalı və qalıq aktiv material lisenziyalı müəssisədə utilizasiya edilməlidir. Əks halda, kapsullar ixtisaslaşdırılmış müəssisələrə göndərilməlidir. Onların gücü rentgen mənbəyinin aktiv hissəsinin materialını və ölçüsünü müəyyən edir.
X-ray mənbəyi saxlama yerləri
Böyük problem keçmişdə radioaktiv materialların saxlandığı sənaye sahələrinin təhlükəsiz istismardan çıxarılması və zərərsizləşdirilməsidir. Bunlar, əsasən, köhnə nüvə emalı müəssisələridir, lakin öz-özünə işıq saçan tritium işarələrinin istehsalı üçün zavodlar kimi digər sənaye sahələri də cəlb etmək lazımdır.
Geniş yayılmış uzunömürlü aşağı səviyyəli mənbələr xüsusi problemdir. Məsələn, 241Am tüstü detektorlarında istifadə olunur. Radondan əlavə bunlar gündəlik həyatda rentgen şüalarının əsas mənbələridir. Fərdi olaraq onlar heç bir təhlükə yaratmır, lakin onların əhəmiyyətli bir hissəsi gələcəkdə problem yarada bilər.
Nüvə partlayışları
Son 50 il ərzində hər kəs nüvə silahı sınaqları nəticəsində yaranan radiasiyaya məruz qalıb. Onların pik nöqtəsi idi1954-1958 və 1961-1962.
1963-cü ildə üç ölkə (SSRİ, ABŞ və Böyük Britaniya) atmosferdə, okeanda və kosmosda nüvə sınaqlarının qismən qadağan edilməsi haqqında saziş imzaladı. Sonrakı iki onillikdə Fransa və Çin 1980-ci ildə dayandırılan bir sıra daha kiçik sınaqlar həyata keçirdilər. Yer altı sınaqlar hələ də davam edir, lakin onlar ümumiyyətlə yağıntı yaratmır.
Atmosfer sınaqları nəticəsində yaranan radioaktiv çirklənmə partlayış yerinin yaxınlığında düşür. Onların bəziləri troposferdə qalır və külək tərəfindən eyni enlikdə bütün dünya üzrə daşınır. Hərəkət edərkən, təxminən bir ay havada qalaraq yerə yıxılırlar. Lakin onların əksəriyyəti çirklənmənin aylarla qaldığı stratosferə itələyir və yavaş-yavaş planetin hər tərəfinə çökür.
Radioaktiv tullantılara bir neçə yüz müxtəlif radionuklid daxildir, lakin onlardan yalnız bir neçəsi insan orqanizminə təsir göstərə bilir, buna görə də onların ölçüləri çox kiçikdir və çürümə tezdir. Ən əhəmiyyətliləri C-14, Cs-137, Zr-95 və Sr-90-dır.
Zr-95-in yarı ömrü 64 gün, Cs-137 və Sr-90 isə təxminən 30 ildir. Yalnız yarı ömrü 5730 olan karbon-14 gələcəkdə aktiv qalacaq.
Nüvə Enerjisi
Nüvə enerjisi bütün antropogen radiasiya mənbələri arasında ən mübahisəlidir, lakin insan sağlamlığına çox az təsir göstərir. Normal istismar zamanı nüvə qurğuları ətraf mühitə cüzi miqdarda radiasiya buraxır. Fevral 201631 ölkədə 442 mülki nüvə reaktoru var idi və daha 66 nüvə reaktoru tikilməkdədir. Bu, nüvə yanacağı istehsalı dövrünün yalnız bir hissəsidir. Uran filizinin çıxarılması və üyüdülməsi ilə başlayır və nüvə yanacağının istehsalı ilə davam edir. Yanacaq hüceyrələri elektrik stansiyalarında istifadə edildikdən sonra bəzən uran və plutoniumun bərpası üçün təkrar emal edilir. Nəhayət, dövr nüvə tullantılarının utilizasiyası ilə başa çatır. Bu dövrün hər mərhələsində radioaktiv materiallar buraxıla bilər.
Dünyada uran filizi istehsalının təxminən yarısı açıq karxanalardan, digər yarısı isə mədənlərdən əldə edilir. Sonra o, böyük miqdarda - yüz milyonlarla ton tullantı əmələ gətirən yaxınlıqdakı qırıcılarda əzilir. Bu tullantılar zavod fəaliyyətini dayandırdıqdan sonra milyonlarla il ərzində radioaktiv olaraq qalır, baxmayaraq ki, radiasiya təbii fonun çox kiçik bir hissəsini təşkil edir.
Bundan sonra uran zənginləşdirmə zavodlarında sonrakı emal və təmizlənmə yolu ilə yanacağa çevrilir. Bu proseslər havanın və suyun çirklənməsinə gətirib çıxarır, lakin yanacaq dövrünün digər mərhələlərində olduğundan xeyli azdır.
