Aina za mionzi ya ionizing

Chembe za alfa

Chembe ya alfa ni mkusanyiko uliofungwa kwa nguvu wa protoni mbili na neutroni mbili. Ni sawa na heliamu-4 (⁴Yeye) kiini. Hakika, hatima yake ya mwisho baada ya kupoteza nguvu nyingi za kinetic ni kukamata elektroni mbili na kuwa atomi ya heliamu.

Radionuclides zinazotoa alfa kwa ujumla ni viini vikubwa kiasi. Takriban emita zote za alpha zina nambari za atomiki kubwa kuliko au sawa na ile ya risasi (⁸²Pb). Nucleus inapooza kwa kutoa chembe ya alfa, nambari yake ya atomiki (idadi ya protoni) na idadi yake ya neutroni hupunguzwa na mbili na nambari yake ya molekuli ya atomiki hupunguzwa na nne. Kwa mfano, kuoza kwa alpha ya uranium-238 (²³⁸U) hadi waturiamu-234 (²³⁴Th) inawakilishwa na:

Nambari kuu ya kushoto ni nambari ya molekuli ya atomiki (idadi ya protoni pamoja na neutroni), maandishi ya kushoto ni nambari ya atomiki (idadi ya protoni), na maandishi ya kulia ni nambari ya neutroni.

Vipeperushi vya kawaida vya alpha hutoa chembe za alpha zenye nishati ya kinetiki kati ya takriban 4 na 5.5 MeV. Chembe za alfa kama hizo zina safu ya hewa isiyozidi cm 5 (tazama mchoro 1). Chembe za alpha na nishati ya angalau 7.5 MeV zinahitajika kupenya epidermis (safu ya kinga ya ngozi, 0.07 mm nene). Mimeta ya alpha kwa ujumla haileti hatari ya mionzi ya nje. Ni hatari tu ikiwa inachukuliwa ndani ya mwili. Kwa sababu huweka nishati yao kwa umbali mfupi, chembe za alpha ni mionzi ya juu ya uhamishaji wa nishati ya mstari (LET) na ina kipengele kikubwa cha uzani wa mionzi; kawaida, w _R= 20.

Mchoro 1. Mionzi ya nishati mbalimbali ya chembe za polepole za alfa hewani katika 15 na 760 m.

Chembe za Beta

Chembe ya beta ni elektroni au positron yenye nguvu nyingi. (Positroni ni kipinga chembe ya elektroni. Ina wingi sawa na sifa nyingine nyingi za elektroni isipokuwa chaji yake, ambayo ni sawa kabisa na ukubwa wa elektroni lakini ni chanya.) Redionuclides zinazotoa beta zinaweza. kuwa na uzito wa juu au mdogo wa atomiki.

Radionuclides ambazo zina ziada ya protoni kwa kulinganisha na nyuklidi thabiti za takriban nambari sawa ya wingi wa atomiki zinaweza kuoza wakati protoni katika kiini inabadilika kuwa nyutroni. Hii inapotokea, kiini hutoa positroni na chembe nyepesi sana isiyoingiliana inayoitwa neutrino. (Neutrino na kinga-chembe yake hazipendezwi na ulinzi wa mionzi.) Inapokuwa imeacha kutumia nishati yake nyingi ya kinetiki, positroni hatimaye hugongana na elektroni na zote mbili huangamizwa. Mionzi ya maangamizi inayozalishwa karibu kila mara ni fotoni mbili za 0.511 keV (kiloelectron volt) zinazosafiri katika mwelekeo wa digrii 180 tofauti. Uozo wa kawaida wa positron unawakilishwa na:

ambapo positron inawakilishwa na β⁺ na neutrino na n. Kumbuka kwamba nyuklidi inayotokana ina nambari ya molekuli ya atomiki sawa na nyuklidi kuu na nambari ya atomiki (protoni) kubwa kwa moja na nambari ya neutroni ndogo kwa moja kuliko ile ya nuclide asili.

Ukamataji wa elektroni hushindana na kuoza kwa positron. Katika kuoza kwa kukamata elektroni, nucleus inachukua elektroni ya orbital na hutoa neutrino. Uozo wa kawaida wa kukamata elektroni hutolewa na:

Kukamata elektroni kunawezekana wakati kiini kinachosababisha kina nishati ya chini kuliko kiini cha awali. Hata hivyo, kuoza kwa positron kunahitaji nishati ya jumla ya awali chembe ni kubwa kuliko ile ya matokeo chembe kwa zaidi ya 1.02 MeV (mara mbili ya nishati ya molekuli iliyobaki ya positron).

Sawa na positroni na kuoza kwa kunasa elektroni, negatron (β^-) kuoza hutokea kwa viini ambavyo vina ziada ya neutroni ikilinganishwa na viini thabiti vya takriban idadi sawa ya wingi wa atomiki. Katika kesi hii, kiini hutoa negatron (elektroni ya nishati) na anti-neutrino. Uozo wa kawaida wa negatroni unawakilishwa na:

ambapo negatroni inawakilishwa na β^- na anti-neutrino by`n Hapa kiini kinachotokana hupata neutroni moja kwa gharama ya protoni moja lakini tena haibadilishi nambari yake ya molekuli ya atomiki.

Kuoza kwa alfa ni mmenyuko wa miili miwili, kwa hivyo chembe za alfa hutolewa kwa nguvu za kinetic. Hata hivyo, uozo wa beta ni mmenyuko wa miili mitatu, hivyo chembe za beta hutolewa kwa wigo wa nishati. Nishati ya juu katika wigo inategemea radionuclide inayooza. Wastani wa nishati ya beta katika wigo ni takriban theluthi moja ya nishati ya juu zaidi (ona mchoro 2).

Kielelezo 2. Wigo wa nishati ya negatroni iliyotolewa kutoka ³²P

Nishati ya kawaida ya kiwango cha juu cha beta huanzia 18.6 keV kwa tritium (³H) hadi 1.71 MeV kwa fosforasi-32 (³²P).

Aina mbalimbali za chembe za beta katika hewa ni takriban 3.65 m kwa MeV ya nishati ya kinetiki. Chembe za Beta za nishati angalau 70 keV zinahitajika kupenya epidermis. Chembe za Beta ni mionzi ya LET ya chini.

Mionzi ya Gamma

Mionzi ya Gamma ni mionzi ya sumakuumeme inayotolewa na kiini inapopitia mabadiliko kutoka hali ya juu hadi ya chini ya nishati. Idadi ya protoni na neutroni kwenye kiini haibadilika katika mpito kama huo. Kiini kinaweza kuwa kimeachwa katika hali ya juu ya nishati kufuatia uozo wa awali wa alpha au beta. Hiyo ni, miale ya gamma mara nyingi hutolewa mara tu baada ya kuoza kwa alpha au beta. Miale ya Gamma pia inaweza kutokana na kunaswa kwa neutroni na mtawanyiko wa inelastic wa chembe ndogo ndogo na viini. Mionzi ya gamma yenye nguvu zaidi imeonekana katika miale ya cosmic.

Kielelezo 3 ni picha ya mpango wa kuoza kwa cobalt-60 (⁶⁰Co). Inaonyesha mteremko wa miale miwili ya gamma iliyotolewa katika nikeli-60 (⁶⁰Ni) yenye nishati ya 1.17 MeV na 1.33 MeV kufuatia kuoza kwa beta ya ⁶⁰Co

Kielelezo 3. Mpango wa kuoza kwa mionzi kwa ⁶⁰Co

Kielelezo cha 4 ni picha ya mpango wa kuoza kwa molybdenum-99 (⁹⁹Mo). Kumbuka kuwa technetium-99 (⁹⁹Tc) kiini kina hali ya msisimko ambayo hudumu kwa muda mrefu sana (t_½ = 6 h). Kiini cha msisimko kama hicho kinaitwa an isomer. Mataifa mengi ya nyuklia yenye msisimko yana maisha nusu kati ya sekunde chache (ps) na sekunde 1 (μs).

Kielelezo 4. Mpango wa kuoza kwa mionzi kwa ⁹⁹Mo

Kielelezo 5 ni picha ya mpango wa kuoza kwa arseniki-74 (⁷⁴Kama). Inaonyesha kwamba baadhi ya radionuclides huoza kwa njia zaidi ya moja.

Kielelezo 5. Mpango wa kuoza kwa mionzi kwa ⁷⁴Kama, inayoonyesha michakato shindani ya utoaji wa negatroni, utoaji wa positron na kukamata elektroni (m₀ ni misa iliyobaki ya elektroni)

Ingawa chembe za alfa na beta zina masafa mahususi katika maada, miale ya gamma hupunguzwa kwa kasi (kupuuza mkusanyiko unaotokana na kutawanyika ndani ya nyenzo) inapopitia maada. Wakati ujenzi unaweza kupuuzwa, upunguzaji wa mionzi ya gamma hutolewa na:

ambapo Mimi(x) ni nguvu ya mionzi ya gamma kama utendaji wa umbali x ndani ya nyenzo na μ ni mgawo wa kupunguza wingi. Mgawo wa upunguzaji wa wingi hutegemea nishati ya mionzi ya gamma na nyenzo ambayo miale ya gamma inaingiliana. Thamani za mgawo wa kupunguza uzito zimeorodheshwa katika marejeleo mengi. Mchoro wa 6 unaonyesha kunyonya kwa mionzi ya gamma katika suala katika hali ya jiometri nzuri (kujenga kunaweza kupuuzwa).

Mchoro wa 6. Upunguzaji wa miale ya gamma ya keV 667 katika Al na Pb chini ya hali nzuri ya jiometri (mstari uliokatika unawakilisha kupunguzwa kwa boriti ya fotoni yenye nguvu nyingi)

Kujenga-upana hutokea wakati boriti pana ya gamma-ray inapoingiliana na jambo. Uzito uliopimwa kwa pointi ndani ya nyenzo huongezeka kulingana na thamani inayotarajiwa ya "jiometri nzuri" (boriti nyembamba) kutokana na miale ya gamma iliyotawanyika kutoka kwenye kando ya boriti ya moja kwa moja hadi kwenye kifaa cha kupimia. Kiwango cha kujenga-up inategemea jiometri ya boriti, juu ya nyenzo na juu ya nishati ya mionzi ya gamma.

Ubadilishaji wa ndani hushindana na utoaji wa gamma wakati kiini hubadilika kutoka hali ya juu ya nishati hadi ya chini. Katika ubadilishaji wa ndani, elektroni ya ndani ya obiti hutolewa kutoka kwa atomi badala ya kiini kutoa miale ya gamma. Elektroni iliyotolewa ni ionizing moja kwa moja. Kadiri elektroni za obiti za nje zinavyoshuka hadi kupunguza viwango vya nishati ya kielektroniki ili kujaza nafasi iliyoachwa na elektroni iliyotolewa, atomi hutoa miale ya x. Uwezekano wa ubadilishaji wa ndani unaohusiana na uwezekano wa utoaji wa gamma huongezeka kwa kuongezeka kwa nambari ya atomiki.

X rays

Mionzi ya X ni mionzi ya sumakuumeme na, kwa hivyo, inafanana na miale ya gamma. Tofauti kati ya mionzi ya x na mionzi ya gamma ni asili yao. Ingawa miale ya gamma hutoka kwenye kiini cha atomiki, miale ya x hutokana na mwingiliano wa elektroni. Ingawa mionzi ya x mara nyingi huwa na nishati ndogo kuliko miale ya gamma, hiki sio kigezo cha kuitofautisha. Inawezekana kutoa mionzi ya x kwa nishati kubwa zaidi kuliko miale ya gamma inayotokana na kuoza kwa mionzi.

Uongofu wa ndani, uliojadiliwa hapo juu, ni njia mojawapo ya utengenezaji wa eksirei. Katika kesi hii, mionzi ya x inayotokana ina nguvu tofauti sawa na tofauti katika viwango vya nishati kati ya ambayo elektroni za obiti hupita.

Chembe zinazochajiwa hutoa mionzi ya sumakuumeme kila zinapoharakishwa au kupunguzwa kasi. Kiasi cha mionzi inayotolewa ni sawia na nguvu ya nne ya wingi wa chembe. Kama matokeo, elektroni hutoa mionzi ya x zaidi kuliko chembe nzito kama vile protoni, hali zingine zote zikiwa sawa. Mifumo ya X-ray hutoa mionzi ya x kwa kuongeza kasi ya elektroni kwenye tofauti kubwa ya uwezo wa kielektroniki ya kV nyingi au MV. Kisha elektroni hupunguzwa kasi kwa nyenzo mnene, inayostahimili joto, kama vile tungsten (W).

Miale ya eksirei inayotolewa kutoka kwa mifumo kama hii ina nishati iliyoenea juu ya wigo kuanzia takriban sifuri hadi kiwango cha juu cha nishati ya kinetiki inayomilikiwa na elektroni kabla ya kushuka kwa kasi. Mara nyingi huwekwa juu juu kwenye wigo huu unaoendelea ni mionzi ya x ya nishati isiyo na maana. Wao huzalishwa wakati elektroni zinazopungua hupunguza ionize nyenzo zinazolengwa. Kadiri elektroni nyingine za obiti zinavyosonga ili kujaza nafasi zilizobaki baada ya kuainishwa, hutoa miale ya x ya nishati bainifu sawa na jinsi miale ya x hutolewa kufuatia ubadilishaji wa ndani. Wanaitwa tabia mionzi ya x kwa sababu ni tabia ya nyenzo inayolengwa (anode). Tazama mchoro wa 7 kwa wigo wa kawaida wa x-ray. Mchoro wa 8 unaonyesha bomba la eksirei la kawaida.

Mchoro 7. Wigo wa eksirei unaoonyesha mchango wa mionzi ya x-alama inayotolewa huku elektroni zikijaza mashimo kwenye ganda la K la W (urefu wa wimbi la mionzi ya x unawiana kinyume na nishati yao)

Mionzi ya X huingiliana na mata kwa njia sawa na mionzi ya gamma, lakini mlingano rahisi wa upunguzaji wa kielelezo hauelezi vya kutosha upunguzaji wa mionzi ya x kwa mfululizo wa nishati mbalimbali (ona kielelezo 6). Hata hivyo, kadiri mionzi ya x ya nishati huondolewa kwa kasi zaidi kutoka kwa boriti kuliko miale ya x ya nishati zaidi inapopitia nyenzo, maelezo ya upunguzaji hukaribia utendaji wa kielelezo.

Mchoro 8. Mrija wa eksirei uliorahisishwa na anode iliyosimama na filamenti yenye joto

Nyutroni

Kwa ujumla, neutroni hazitozwi kama matokeo ya moja kwa moja ya uozo wa asili wa mionzi. Zinazalishwa wakati wa athari za nyuklia. Vinu vya nyuklia huzalisha nyutroni kwa wingi zaidi lakini viongeza kasi vya chembe na vyanzo maalum vya nyutroni, vinavyoitwa (α, n) vyanzo, pia vinaweza kutoa nyutroni.

Vinu vya nyuklia huzalisha nyutroni wakati viini vya uranium (U) katika mgawanyiko wa mafuta ya nyuklia, au mgawanyiko. Hakika, utengenezaji wa nyutroni ni muhimu katika kudumisha mpasuko wa nyuklia kwenye kinu.

Vichapuzi chembe chembe huzalisha neutroni kwa kuongeza kasi ya chembe zinazochajiwa, kama vile protoni au elektroni, hadi nishati ya juu ili kushambulia viini thabiti kwenye shabaha. Neutroni ni moja tu ya chembe zinazoweza kutokana na athari hizo za nyuklia. Kwa mfano, mmenyuko ufuatao hutoa nyutroni katika saiklotroni ambayo inaongeza kasi ya ioni za deuterium ili kushambulia shabaha ya beriliamu:

Michanganyiko ya alpha iliyochanganywa na beriliamu ni vyanzo vinavyobebeka vya neutroni. Vyanzo hivi (α, n) hutoa neutroni kupitia majibu:

Chanzo cha chembe za alpha kinaweza kuwa isotopu kama polonium-210 (²¹⁰Po),
plutonium-239 (²³⁹Pu) na americium-241 (²⁴¹Am).

Neutroni kwa ujumla huainishwa kulingana na nishati zao kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali 1. Uainishaji huu kwa kiasi fulani ni wa kiholela na unaweza kutofautiana katika miktadha tofauti.

Jedwali 1. Uainishaji wa neutroni kulingana na nishati ya kinetic

Kuna njia kadhaa zinazowezekana za mwingiliano wa nyutroni na mada, lakini njia kuu mbili kwa madhumuni ya usalama wa mionzi ni kutawanya kwa elastic na kukamata nyutroni.

Kutawanyika kwa elasticity ni njia ambayo neutroni za nishati ya juu hupunguzwa kwa nishati ya joto. Neutroni zenye nishati ya juu huingiliana hasa kwa kutawanya kwa elastic na kwa ujumla hazisababishi mgawanyiko au kutoa nyenzo zenye mionzi kwa kunasa nyutroni. Ni nyutroni za joto ambazo zinawajibika kimsingi kwa aina za mwisho za mwingiliano.

Mtawanyiko wa elasticity hutokea wakati neutroni inapoingiliana na kiini na kuruka kwa nishati iliyopunguzwa. Kiini kinachoingiliana huchukua nishati ya kinetic ambayo neutroni inapoteza. Baada ya kusisimka kwa namna hii, nukleo upesi hutoa nishati hii kuwa mnururisho wa gamma.

Wakati neutroni hatimaye inapofikia nishati ya joto (kinachojulikana kwa sababu neutroni iko katika usawa wa joto na mazingira yake), inakamatwa kwa urahisi na nuclei nyingi. Neutroni, bila chaji, hazirudishwi na kiini chenye chaji chanya kama vile protoni. Wakati nyutroni ya joto inapokaribia kiini na kuja ndani ya safu ya nguvu kali ya nyuklia, kwa mpangilio wa fm chache (fm = 10^-15 mita), kiini hukamata nyutroni. Matokeo yake yanaweza kuwa nucleus ya mionzi ambayo hutoa fotoni au chembe nyingine au, katika kesi ya nuclei zinazoweza kugawanyika kama vile. ²³⁵U na ²³⁹Pu, kiini kinachokamata kinaweza kutengana katika viini viwili vidogo na neutroni zaidi.

Sheria za kinematics zinaonyesha kwamba neutroni zitafikia nishati ya joto kwa kasi zaidi ikiwa kati ya kutawanya elastic inajumuisha idadi kubwa ya nuclei za mwanga. Neutroni inayojirudia kutoka kwenye nucleus nyepesi hupoteza asilimia kubwa zaidi ya nishati yake ya kinetiki kuliko inaporuka kutoka kwenye kiini kizito. Kwa sababu hii, vifaa vya maji na hidrojeni ni nyenzo bora za kinga ili kupunguza kasi ya neutroni.

Boriti ya nyutroni yenye nguvu moja itapungua kwa kasi katika nyenzo, ikitii mlingano sawa na ule uliotolewa hapo juu kwa fotoni. Uwezekano wa nyutroni kuingiliana na kiini fulani umeelezewa kulingana na wingi sehemu ya msalaba. Sehemu ya msalaba ina vitengo vya eneo. Kitengo maalum cha sehemu ya msalaba ni ghalani (b), imefafanuliwa na:

Ni vigumu sana kuzalisha neutroni bila kuandamana na gamma na mionzi ya x. Inaweza kudhaniwa kwa ujumla kuwa ikiwa neutroni zipo, vivyo hivyo na fotoni za nishati nyingi.

Vyanzo vya Mionzi ya Ionizing

Radionuclides ya awali

Radionuclides ya awali hutokea kwa asili kwa sababu nusu ya maisha yao yanalinganishwa na umri wa dunia. Jedwali la 2 linaorodhesha radionuclides muhimu zaidi za awali.

Jedwali 2. Radionuclides ya kwanza

Isotopu za urani na thoriamu huongoza mlolongo mrefu wa isotopu za redio za kizazi ambazo, kwa sababu hiyo, pia hutokea kwa asili. Kielelezo 9, AC, kinaonyesha minyororo ya uozo kwa ²³²Th, ²³⁸U na ²³⁵U, kwa mtiririko huo. Kwa sababu uozo wa alfa ni wa kawaida juu ya nambari ya molekuli ya atomiki 205 na nambari ya molekuli ya chembe ya alfa ni 4, kuna minyororo minne ya kuoza kwa viini nzito. Moja ya minyororo hii (tazama takwimu 9, D), ambayo kwa ²³⁷Np, haitokei katika asili. Hii ni kwa sababu haina radionuclide ya kwanza (yaani, hakuna radionuclide katika mlolongo huu ina nusu ya maisha kulinganishwa na umri wa dunia).

Mchoro 9. Msururu wa uozo (Z = nambari ya atomiki; N = nambari ya molekuli ya atomiki)    

 Kumbuka kuwa isotopu za radoni (Rn) hutokea katika kila mnyororo (²¹⁹Rn, ²²⁰Rn na ²²²Rn). Kwa kuwa Rn ni gesi, mara tu Rn inapozalishwa, ina nafasi ya kutoroka kwenye anga kutoka kwa tumbo ambayo iliundwa. Hata hivyo, nusu ya maisha ya ²¹⁹Rn ni fupi sana kuruhusu kiasi kikubwa kufikia eneo la kupumua. Maisha mafupi ya nusu ya ²²⁰Rn kawaida hufanya kuwa wasiwasi mdogo wa hatari ya kiafya kuliko ²²²Rn.

Bila kujumuisha Rn, radionuclides za awali zilizo nje ya mwili hutoa wastani wa kipimo cha kila mwaka cha takriban 0.3 mSv kwa idadi ya watu. Kiwango cha ufanisi cha kila mwaka kinatofautiana sana na imedhamiriwa hasa na mkusanyiko wa uranium na thoriamu katika udongo wa ndani. Katika baadhi ya sehemu za dunia ambapo mchanga wa monazite ni wa kawaida, kipimo cha kila mwaka kinachofaa kwa mwananchi ni cha juu kama 20 mSv. Katika maeneo mengine kama vile kwenye atoli za matumbawe na karibu na ufuo wa bahari, thamani inaweza kuwa ya chini kama 0.03 mSv (ona mchoro 9).

Radoni kawaida huzingatiwa tofauti na radionuclides zingine za asili zinazotokea duniani. Inaingia kwenye hewa kutoka kwenye udongo. Mara tu ikiwa angani, Rn huharibika zaidi na kuwa isotopu zenye mionzi za Po, bismuth (Bi) na Pb. Redionuclides hizi za kizazi hujishikamanisha na chembe za vumbi zinazoweza kupumuliwa na kunaswa kwenye mapafu. Kwa kuwa watoaji wa alpha, hutoa karibu nishati yao yote ya mionzi kwenye mapafu. Inakadiriwa kuwa wastani wa kipimo sawa cha mapafu kwa mwaka kutokana na mfiduo kama huo ni takriban 20 mSv. Kiwango hiki sawa cha mapafu kinaweza kulinganishwa na kipimo cha mwili mzima cha takriban 2 mSv. Kwa wazi, Rn na radionuclides za kizazi chake ndizo wachangiaji muhimu zaidi kwa dozi ya ufanisi ya mionzi (ona mchoro 9).

Miale ya cosmic

Mionzi ya angavu ni pamoja na chembe chembe chembe chembe chembe chembe chembe za asili ya nje ya dunia ambazo hupiga angahewa la dunia (kimsingi chembe na protoni nyingi). Pia inajumuisha chembe za sekondari; Aghalabu fotoni, neutroni na muoni, hutokana na mwingiliano wa chembe za msingi na gesi angani.

Kwa sababu ya mwingiliano huu, anga hutumika kama ngao dhidi ya mionzi ya ulimwengu, na jinsi ngao hii inavyopungua, ndivyo kiwango cha kipimo cha ufanisi zaidi. Kwa hivyo, kiwango cha kipimo cha ufanisi cha cosmic-ray huongezeka kwa urefu. Kwa mfano, kiwango cha kipimo katika mwinuko wa mita 1,800 ni karibu mara mbili ya usawa wa bahari.

Kwa sababu mionzi ya msingi ya cosmic inajumuisha zaidi chembe zinazochajiwa, huathiriwa na uga wa sumaku wa dunia. Watu wanaoishi katika latitudo za juu hupokea viwango vya ufanisi zaidi vya mionzi ya cosmic kuliko wale walio karibu na ikweta ya dunia. Tofauti kutokana na athari hii ni ya utaratibu
ya 10%.

Hatimaye, kiwango cha kipimo kinachofaa cha miale ya anga kinatofautiana kulingana na urekebishaji wa pato la miale ya jua ya jua. Kwa wastani, miale ya cosmic huchangia takriban 0.3 mSv kwa kiwango cha chinichini cha mionzi madhubuti ya mwili mzima.

Radionuclides ya Cosmogenic

Mionzi ya cosmic hutoa radionuclides ya cosmogenic katika angahewa. Maarufu zaidi kati yao ni tritium (³H), berili-7 (⁷Kuwa), kaboni-14 (¹⁴C) na sodiamu-22 (²²Na). Wao huzalishwa na mionzi ya cosmic inayoingiliana na gesi za anga. Redionuclides za Cosmogenic hutoa takriban kipimo cha kila mwaka cha 0.01 mSv. Mengi ya haya yanatoka ¹⁴C.

Kuanguka kwa nyuklia

Kuanzia miaka ya 1940 hadi 1960, majaribio ya kina ya silaha za nyuklia juu ya ardhi yalitokea. Upimaji huu ulizalisha kiasi kikubwa cha nyenzo za mionzi na kuzisambaza kwa mazingira duniani kote kama kuzimia. Ingawa sehemu kubwa ya uchafu huu tangu wakati huo imeoza na kuwa isotopu thabiti, kiasi kidogo kitakachosalia kitakuwa chanzo cha kufichuliwa kwa miaka mingi ijayo. Kwa kuongezea, mataifa ambayo yanaendelea kujaribu mara kwa mara silaha za nyuklia katika angahewa huongeza orodha ya ulimwengu.

Wachangiaji wakuu wa athari za kipimo cha ufanisi kwa sasa ni strontium-90 (⁹⁰Sr) na caesium-137 (¹³⁷Cs), ambazo zote zina nusu ya maisha karibu miaka 30. Kiwango cha wastani cha kila mwaka kinachofaa kutokana na kuanguka ni takriban 0.05 mSv.

Nyenzo za mionzi katika mwili

Uwekaji wa radionuclides zinazotokea kiasili katika mwili wa binadamu hutokana hasa na kuvuta pumzi na kumeza vitu hivi kwenye hewa, chakula na maji. Nuclides hizo ni pamoja na radioisotopu za Pb, Po, Bi, Ra, K (potasiamu), C, H, U na Th. Kati ya hizi, ⁴⁰K ndiye mchangiaji mkubwa zaidi. Radionuclides za asili zilizowekwa kwenye mwili huchangia takriban 0.3 mSv kwa kipimo bora cha kila mwaka.

Mionzi inayozalishwa na mashine

Utumiaji wa mionzi ya x katika sanaa ya uponyaji ndio chanzo kikubwa zaidi cha mionzi inayotolewa na mashine. Mamilioni ya mifumo ya matibabu ya x-ray inatumika kote ulimwenguni. Wastani wa kufichuliwa kwa mifumo hii ya matibabu ya eksirei inategemea sana upatikanaji wa matunzo wa watu. Katika nchi zilizoendelea, wastani wa kipimo cha kila mwaka kinachofaa kutoka kwa mionzi iliyoagizwa na matibabu kutoka kwa eksirei na nyenzo za mionzi kwa uchunguzi na matibabu ni 1 mSv.

Mionzi ya X ni zao la vichapuzi vingi vya chembe za fizikia zenye nishati nyingi, hasa zile zinazoongeza kasi ya elektroni na positroni. Hata hivyo, tahadhari zinazofaa za ulinzi na usalama pamoja na idadi ndogo ya watu walio hatarini hufanya chanzo hiki cha mionzi ya mionzi kuwa cha chini sana kuliko vyanzo vilivyo hapo juu.

Radionuclides zinazozalishwa na mashine

Vichapuzi vya chembe vinaweza kutoa aina kubwa ya radionuclides kwa wingi tofauti kwa njia ya athari za nyuklia. Chembe zinazoharakishwa ni pamoja na protoni, deuteroni (²H viini), chembe za alpha, mesoni iliyochajiwa, ioni nzito na kadhalika. Vifaa vinavyolengwa vinaweza kufanywa kwa karibu isotopu yoyote.

Vichapuzi vya chembe ndio chanzo pekee cha isotopu za redio zinazotoa positron. (Vinu vya nyuklia vina mwelekeo wa kutokeza isotopu zenye wingi wa nyutroni ambazo huoza kwa utoaji wa negatroni.) Pia zinazidi kutumiwa kutengeneza isotopu za muda mfupi kwa matumizi ya matibabu, hasa kwa positron-emission tomografia (PET).

Nyenzo na bidhaa za watumiaji zilizoimarishwa kiteknolojia

Mionzi ya X na vifaa vya mionzi huonekana, vinavyohitajika na visivyohitajika, katika idadi kubwa ya shughuli za kisasa. Jedwali la 3 linaorodhesha vyanzo hivi vya mionzi.

Jedwali la 3. Vyanzo na makadirio ya viwango vya ufanisi vinavyohusiana na idadi ya watu kutoka kwa nyenzo zilizoimarishwa kiteknolojia na bidhaa za watumiaji.

Chanzo: NCRP 1987.

Back