Chanzo cha mionzi ni kiasi fulani cha radionuclide ambayo hutoa mionzi ya ioni. Mwisho kwa kawaida hujumuisha miale ya gamma, chembe chembe za alfa na beta, na mionzi ya neutroni.
Wajibu wa vyanzo
Zinaweza kutumika kwa kuangazia, wakati mnururisho hufanya kazi ya kuanisha, au kama chanzo cha mionzi ya metrolojia kwa ajili ya urekebishaji wa mchakato wa radiometriki na ala. Pia hutumika kufuatilia michakato ya viwandani kama vile kipimo cha unene katika tasnia ya karatasi na chuma. Vyanzo vinaweza kufungwa kwenye chombo (mionzi ya kupenya sana) au kuwekwa kwenye uso (mionzi inayopenya kidogo), au kwenye kioevu.
Maana na matumizi
Kama chanzo cha mionzi, hutumika katika dawa kwa tiba ya mionzi na viwandani kwa radiografia, miale.chakula, kuzuia wadudu, kudhibiti wadudu na mionzi ya PVC inayounganisha mtambuka.
Radionuclides
Radionuclides huchaguliwa kulingana na aina na asili ya mionzi, nguvu yake na nusu ya maisha. Vyanzo vya kawaida vya radionuclides ni pamoja na cob alt-60, iridium-192 na strontium-90. Kipimo cha kiasi cha shughuli ya chanzo cha SI ni Becquerel, ingawa kitengo cha kihistoria cha Curie bado kinatumika kwa kiasi, kwa mfano nchini Marekani, licha ya NIST ya Marekani kupendekeza kwa nguvu zote matumizi ya kitengo cha SI. Kwa madhumuni ya afya, ni lazima katika Umoja wa Ulaya.
Maisha
Chanzo cha mionzi kwa kawaida huishi miaka 5 hadi 15 kabla ya shughuli zake kushuka hadi kiwango salama. Hata hivyo, wakati radionuclides zenye maisha marefu nusu zinapatikana, zinaweza kutumika kama zana za kurekebisha kwa muda mrefu zaidi.
Imefungwa na kufichwa
Vyanzo vingi vya mionzi vimefungwa. Hii ina maana kwamba wao ni wa kudumu kabisa zilizomo katika capsule au imara amefungwa na imara kwa uso. Vidonge kawaida hutengenezwa kwa chuma cha pua, titani, platinamu au chuma kingine cha inert. Utumiaji wa vyanzo vilivyofungwa huondoa karibu hatari zote za kutawanya nyenzo za mionzi kwa mazingira kwa sababu ya utunzaji usiofaa, lakini chombo hakijaundwa kupunguza mionzi, kwa hivyo kinga ya ziada inahitajika kwa ulinzi wa mionzi. Zilizofungwa pia hutumiwa katika karibu matukio yote ambapo sioujumuishaji wa kemikali au halisi katika kioevu au gesi unahitajika.
Vyanzo vilivyofungwa vimeainishwa na IAEA kulingana na shughuli zao kuhusiana na kitu chenye hatari kidogo cha mionzi (kinachoweza kusababisha madhara makubwa kwa watu). Uwiano unaotumika ni A/D, ambapo A ni shughuli chanzo na D ni shughuli hatari ya chini zaidi.
Tafadhali kumbuka kuwa vyanzo vilivyo na kiwango cha chini cha mionzi ya kutosha (kama vile vinavyotumika katika vitambua moshi) kutodhuru binadamu havijaainishwa.
Vidonge
Vyanzo vya kapsuli, ambapo mionzi hutoka kwa uhakika, hutumika kusawazisha ala za beta, gamma na X-ray. Hivi majuzi, havijapendwa na watu wengi kama vitu vya viwandani na kama vitu vya kusoma.
Chemchemi za sahani
Zinatumika sana kwa urekebishaji wa ala za uchafuzi wa mionzi. Hiyo ni, kwa kweli, wanacheza nafasi ya aina ya vihesabio vya miujiza.
Tofauti na chanzo cha kapsuli, mandharinyuma yanayotolewa na chanzo cha sahani lazima yawe juu ya uso ili kuzuia chombo kufifia au kujikinga yenyewe kutokana na asili ya nyenzo. Hii ni muhimu hasa kwa chembe za alpha, ambazo zinasimamishwa kwa urahisi na wingi mdogo. Mviringo wa Bragg unaonyesha athari ya unyevu katika hewa ya angahewa.
Haijafunguliwa
Vyanzo visivyofunguliwa ni vile ambavyo haviko kwenye kontena lililofungwa kabisa na hutumika sana kwa matibabu. Wanaomba katika kesiwakati chanzo kinahitaji kuyeyushwa katika kioevu kwa sindano ndani ya mgonjwa au kumeza. Pia hutumika katika tasnia kwa njia sawa na kugundua uvujaji kama kifuatiliaji cha mionzi.
Urejelezaji na vipengele vya mazingira
Utupaji wa vyanzo vya mionzi vilivyoisha muda wake huleta matatizo sawa na utupaji wa taka nyingine za nyuklia, ingawa kwa kiasi kidogo. Vyanzo vya kiwango cha chini vilivyotumika wakati mwingine havitakuwa na kazi vya kutosha kuweza kutupwa kwa kutumia njia za kawaida za utupaji taka, kwa kawaida kwenye madampo. Njia zingine za utupaji ni sawa na zile zinazotumiwa kwa kiwango cha juu cha uchafu wa mionzi, kwa kutumia kina tofauti cha kisima kulingana na shughuli ya taka.
Kesi inayojulikana sana ya kushughulikia kitu kama hicho kizembe ilikuwa ajali huko Goiania, ambayo ilisababisha vifo vya watu kadhaa.
Mionzi ya asili
Mionzi ya usuli huwa ipo Duniani kila wakati. Mionzi mingi ya usuli hutoka kwa asili kutoka kwa madini, wakati sehemu ndogo hutoka kwa vitu vilivyotengenezwa na mwanadamu. Madini ya asili ya mionzi duniani, udongo na maji hutoa mionzi ya asili. Mwili wa mwanadamu hata una baadhi ya madini haya ya asili ya mionzi. Mionzi ya cosmic pia inachangia asili ya mionzi karibu nasi. Kunaweza kuwa na tofauti kubwa katika viwango vya asili vya mionzi kutoka mahali hadi mahali, pamoja na mabadiliko katika eneo moja baada ya muda. Radioisotopu za asili ni mandharinyuma yenye nguvu sanawatoa umeme.
Mionzi ya Cosmic
Mionzi ya angavu hutoka kwa chembe chembe chembe nishati nyingi sana kutoka kwenye Jua na nyota zinazoingia kwenye angahewa ya Dunia. Hiyo ni, miili hii ya mbinguni inaweza kuitwa vyanzo vya mionzi ya mionzi. Baadhi ya chembe hupiga chini, wakati wengine huingiliana na anga, na kuunda aina mbalimbali za mionzi. Viwango huongezeka unapokaribia kitu cha mionzi, kwa hivyo kiasi cha mionzi ya cosmic kawaida huongezeka kulingana na kupanda. Urefu wa juu, kipimo cha juu zaidi. Hii ndiyo sababu wale wanaoishi Denver, Colorado (futi 5,280) hupokea kipimo cha juu cha kila mwaka cha mionzi kutoka kwa mionzi ya anga kuliko mtu yeyote anayeishi kwenye usawa wa bahari (futi 0).
Uchimbaji madini ya urani nchini Urusi bado ni mada yenye utata na "moto", kwa sababu kazi hii ni hatari sana. Kwa kawaida, uranium na thoriamu zinazopatikana duniani huitwa radionuclides ya msingi na ni chanzo cha mionzi ya ardhi. Fuatilia kiasi cha uranium, thoriamu na bidhaa zao za kuoza zinaweza kupatikana kila mahali. Pata maelezo zaidi kuhusu kuoza kwa mionzi. Viwango vya mionzi ya nchi kavu hutofautiana kulingana na eneo, lakini maeneo yenye viwango vya juu vya urani na thoriamu katika udongo wa juu kwa kawaida hupata viwango vya juu vya kipimo. Kwa hiyo, watu wanaojihusisha na uchimbaji madini ya urani nchini Urusi wako katika hatari kubwa.
Mionzi na watu
Mabaki ya dutu zenye mionzi yanaweza kupatikana katika mwili wa binadamu (hasa potasiamu-40 asilia). Kipengele kinapatikana katika chakula, udongo na maji, ambayo sisikukubali. Miili yetu ina kiasi kidogo cha mionzi kwa sababu mwili hubadilisha aina zisizo na mionzi na mionzi za potasiamu na vipengele vingine kwa njia sawa.
Sehemu ndogo ya mionzi ya chinichini hutokana na shughuli za binadamu. Kiasi cha chembechembe za mionzi kimetawanywa katika mazingira kwa sababu ya majaribio ya silaha za nyuklia na ajali kama ile iliyotokea kwenye kinu cha nyuklia cha Chernobyl nchini Ukraini. Reactor za nyuklia hutoa kiasi kidogo cha vipengele vya mionzi. Nyenzo za miale zinazotumika viwandani na hata katika baadhi ya bidhaa za watumiaji pia hutoa kiasi kidogo cha mionzi ya usuli.
Sote tunakabiliwa na mionzi kila siku kutoka vyanzo vya asili, kama vile madini duniani, na vyanzo vinavyotengenezwa na binadamu, kama vile eksirei ya matibabu. Kulingana na Baraza la Kitaifa la Kinga na Kipimo cha Mionzi (NCRP), wastani wa mionzi ya binadamu kwa kila mwaka nchini Marekani ni milimita 620 (millisieverts 6.2).
Kwa asili
Vitu vyenye mionzi mara nyingi hupatikana katika asili. Baadhi yao hupatikana katika udongo, miamba, maji, hewa na mimea, ambayo hupumuliwa na kuingizwa. Mbali na mfiduo huu wa ndani, wanadamu pia hupokea mfiduo wa nje kutoka kwa nyenzo za mionzi ambazo hubaki nje ya mwili na kutoka kwa mionzi ya cosmic kutoka angani. Kiwango cha wastani cha kila siku kwa binadamu ni takriban 2.4 mSv (240 mrem) kwa mwaka.
Hii ni mara nne yawastani wa mfiduo wa kimataifa kwa mionzi bandia duniani, ambayo mwaka 2008 ilikuwa takriban 0.6 mrem (60 Rem) kwa mwaka. Katika baadhi ya nchi tajiri, kama vile Marekani na Japani, mwangaza bandia hupita wastani wa kukaribia aliyeambukizwa asili kutokana na ufikiaji mkubwa wa zana mahususi za matibabu. Barani Ulaya, wastani wa mwangazaji wa mandharinyuma katika nchi mbalimbali huanzia 2 mSv (200 mrem) kwa mwaka nchini Uingereza hadi zaidi ya 7 mSv (700 mrem) kwa baadhi ya makundi ya watu nchini Ufini.
Mfichuo wa kila siku
Mfiduo kutoka kwa vyanzo asilia ni sehemu muhimu ya maisha ya kila siku kazini na mahali pa umma. Mfiduo kama huo katika hali nyingi huwa na wasiwasi mdogo au hakuna kabisa wa umma, lakini katika hali fulani hatua za ulinzi wa afya lazima zizingatiwe, kwa mfano wakati wa kufanya kazi na madini ya urani na thoriamu na vifaa vingine vya asili vya mionzi (NORM). Hali hizi zimekuwa kitovu cha umakini wa Wakala katika miaka ya hivi karibuni. Na hii, bila kutaja mifano ya ajali na kutolewa kwa dutu zenye mionzi, kama vile maafa katika kiwanda cha nguvu cha nyuklia cha Chernobyl na huko Fukushima, ambayo ililazimisha wanasayansi na wanasiasa ulimwenguni kote kufikiria tena mtazamo wao kuelekea "chembe ya amani".
Mionzi ya dunia
Mionzi ya dunia inajumuisha tu vyanzo vinavyosalia nje ya mwili. Lakini wakati huo huo wanaendelea kuwa vyanzo hatari vya mionzi ya mionzi. Radionuclides kuu ya wasiwasi ni potasiamu, urani na thoriamu, bidhaa zao za kuoza. Nabaadhi, kama vile radiamu na radoni, zina mionzi mingi lakini hutokea katika viwango vya chini. Idadi ya vitu hivi imepunguzwa bila shaka tangu kuundwa kwa Dunia. Shughuli ya sasa ya mionzi inayohusishwa na uwepo wa uranium-238 ni nusu kama vile mwanzo wa kuwepo kwa sayari yetu. Hii ni kutokana na nusu ya maisha yake ya miaka bilioni 4.5, na kwa potasiamu-40 (nusu ya maisha ya miaka bilioni 1.25) ni karibu 8% tu ya awali. Lakini wakati wa kuwepo kwa wanadamu, kiasi cha mionzi imepungua kidogo sana.
Isotopu nyingi zilizo na maisha mafupi ya nusu (na kwa hivyo mionzi ya juu) hazijaharibika kutokana na uzalishaji wao wa asili usiobadilika. Mifano ya hii ni radium-226 (bidhaa ya kuoza ya thorium-230 katika mnyororo wa kuoza wa uranium-238) na radoni-222 (bidhaa ya kuoza ya radium-226 katika mnyororo huo).
Thoriamu na urani
Vipengele vya kemikali ya mionzi thoriamu na uranium mara nyingi huharibika kwa alpha na beta na si rahisi kutambua. Hii inawafanya kuwa hatari sana. Hata hivyo, hiyo inaweza kusemwa kuhusu mionzi ya protoni. Walakini, derivatives nyingi za upande wa vitu hivi pia ni vitoa gesi vikali vya gamma. Thorium-232 imegunduliwa na kilele cha 239 keV kutoka kwa risasi-212, 511, 583 na 2614 keV kutoka thallium-208 na 911 na 969 keV kutoka actinium-228. Kipengele cha kemikali ya mionzi Uranium-238 inaonekana kama kilele cha bismuth-214 kwa 609, 1120 na 1764 keV (tazama kilele sawa cha radoni ya anga). Potasiamu-40 hugunduliwa moja kwa moja kupitia kilele cha 1461 gammakeV.
Kiwango juu ya bahari na vyanzo vingine vikubwa vya maji huwa ni takriban sehemu ya kumi ya asili ya dunia. Kinyume chake, maeneo ya pwani (na maeneo karibu na maji safi) yanaweza kuwa na mchango wa ziada kutoka kwa mashapo yaliyotawanyika.
Radoni
Chanzo kikubwa zaidi cha mionzi ya mionzi katika asili ni radoni ya hewa, gesi ya mionzi iliyotolewa kutoka duniani. Radoni na isotopu zake, radionuclides wazazi na bidhaa za kuoza huchangia kiwango cha wastani cha kupumua cha 1.26 mSv/mwaka (millisievert kwa mwaka). Radoni haisambazwi kwa usawa na inatofautiana kulingana na hali ya hewa, hivyo basi kwamba viwango vya juu zaidi vinatumika katika sehemu nyingi za dunia ambapo inaleta hatari kubwa kiafya. Mkusanyiko wa mara 500 zaidi ya wastani wa dunia umepatikana ndani ya majengo huko Skandinavia, Marekani, Iran na Jamhuri ya Czech. Radoni ni bidhaa ya kuoza ya uranium ambayo ni ya kawaida katika ukoko wa dunia, lakini imejilimbikizia zaidi katika miamba yenye madini iliyotawanyika kote ulimwenguni. Radoni huvuja kutoka kwa ores hizi kwenye anga au chini ya ardhi, na pia huingia ndani ya majengo. Inaweza kuingizwa ndani ya mapafu pamoja na bidhaa za kuoza, ambapo zitabaki kwa muda baada ya kufichuliwa. Kwa sababu hii, radoni inaainishwa kama chanzo asili cha mionzi.
Mfiduo wa Radoni
Ingawa radoni hutokea kwa kawaida, athari zake zinaweza kuongezwa au kupunguzwa kwa shughuli za binadamu, kama vile kujenga nyumba. Pishi iliyofungwa vibayaNyumba iliyohifadhiwa vizuri inaweza kusababisha mkusanyiko wa radon ndani ya nyumba, na kuwaweka wakazi wake katika hatari. Kuenea kwa ujenzi wa nyumba zilizowekwa maboksi na kufungwa katika nchi zilizoendelea kiviwanda za kaskazini kumetokeza kuwa radoni kuwa chanzo kikuu cha mnururisho katika baadhi ya jamii za kaskazini mwa Amerika Kaskazini na Ulaya. Baadhi ya vifaa vya ujenzi, kama vile saruji nyepesi iliyo na shale alum, phosphogypsum, na tuff ya Kiitaliano, inaweza kutoa radoni ikiwa ina radiamu na ina vinyweleo vya gesi.
Mionzi ya mionzi kutoka kwa radoni si ya moja kwa moja. Radoni ina nusu ya maisha mafupi (siku 4) na kuoza na kuwa chembe zingine dhabiti za nuklidi za mionzi za safu ya radiamu. Vipengele hivi vya mionzi huvutwa na kubaki kwenye mapafu, na kusababisha mfiduo wa muda mrefu. Kwa hivyo, radon inadhaniwa kuwa sababu ya pili kuu ya saratani ya mapafu baada ya kuvuta sigara, na inawajibika kwa vifo vya saratani kati ya 15,000 na 22,000 kwa mwaka nchini Merika pekee. Hata hivyo, mjadala kuhusu matokeo tofauti ya majaribio bado unaendelea.
Nyingi ya mandharinyuma ya anga husababishwa na radoni na bidhaa zake za kuoza. Wigo wa gamma huonyesha vilele vinavyoonekana katika 609, 1120 na 1764 keV, ambazo ni za bismuth-214, bidhaa ya kuoza ya radoni. Asili ya anga inategemea sana mwelekeo wa upepo na hali ya hali ya hewa. Radoni pia inaweza kutolewa kutoka ardhini kwa milipuko na kisha kuunda "mawingu ya radoni" ambayo yanaweza kusafiri makumi ya kilomita.
mandharinyuma ya nafasi
Dunia na viumbe vyote vilivyo juu yake vinadumukurushwa na mionzi kutoka angani. Mionzi hii hasa ina ioni zenye chaji chanya, kutoka kwa protoni hadi chuma, na viini vikubwa zaidi vinavyotolewa nje ya mfumo wetu wa jua. Mionzi hii huingiliana na atomi katika angahewa, na kuunda mtiririko wa pili wa hewa, ikiwa ni pamoja na X-rays, muoni, protoni, chembe za alpha, pions, elektroni na neutroni.
Kipimo cha moja kwa moja cha mionzi ya cosmic hasa hutoka kwa muoni, neutroni na elektroni, na hutofautiana katika sehemu mbalimbali za dunia kulingana na uga wa sumakuumeme na mwinuko. Kwa mfano, jiji la Denver nchini Marekani (kwenye mwinuko wa mita 1,650) hupokea takriban mara mbili ya kipimo cha miale ya anga kuliko katika usawa wa bahari.
Mionzi hii ina nguvu zaidi katika eneo la juu la troposphere kwa takriban kilomita 10 na kwa hivyo ni ya wasiwasi hasa kwa wafanyakazi wa wafanyakazi na abiria wa kawaida ambao hutumia saa nyingi kwa mwaka katika mazingira haya. Wakati wa safari zao za ndege, wafanyakazi wa shirika la ndege kwa kawaida hupokea dozi ya ziada ya kikazi kuanzia 2.2 mSv (220 mrem) kwa mwaka hadi 2.19 mSv/mwaka, kulingana na tafiti mbalimbali.
Mionzi katika obiti
Vile vile, miale ya anga husababisha kufichua kwa hali ya juu chinichini kwa wanaanga kuliko kwa wanadamu walio kwenye uso wa Dunia. Wanaanga wanaofanya kazi katika obiti za chini, kama vile wafanyikazi wa vituo vya anga vya kimataifa au shuttles, wanalindwa kwa sehemu na uwanja wa sumaku wa Dunia, lakini pia wanateseka na kinachojulikana kama ukanda wa Van Allen, ambao ni matokeo ya uwanja wa sumaku wa Dunia. Nje ya obiti ya chini ya Dunia, kamauzoefu na wanaanga wa Apollo wanaosafiri hadi Mwezini, mionzi hii ya usuli ni kali zaidi na inawakilisha kizuizi kikubwa kwa uchunguzi wa siku zijazo wa mwanadamu wa Mwezi au Mirihi.
Athari za ulimwengu pia husababisha ubadilishaji wa elementi katika angahewa, ambapo mionzi ya pili inayozalishwa nayo huchanganyika na viini vya atomiki katika angahewa, na kutengeneza nyuklidi mbalimbali. Nuklidi nyingi zinazoitwa cosmogenic zinaweza kuzalishwa, lakini labda inayojulikana zaidi ni kaboni-14, ambayo hutengenezwa kwa kuingiliana na atomi za nitrojeni. Nuclides hizi za cosmogenic hatimaye hufika kwenye uso wa Dunia na zinaweza kuingizwa katika viumbe hai. Uzalishaji wa nuclides hizi hutofautiana kidogo wakati wa metamorphoses ya muda mfupi ya jua ya flux, lakini inachukuliwa kuwa mara kwa mara juu ya mizani kubwa - kutoka kwa maelfu hadi mamilioni ya miaka. Uzalishaji wa kila mara, ujumuishaji na nusu ya maisha mafupi kiasi ya kaboni-14 ni kanuni zinazotumika katika kuorodhesha nyenzo za kale za kibayolojia kwa njia ya radiocarbon kama vile vibaki vya mbao au mabaki ya binadamu.
miale ya Gamma
Mionzi ya anga katika usawa wa bahari kwa kawaida huonekana kama mionzi ya gamma ya keV 511 kutoka kwa maangamizi ya positroni yanayoundwa na athari za nyuklia za chembe zenye nishati nyingi na miale ya gamma. Katika urefu wa juu, pia kuna mchango kutoka kwa wigo unaoendelea wa bremsstrahlung. Kwa hiyo, miongoni mwa wanasayansi, suala la mionzi ya jua na usawa wa mionzi inachukuliwa kuwa muhimu sana.
Mionzi ndani ya mwili
Vipengele viwili muhimu zaidi vinavyounda mwili wa binadamu, yaani potasiamu na kaboni, vina isotopu ambazo huongeza sana kiwango chetu cha mionzi ya asilia. Hii ina maana kwamba zinaweza pia kuwa vyanzo vya mionzi ya mionzi.
Elementi na misombo ya kemikali hatari huwa na tabia ya kujilimbikiza. Mwili wa wastani wa binadamu una takriban miligramu 17 za potasiamu-40 (40K) na takriban nanograms 24 (10-8 g) za kaboni-14 (14C) (nusu ya maisha - miaka 5,730). Ukiondoa uchafuzi wa ndani wa nyenzo za mionzi ya nje, vipengele hivi viwili ni sehemu kubwa zaidi ya mfiduo wa ndani kwa vipengele vya utendaji wa kibiolojia wa mwili wa binadamu. Takriban viini 4,000 huoza kwa 40K kwa sekunde na idadi sawa katika 14C. Nishati ya chembe za beta zinazoundwa kwa 40K ni takriban mara 10 zaidi ya ile ya chembe za beta zinazoundwa kwa 14C.
14C iko katika mwili wa binadamu kwa takriban Bq 3,700 (0.1 µCi) na nusu ya maisha ya kibayolojia ya siku 40. Hii ina maana kwamba kuoza kwa 14C hutoa takriban chembe 3,700 za beta kwa sekunde. Takriban nusu ya seli za binadamu zina atomi ya 14C.
Kipimo cha wastani cha kimataifa cha radionuclides isipokuwa radoni na bidhaa zake za kuoza ni 0.29 mSv/mwaka, ambapo 0.17 mSv/mwaka ni 40K, 0.12 mSv/mwaka hutoka kwa mfululizo wa urani na thoriamu, na 12 μSv / mwaka - kutoka 14C. Inafaa pia kuzingatia kuwa mashine za X-ray za matibabu pia mara nyingimionzi, lakini mionzi yake si hatari kwa wanadamu.
