Как правило, свинец может быть в нескольких различных формах. Обычно свинец плавят и либо отливают в форму, либо заполняют заранее изготовленное изделие. Свинцовые чушки являются примером литого свинцового продукта. Расплавленный свинец заливают в предварительно нагретую форму, и по мере остывания свинец сжимается, и отливку можно извлечь из формы. Свинец также можно подвергать механической обработке для достижения более жестких допусков, чем это было бы возможно при простом литье. Как правило, сплавы свинца, такие как свинец с содержанием сурьмы 2-4%, легче поддаются механической обработке, потому что сурьма делает свинец более твердым и менее склонным к скалыванию при резке.
Свинец имеет множество применений для защиты от радиации, от создания мебели со свинцовой подкладкой до небольших свинцовых флаконов. Благодаря доступности, цене.
Как работает рентгеновское излучение?
Прежде чем углубляться в то, как свинец блокирует излучение, вам было бы полезно понять, как работает рентгеновское излучение.
Рентгеновские лучи — это своего рода электромагнитная волна — спектр энергетических волн, который включает видимый свет, микроволны и даже радиоволны. Рентгеновские лучи создаются, когда отрицательно заряженный электрод нагревается, высвобождая электроны. Эти электроны, в свою очередь, выделяют энергию, которая излучается в виде рентгеновских лучей.
Как рентгеновские лучи проникают в материю
Рентгеновские лучи достаточно мощные, чтобы проникать во многие виды материи, включая человеческое тело. И точно так же, как солнечный свет может проходить через одни материалы (например, бумагу), а не через другие (например, твердые стены), рентгеновские лучи легче проходят через одни материалы, чем через другие.
Что определяет, может ли рентгеновский луч легко пройти через объект, так это атомная плотность его элементов. Кости полны кальция, плотного элемента с высоким атомным номером, а плоть, мышцы и органы состоят из более легких элементов, таких как углерод, кислород и водород.
Способность элемента блокировать излучение называется «затуханием». Таким образом, сформулировав вышеприведенный абзац по-другому, кости имеют большее затухание, чем мышцы и органы.
Таким образом, когда луч рентгеновских лучей проходит через объект, он создает силуэт с другой стороны — своего рода перевернутую тень, где светлые части рентгеновского луча показывают, где волны излучения были заблокированы, а более темные части изображения показать, где рентгеновские лучи без проблем проходят через объект.
Почему рентгеновское излучение вредно?
Когда рентгеновское излучение проходит через тело, волны излучения сталкиваются с атомами, выбивая электроны с орбиты. Это может превратить атом в ион или электрически заряженный атом,
Атомы, поврежденные радиацией, становятся разрушительными, беспорядочно перемещаясь внутри клеток. Это может привести к повреждению молекул и повреждению ДНК внутри ядер клеток.
В то время как обычному пациенту нечего бояться случайного рентгеновского облучения (повреждение, наносимое клеткам, слишком мало, чтобы вызвать какое-либо реальное воздействие), люди, которые неоднократно подвергаются воздействию высоких уровней радиации или постоянно подвергаются рентгеновскому облучению, рассеиваются. излучение может нанести вред.
Это связано с тем, что радиация оказывает кумулятивное воздействие на организм. В отличие от других травм, которые со временем заживают, радиационное повреждение необратимо. Таким образом, с каждым новым воздействием количество поврежденных атомов увеличивается до тех пор, пока, наконец, не произойдет достаточное разрушение, чтобы создать реальное состояние (катаракта, радиационные ожоги и рак).
Чтобы защитить тело от избыточного облучения, медицинские работники и пациенты носят свинцовые фартуки . И это возвращает нас к вопросу, на который мы здесь должны ответить: почему свинец блокирует излучение?
Как свинец блокирует радиацию?
Подобно тому, как кости блокируют больше рентгеновских лучей, чем органы из-за тяжелого веса кальция, свинец превосходно ослабляет радиационные волны благодаря своей огромной атомной массе.
По сравнению с атомной массой кальция, равной 40, плотность свинца составляет 207.
Но как это помогает фартукам останавливать радиацию?
Чем выше атомный номер элемента, тем плотнее его атомы расположены вместе. Таким образом, в то время как рентгеновские лучи могут проходить через углерод, который имеет атомную массу 12 (и, следовательно, много пустого пространства), рентгеновским лучам гораздо труднее проникнуть через свинец с массой 207.
Чтобы помочь вам представить, как это работает, вот короткая аналогия.
Представьте, что вам нужно пнуть мяч через пустое поле. Это было бы довольно легко, так как ничто не мешает мячу достичь другой стороны.
А теперь представьте, что я покрываю поле сотнями конусов. Мяч, вероятно, будет заблокирован конусом и не долетит до другой стороны, так как его энергия будет передана конусу — остановит мяч.
Подводя итог, почему свинец блокирует излучение? Проще говоря: плотно расположенные атомы свинца не позволяют рентгеновским лучам достичь другой стороны.
