RTG ZRAČENJE
nevidljivo zračenje sposobno da prodre, iako u različitom stepenu, u sve supstance. To je elektromagnetno zračenje talasne dužine od oko 10-8 cm.Poput vidljive svetlosti, rendgenski zraci izazivaju pocrnjenje fotografskog filma. Ova nekretnina je od velikog značaja za medicinu, industriju i naučna istraživanja. Prolazeći kroz predmet koji se proučava, a zatim padajući na film, rendgensko zračenje oslikava njegovu unutrašnju strukturu na njemu. Budući da je prodorna moć rendgenskog zračenja različita za različite materijale, dijelovi objekta koji su za njega manje transparentni daju svjetlije površine na fotografiji od onih kroz koje zračenje dobro prodire. Dakle, koštano tkivo je manje transparentno za rendgenske zrake od tkiva koje čine kožu i unutrašnje organe. Stoga će na rendgenskom snimku kosti biti označene kao svjetlije površine, a mjesto prijeloma, koje je transparentnije za zračenje, može se vrlo lako otkriti. Rendgensko snimanje se također koristi u stomatologiji za otkrivanje karijesa i apscesa u korijenu zuba, kao i u industriji za otkrivanje pukotina na odljevcima, plastici i gumama. X-zrake se koriste u hemiji za analizu jedinjenja i u fizici za proučavanje strukture kristala. Rendgenski snop koji prolazi kroz hemijsko jedinjenje izaziva karakteristično sekundarno zračenje, čija spektroskopska analiza omogućava hemičaru da odredi sastav jedinjenja. Prilikom pada na kristalnu tvar, snop rendgenskih zraka se raspršuje od strane atoma kristala, dajući jasan, pravilan uzorak mrlja i pruga na fotografskoj ploči, što omogućava utvrđivanje unutrašnje strukture kristala. Upotreba rendgenskih zraka u liječenju raka zasniva se na činjenici da ubija ćelije raka. Međutim, može imati i nepoželjan učinak na normalne stanice. Stoga se pri ovoj upotrebi rendgenskih zraka mora biti izuzetno oprezan. Rendgensko zračenje otkrio je njemački fizičar W. Roentgen (1845-1923). Njegovo ime je ovjekovječeno u nekim drugim fizičkim terminima povezanim s ovim zračenjem: međunarodna jedinica doze jonizujućeg zračenja zove se rendgen; slika napravljena rendgenskim aparatom naziva se radiografija; Područje radiološke medicine koje koristi rendgenske zrake za dijagnosticiranje i liječenje bolesti naziva se radiologija. Roentgen je otkrio radijaciju 1895. dok je bio profesor fizike na Univerzitetu u Würzburgu. Provodeći eksperimente s katodnim zracima (elektroni teku u cijevima za pražnjenje), primijetio je da ekran koji se nalazi u blizini vakuumske cijevi, prekriven kristalnim barij cijanoplatinitom, sjajno svijetli, iako je sama cijev prekrivena crnim kartonom. Rentgen je dalje ustanovio da moć prodiranja nepoznatih zraka koje je otkrio, a koje je nazvao X-zrakama, zavisi od sastava materijala koji apsorbuje. Također je snimio kosti svoje ruke tako što je postavio između cijevi za izbacivanje katodnih zraka i ekrana obloženog barijum cijanoplatinitom. Rentgenovo otkriće pratili su eksperimenti drugih istraživača koji su otkrili mnoga nova svojstva i mogućnosti za korištenje ovog zračenja. Veliki doprinos dali su M. Laue, W. Friedrich i P. Knipping, koji su 1912. demonstrirali difrakciju rendgenskih zraka kada prođu kroz kristal; W. Coolidge, koji je 1913. izumio rendgensku cijev visokog vakuuma sa zagrijanom katodom; G. Moseley, koji je 1913. godine uspostavio vezu između talasne dužine zračenja i atomskog broja elementa; G. i L. Braggy, koji je dobio 1915. god nobelova nagrada za razvoj osnova analize difrakcije rendgenskih zraka.
DOBIJANJE RTG ZRAČENJA
Rendgensko zračenje nastaje kada elektroni koji se kreću velikom brzinom stupaju u interakciju sa materijom. Kada se elektroni sudare s atomima bilo koje tvari, oni brzo gube svoju kinetičku energiju. U ovom slučaju, većina se pretvara u toplinu, a mali dio, obično manje od 1%, pretvara se u energiju X zraka. Ova energija se oslobađa u obliku kvanta - čestica zvanih fotoni koji imaju energiju, ali nemaju masu mirovanja. Rentgenski fotoni se razlikuju po svojoj energiji, koja je obrnuto proporcionalna njihovoj talasnoj dužini. Konvencionalnom metodom dobijanja rendgenskih zraka dobija se širok raspon talasnih dužina, koji se naziva rendgenski spektar. Spektar sadrži izražene komponente, kao što je prikazano na sl. 1. Široki "kontinuum" naziva se kontinuirani spektar ili bijelo zračenje. Oštri vrhovi koji su postavljeni na njega nazivaju se karakterističnim linijama rendgenske emisije. Iako je cijeli spektar rezultat sudara elektrona sa materijom, mehanizmi za pojavu njegovog širokog dijela i linija su različiti. Supstanca se sastoji od veliki broj atoma, od kojih svaki ima jezgro okruženo elektronskim omotačima, a svaki elektron u ljusci atoma datog elementa zauzima određeni diskretni energetski nivo. Obično se ove ljuske, ili energetski nivoi, označavaju simbolima K, L, M, itd., počevši od ljuske koja je najbliža jezgru. Kada se upadni elektron dovoljno velike energije sudari s jednim od elektrona vezanih za atom, on izbacuje taj elektron iz njegove ljuske. Prazan prostor zauzima drugi elektron iz ljuske, što odgovara višoj energiji. Ovo potonje daje višak energije emitujući rendgenski foton. Pošto elektroni ljuske imaju diskretne vrijednosti energije, rezultirajući fotoni X-zraka također imaju diskretni spektar. Ovo odgovara oštrim vrhovima za određene valne dužine, čije specifične vrijednosti zavise od ciljnog elementa. Karakteristične linije formiraju K-, L- i M-seriju, ovisno o tome iz koje je ljuske (K, L ili M) uklonjen elektron. Odnos između talasne dužine rendgenskih zraka i atomskog broja naziva se Moseleyjev zakon (slika 2).

Ako se elektron sudari sa relativno teškim jezgrom, onda se usporava, i to je kinetička energija emituje se kao rendgenski foton približno iste energije. Ako proleti pored jezgra, izgubit će samo dio svoje energije, a ostatak će se prenijeti na druge atome koji mu padnu na put. Svaki čin gubitka energije dovodi do emisije fotona s određenom energijom. Pojavljuje se kontinuirani rendgenski spektar čija gornja granica odgovara energiji najbržeg elektrona. Ovo je mehanizam za formiranje kontinuiranog spektra, a maksimalna energija (ili minimalna talasna dužina) koja fiksira granicu kontinuiranog spektra proporcionalna je naponu ubrzanja, koji određuje brzinu upadnih elektrona. Spektralne linije karakterišu materijal bombardovane mete, dok je kontinuirani spektar određen energijom elektronskog snopa i praktično ne zavisi od materijala mete. X-zrake se mogu dobiti ne samo bombardiranjem elektrona, već i zračenjem mete rendgenskim zracima iz drugog izvora. U ovom slučaju, međutim, većina energije upadnog snopa odlazi u karakteristični rendgenski spektar, a vrlo mali dio pada u kontinuirani spektar. Očigledno, upadni snop rendgenskih zraka mora sadržavati fotone čija je energija dovoljna da pobudi karakteristične linije bombardiranog elementa. Visok procenat energije po karakterističnom spektru čini ovu metodu rendgenske ekscitacije pogodnom za naučna istraživanja.
Rendgenske cijevi. Da bi se dobilo rendgensko zračenje zbog interakcije elektrona sa materijom, potrebno je imati izvor elektrona, sredstva za njihovo ubrzanje do velikih brzina i metu sposobnu izdržati bombardiranje elektrona i proizvoditi rendgensko zračenje potrebnog intenziteta. Uređaj koji ima sve to zove se rendgenska cijev. Rani istraživači koristili su "duboke vakuumske" cijevi kao što su današnje cijevi za pražnjenje. Vakum u njima nije bio veliki. Cijevi za pražnjenje sadrže malu količinu plina, a kada se na elektrode cijevi primijeni velika razlika potencijala, atomi plina se pretvaraju u pozitivne i negativne ione. Pozitivni se kreću prema negativnoj elektrodi (katodi) i padajući na nju izbijaju elektrone iz nje, a oni se zauzvrat kreću prema pozitivnoj elektrodi (anodi) i bombardirajući je stvaraju tok rendgenskih fotona. . U modernoj rendgenskoj cijevi koju je razvio Coolidge (slika 3), izvor elektrona je volframova katoda zagrijana na visoke temperature. Elektroni se ubrzavaju do velikih brzina zbog velike razlike potencijala između anode (ili antikatode) i katode. Budući da elektroni moraju doći do anode bez sudara s atomima, potreban je vrlo visok vakuum, za koji cijev mora biti dobro evakuirana. Ovo također smanjuje vjerovatnoću jonizacije preostalih atoma plina i pridruženih bočnih struja.

Elektroni su fokusirani na anodu pomoću posebno oblikovane elektrode koja okružuje katodu. Ova elektroda se naziva elektroda za fokusiranje i zajedno sa katodom čini "elektronski reflektor" cijevi. Anoda podvrgnuta bombardovanju elektrona mora biti izrađena od vatrostalnog materijala, jer se većina kinetičke energije bombardirajućih elektrona pretvara u toplinu. Osim toga, poželjno je da anoda bude izrađena od materijala sa visokim atomskim brojem, jer prinos rendgenskih zraka raste sa povećanjem atomskog broja. Za materijal anode najčešće se bira volfram čiji je atomski broj 74. Dizajn rendgenskih cijevi može biti različit u zavisnosti od uslova primjene i zahtjeva.
DETEKCIJA X-ZRAKA
Sve metode za detekciju rendgenskih zraka temelje se na njihovoj interakciji sa materijom. Detektori mogu biti dva tipa: oni koji daju sliku i oni koji ne daju. Prvi uključuju uređaje za rendgensku fluorografiju i fluoroskopiju, u kojima rendgenski snop prolazi kroz predmet koji se proučava, a preneseno zračenje ulazi u luminiscentni ekran ili film. Slika se pojavljuje zbog činjenice da različiti dijelovi predmeta koji se proučava apsorbiraju zračenje na različite načine - ovisno o debljini tvari i njenom sastavu. U detektorima sa luminiscentnim ekranom, energija rendgenskog zraka se pretvara u direktno vidljivu sliku, dok se u radiografiji snima na osjetljivoj emulziji i može se promatrati tek nakon što se film razvije. Drugi tip detektora uključuje široku paletu uređaja u kojima se energija rendgenskih zraka pretvara u električne signale koji karakteriziraju relativni intenzitet zračenja. To uključuje jonizacijske komore, Geigerov brojač, proporcionalni brojač, scintilacioni brojač i neke posebne detektore na bazi kadmijum sulfida i selenida. Trenutno se scintilacioni brojači mogu smatrati najefikasnijim detektorima, koji dobro rade u širokom energetskom rasponu.
vidi takođe DETEKTORI ČESTICA . Detektor se bira uzimajući u obzir uslove problema. Na primjer, ako je potrebno precizno izmjeriti intenzitet difraktiranog rendgenskog zračenja, tada se koriste brojači koji omogućavaju mjerenja s točnošću od procenta. Ako je potrebno registrirati puno difrakiranih zraka, onda je preporučljivo koristiti rendgenski film, iako je u ovom slučaju nemoguće odrediti intenzitet s istom preciznošću.
RTG I GAMA DEFEKTOSKOPIJA
Jedna od najčešćih primjena rendgenskih zraka u industriji je kontrola kvaliteta materijala i detekcija grešaka. Rendgenska metoda je nedestruktivna, tako da se materijal koji se ispituje, ako se utvrdi da ispunjava tražene zahtjeve, može koristiti za namjeravanu svrhu. I rendgenska i gama detekcija grešaka se zasnivaju na penetracionoj moći rendgenskih zraka i karakteristikama njihove apsorpcije u materijalima. Probojna snaga je određena energijom rendgenskih fotona, koja zavisi od napona ubrzanja u rendgenskoj cijevi. Stoga su debeli uzorci i uzorci iz teški metali, kao što su zlato i uranijum, zahtevaju izvor rendgenskih zraka sa višim naponom za njihovo proučavanje, a za tanke uzorke dovoljan je izvor sa nižim naponom. Za detekciju grešaka gama zrakama vrlo velikih odljevaka i velikih valjanih proizvoda koriste se betatroni i linearni akceleratori koji ubrzavaju čestice do energije od 25 MeV i više. Apsorpcija rendgenskih zraka u materijalu ovisi o debljini apsorbera d i koeficijentu apsorpcije m i određena je formulom I = I0e-md, gdje je I intenzitet zračenja propuštenog kroz apsorber, I0 je intenzitet upadnog zračenja, a e = 2,718 je baza prirodnih logaritama. Za dati materijal, na datoj talasnoj dužini (ili energiji) rendgenskih zraka, koeficijent apsorpcije je konstanta. Ali zračenje izvora rendgenskih zraka nije monokromatsko, već sadrži širok spektar valnih duljina, zbog čega apsorpcija pri istoj debljini apsorbera ovisi o valnoj dužini (frekvenciji) zračenja. Rentgensko zračenje ima široku primenu u svim industrijama koje su povezane sa obradom metala pritiskom. Takođe se koristi za ispitivanje artiljerijskih cevi, prehrambenih proizvoda, plastike, za ispitivanje složenih uređaja i sistema u elektronskoj tehnici. (Neutronografija, koja koristi neutronske zrake umjesto rendgenskih zraka, koristi se u slične svrhe.) X-zrake se također koriste u druge svrhe, kao što je ispitivanje slika kako bi se utvrdila njihova autentičnost ili otkrivanje dodatnih slojeva boje na vrhu glavnog sloja .
DIFRAKCIJA X-ZRAKA
Difrakcija rendgenskih zraka daje važna informacija o čvrste materije - njihovu atomsku strukturu i kristalni oblik, kao i tečnosti, amorfna tela i velike molekule. Metoda difrakcije se također koristi za precizno (sa greškom manjom od 10-5) određivanje međuatomskih udaljenosti, detekciju napona i defekata, te za određivanje orijentacije monokristala. Difrakcijski uzorak može identificirati nepoznate materijale, kao i otkriti prisustvo nečistoća u uzorku i odrediti ih. Važnost metode difrakcije rendgenskih zraka za napredak moderne fizike teško se može precijeniti, budući da se savremeno razumijevanje svojstava materije u konačnici zasniva na podacima o rasporedu atoma u različitim hemijskim jedinjenjima, o prirodi veza. između njih i na strukturnim defektima. Glavni alat za dobijanje ovih informacija je metoda difrakcije rendgenskih zraka. Kristalografija difrakcije rendgenskih zraka je neophodna za određivanje strukture složenih velikih molekula, kao što su one deoksiribonukleinske kiseline (DNK), genetskog materijala živih organizama. Neposredno nakon otkrića rendgenskog zračenja, naučni i medicinski interes je bio koncentrisan kako na sposobnost ovog zračenja da prodire kroz tijela, tako i na njegovu prirodu. Eksperimenti na difrakciji rendgenskih zraka na prorezima i difrakcionim rešetkama pokazali su da ono pripada elektromagnetskom zračenju i da ima talasnu dužinu reda 10-8-10-9 cm. Još ranije su naučnici, posebno W. Barlow, pretpostavili da pravilan i simetričan oblik prirodnih kristala je zbog uređenog rasporeda atoma koji formiraju kristal. U nekim slučajevima, Barlow je mogao ispravno predvidjeti strukturu kristala. Vrijednost predviđenih međuatomskih udaljenosti iznosila je 10-8 cm, a činjenica da su međuatomske udaljenosti bile reda valne dužine rendgenskih zraka omogućila je u principu posmatranje njihove difrakcije. Rezultat je bila ideja za jedan od najvažnijih eksperimenata u historiji fizike. M. Laue je organizovao eksperimentalnu provjeru ove ideje, koju su izveli njegove kolege W. Friedrich i P. Knipping. Godine 1912. njih trojica su objavili svoj rad o rezultatima difrakcije rendgenskih zraka. Principi difrakcije rendgenskih zraka. Da bismo razumjeli fenomen difrakcije rendgenskih zraka, potrebno je razmotriti redom: prvo, spektar rendgenskih zraka, drugo, prirodu kristalne strukture i, treće, sam fenomen difrakcije. Kao što je gore pomenuto, karakteristično rendgensko zračenje se sastoji od niza spektralnih linija visokog stepena monohromatnosti, određenih materijalom anode. Uz pomoć filtera možete odabrati najintenzivniji od njih. Stoga je odabirom materijala anode na odgovarajući način moguće dobiti izvor gotovo monokromatskog zračenja sa vrlo precizno definiranom vrijednošću valne dužine. Valne dužine karakterističnog zračenja se obično kreću od 2,285 za hrom do 0,558 za srebro (vrijednosti za različite elemente poznate su na šest značajnih cifara). Karakteristični spektar je superponiran na kontinuirani "bijeli" spektar mnogo nižeg intenziteta, zbog usporavanja upadnih elektrona u anodi. Tako se iz svake anode mogu dobiti dvije vrste zračenja: karakteristično i kočno, od kojih svaka djeluje na svoj način. važnu ulogu. Atomi u kristalnoj strukturi nalaze se u pravilnim intervalima, formirajući niz identičnih ćelija – prostornu rešetku. Neke su rešetke (na primjer, za većinu običnih metala) prilično jednostavne, dok su druge (na primjer, za proteinske molekule) prilično složene. Kristalnu strukturu karakterizira sljedeće: ako se pomakne iz neke date tačke jedne ćelije u odgovarajuću tačku susjedne ćelije, onda će se naći potpuno isto atomsko okruženje. A ako se neki atom nalazi u jednoj ili drugoj tački jedne ćelije, tada će se isti atom nalaziti u ekvivalentnoj tački bilo koje susjedne ćelije. Ovaj princip striktno vrijedi za savršen, idealno uređen kristal. Međutim, mnogi kristali (na primjer, metalne čvrste otopine) su u određenoj mjeri neuređeni; kristalografski ekvivalentna mjesta mogu zauzimati različiti atomi. U tim slučajevima se ne određuje pozicija svakog atoma, već samo pozicija atoma "statistički prosječna" preko veliki broj čestice (ili ćelije). Fenomen difrakcije razmatran je u članku OPTIKA i čitalac može pogledati ovaj članak prije nego što nastavi dalje. Pokazuje da ako valovi (na primjer, zvuk, svjetlost, X-zrake) prolaze kroz mali prorez ili rupu, onda se potonji može smatrati sekundarnim izvorom valova, a slika proreza ili rupe sastoji se od naizmjenične svjetlosti i tamne pruge. Nadalje, ako postoji periodična struktura rupa ili utora, tada se kao rezultat pojačavanja i slabljenja interferencije zraka koje dolaze iz različitih rupa javlja jasan uzorak difrakcije. Difrakcija rendgenskih zraka je kolektivni fenomen raspršenja u kojem ulogu rupa i centara raspršenja imaju periodično raspoređeni atomi kristalne strukture. Međusobno pojačavanje njihovih slika pod određenim uglovima daje difrakcijski uzorak sličan onom koji bi nastao difrakcijom svjetlosti na trodimenzionalnoj difrakcijskoj rešetki. Do raspršivanja dolazi zbog interakcije upadnog rendgenskog zračenja s elektronima u kristalu. Zbog činjenice da je talasna dužina rendgenskog zračenja istog reda kao i dimenzije atoma, talasna dužina raspršenog rendgenskog zračenja je ista kao i upadnog. Ovaj proces je rezultat prisilnih oscilacija elektrona pod djelovanjem upadnih rendgenskih zraka. Zamislite sada atom sa oblakom vezanih elektrona (oko jezgra) na koji upadaju X-zrake. Elektroni u svim smjerovima istovremeno raspršuju incident i emituju vlastito rendgensko zračenje iste valne dužine, iako različitog intenziteta. Intenzitet raspršenog zračenja povezan je sa atomskim brojem elementa, jer atomski broj je jednak broju orbitalnih elektrona koji mogu učestvovati u rasejanju. (Ovu ovisnost intenziteta od atomskog broja raspršivača i smjera mjerenja intenziteta karakterizira faktor atomskog raspršenja, koji igra izuzetno važnu ulogu u analizi strukture kristala.) odaberite u kristalnoj strukturi linearni lanac atoma koji se nalaze na istoj udaljenosti jedan od drugog i razmotrite njihov uzorak difrakcije. Već je napomenuto da se rendgenski spektar sastoji od kontinuiranog dijela („kontinuuma“) i skupa intenzivnijih linija karakterističnih za element koji je anodni materijal. Recimo da smo filtrirali kontinuirani spektar i dobili skoro monohromatski snop rendgenskih zraka usmjeren na naš linearni lanac atoma. Uvjet pojačanja (pojačavajuća interferencija) je zadovoljen ako je razlika između putanja talasa raspršenih susjednim atomima višestruka valne dužine. Ako snop pada pod uglom a0 na liniju atoma razdvojenih intervalima a (period), tada će za ugao difrakcije a razlika putanje koja odgovara pojačanju biti zapisana kao a(cos a - cosa0) = hl, gdje je l je talasna dužina, a h ceo broj (sl. 4 i 5).

Da bi se ovaj pristup proširio na trodimenzionalni kristal, potrebno je samo odabrati redove atoma u dva druga smjera u kristalu i zajedno riješiti tri tako dobivene jednadžbe za tri kristalne ose s periodima a, b i c. Druge dvije jednačine su

Ovo su tri osnovne Laueove jednadžbe za difrakciju rendgenskih zraka, sa brojevima h, k i c koji su Millerovi indeksi za ravan difrakcije.
vidi takođe KRISTALI I KRISTALOGRAFIJA. Uzimajući u obzir bilo koju od Laueovih jednadžbi, na primjer prvu, može se primijetiti da pošto su a, a0, l konstante i h = 0, 1, 2, ..., njeno rješenje se može predstaviti kao skup čunjeva sa zajednička osa a (sl. 5). Isto vrijedi i za pravce b i c. U opštem slučaju trodimenzionalnog rasejanja (difrakcije), tri Laueove jednačine moraju imati zajedničko rešenje, tj. tri difrakciona konusa koja se nalaze na svakoj od osi moraju se ukrštati; zajednička linija ukrštanja je prikazana na sl. 6. Zajedničko rješenje jednačina dovodi do Bragg-Wulfovog zakona:

l = 2(d/n)sinq, gdje je d udaljenost između ravnina s indeksima h, k i c (period), n = 1, 2, ... su cijeli brojevi (red difrakcije), a q je ugao formiran upadnim snopom (kao i difrakcijom) sa ravninom kristala u kojoj se javlja difrakcija. Analizirajući jednadžbu Bragg-Vulfovog zakona za jedan kristal koji se nalazi na putanji monohromatskog rendgenskog snopa, možemo zaključiti da difrakciju nije lako uočiti, jer l i q su fiksni, a sinq METODE ANALIZE DIFRAKCIJE
Laue metoda. Laueova metoda koristi kontinuirani "bijeli" spektar X-zraka, koji je usmjeren na stacionarni monokristal. Za određenu vrijednost perioda d, talasna dužina koja odgovara Bragg-Wulfovom uslovu se automatski bira iz cijelog spektra. Laue obrasci dobiveni na ovaj način omogućavaju procjenu smjerova difraktiranih zraka i, posljedično, orijentacije kristalnih ravnina, što također omogućava izvođenje važnih zaključaka o simetriji, orijentaciji kristala i prisutnosti nedostataka u njemu. U ovom slučaju, međutim, informacija o prostornom periodu d se gubi. Na sl. 7 prikazuje primjer Lauegrama. Rendgenski film se nalazio na strani kristala suprotnoj onoj na koju je snop rendgenskih zraka upao iz izvora.

Debye-Scherrerova metoda (za polikristalne uzorke). Za razliku od prethodne metode, ovdje se koristi monohromatsko zračenje (l = const), a ugao q varira. To se postiže korištenjem polikristalnog uzorka koji se sastoji od brojnih malih kristalita nasumične orijentacije, među kojima ima i onih koji zadovoljavaju Bragg-Wulfov uvjet. Difraktirani snopovi formiraju čunjeve čija je os usmjerena duž snopa X zraka. Za snimanje se obično koristi uska traka rendgenskog filma u cilindričnoj kaseti, a rendgenski zraci se šire duž promjera kroz rupe u filmu. Ovako dobijeni debajgram (slika 8) sadrži tačne podatke o periodu d, tj. o strukturi kristala, ali ne daje informacije koje Lauegram sadrži. Stoga se obje metode međusobno nadopunjuju. Razmotrimo neke primjene Debye-Scherrerove metode.

Identifikacija hemijskih elemenata i jedinjenja. Iz ugla q određenog iz Debyegrama može se izračunati interplanarna udaljenost d karakteristika datog elementa ili spoja. Trenutno je sastavljeno mnogo tablica d vrijednosti koje omogućavaju identifikaciju ne samo jednog ili drugog kemijskog elementa ili spoja, već i raznih fazna stanja iste supstance, što ne daje uvek hemijsku analizu. Također je moguće odrediti sadržaj druge komponente u supstitucionim legurama sa velikom preciznošću iz zavisnosti perioda d o koncentraciji.
Analiza stresa. Iz izmjerene razlike međuplanarnih razmaka za različite smjerove u kristalima, znajući modul elastičnosti materijala, moguće je sa velikom preciznošću izračunati male napone u njemu.
Studije preferencijalne orijentacije u kristalima. Ako mali kristaliti u polikristalnom uzorku nisu potpuno nasumično orijentirani, tada će prstenovi na Debyegramu imati različite intenzitete. U prisustvu izražene preferirane orijentacije, maksimumi intenziteta su koncentrisani u pojedinačnim tačkama na slici, što postaje slično slici za pojedinačni kristal. Na primjer, tokom dubokog hladnog valjanja, metalni lim poprima teksturu - izraženu orijentaciju kristalita. Prema debaygramu može se suditi o prirodi hladne obrade materijala.
Proučavanje veličina zrna. Ako je veličina zrna polikristala veća od 10-3 cm, tada će se linije na Debyegramu sastojati od zasebnih mrlja, jer u ovom slučaju broj kristalita nije dovoljan da pokrije cijeli raspon vrijednosti uglova q. Ako je veličina kristalita manja od 10-5 cm, tada difrakcijske linije postaju šire. Njihova širina je obrnuto proporcionalna veličini kristalita. Širenje se događa iz istog razloga zbog kojeg smanjenje broja proreza smanjuje rezoluciju difrakcijske rešetke. Rentgensko zračenje omogućava određivanje veličine zrna u rasponu od 10-7-10-6 cm.
Metode za monokristale. Kako bi difrakcija na kristalu pružila informacije ne samo o prostornom periodu, već io orijentaciji svakog skupa difrakcijskih ravnina, koriste se metode rotirajućeg monokristala. Monokromatski snop rendgenskih zraka pada na kristal. Kristal se rotira oko glavne ose, za šta su Laueove jednačine zadovoljene. U ovom slučaju se mijenja ugao q, koji je uključen u Bragg-Wulfovu formulu. Difrakcijski maksimumi se nalaze na presjeku Laueovih difrakcijskih konusa sa cilindričnom površinom filma (slika 9). Rezultat je uzorak difrakcije tipa prikazanog na Sl. 10. Međutim, moguće su komplikacije zbog preklapanja različitih redova difrakcije u jednoj tački. Metoda se može značajno poboljšati ako se istovremeno sa rotacijom kristala na određeni način pomjera i film.

Studije tečnosti i gasova. Poznato je da tečnosti, gasovi i amorfna tela nemaju ispravnu kristalnu strukturu. Ali i ovdje postoji kemijska veza između atoma u molekulima, zbog čega udaljenost između njih ostaje gotovo konstantna, iako su sami molekuli nasumično orijentirani u prostoru. Takvi materijali također daju difrakcijski uzorak sa relativno malim brojem razmazanih maksimuma. Obrada takve slike modernim metodama omogućava dobivanje informacija o strukturi čak i takvih nekristalnih materijala.
SPEKTROHEMIJSKA ANALIZA X-ZRAKA
Nekoliko godina nakon otkrića rendgenskih zraka, Ch. Barkla (1877-1944) je otkrio da kada fluks rendgenskih zraka visoke energije djeluje na supstancu, nastaje sekundarno fluorescentno rendgensko zračenje, što je karakteristično za element pod studijom. Ubrzo nakon toga, G. Moseley je, u nizu svojih eksperimenata, izmjerio valne dužine primarnog karakterističnog rendgenskog zračenja dobivenog elektronskim bombardiranjem različitih elemenata i zaključio odnos između valne dužine i atomskog broja. Ovi eksperimenti, i Braggov izum rendgenskog spektrometra, postavili su osnovu za spektrohemijsku analizu rendgenskih zraka. Mogućnosti rendgenskog zračenja za hemijska analiza bili odmah prepoznati. Spektrografi su kreirani uz registraciju na fotografskoj ploči, u kojoj je ispitivani uzorak služio kao anoda rendgenske cijevi. Nažalost, ispostavilo se da je ova tehnika vrlo naporna, pa se koristila samo kada su uobičajene metode kemijske analize bile neprimjenjive. Izvanredan primjer inovativnog istraživanja u oblasti analitičke rendgenske spektroskopije bilo je otkriće 1923. G. Hevesyja i D. Costera novog elementa, hafnija. Razvoj rendgenskih cijevi velike snage za radiografiju i osjetljivih detektora za radiohemijska mjerenja tokom Drugog svjetskog rata umnogome je doprinio brzom rastu rendgenske spektrografije u narednim godinama. Ova metoda je postala široko rasprostranjena zbog brzine, praktičnosti, nedestruktivne prirode analize i mogućnosti potpune ili djelomične automatizacije. Primjenjiv je u problemima kvantitativne i kvalitativne analize svih elemenata s atomskim brojem većim od 11 (natrijum). Iako se rendgenska spektrohemijska analiza obično koristi za određivanje kritične komponente u uzorku (sa sadržajem od 0,1-100%), u nekim slučajevima je pogodan za koncentracije od 0,005% i čak niže.
X-ray spektrometar. Savremeni rendgenski spektrometar se sastoji od tri glavna sistema (slika 11): ekscitacioni sistemi, tj. rendgenska cijev sa anodom od volframa ili drugog vatrostalnog materijala i napajanjem; sistemi analize, tj. kristal analizatora sa dva kolimatora sa više proreza, kao i spektrogoniometar za fino podešavanje; i sistemi za registraciju sa Geigerovim ili proporcionalnim ili scintilacionim brojačem, kao i ispravljačem, pojačalom, brojačima i snimačem grafikona ili drugim uređajem za snimanje.

Rentgenska fluorescentna analiza. Analizirani uzorak se nalazi na putu uzbudljivih rendgenskih zraka. Područje uzorka koji se ispituje obično je izolirano maskom s rupom željenog promjera, a zračenje prolazi kroz kolimator koji formira paralelni snop. Iza kristala analizatora, prorezni kolimator emituje difraktirano zračenje za detektor. Obično je maksimalni ugao q ograničen na 80-85°, tako da samo rendgenski zraci čija je talasna dužina l povezana sa interplanarnom udaljenosti d nejednakošću l mogu difraktirati na kristalu analizatora. Rentgenska mikroanaliza. Gore opisani kristalni spektrometar ravnog analizatora može se prilagoditi za mikroanalizu. Ovo se postiže suženjem ili primarnog snopa rendgenskih zraka ili sekundarnog snopa koji emituje uzorak. Međutim, smanjenje efektivne veličine uzorka ili otvora zračenja dovodi do smanjenja intenziteta snimljenog difraktiranog zračenja. Poboljšanje ove metode može se postići korišćenjem spektrometra sa savijenim kristalima, koji omogućava da se registruje konus divergentnog zračenja, a ne samo zračenja, osa paralelna kolimator. Sa takvim spektrometrom mogu se identificirati čestice manje od 25 µm. Još veće smanjenje veličine analiziranog uzorka postiže se mikroanalizatorom rendgenske elektronske sonde koji je izumio R. Kasten. Ovdje se karakteristična rendgenska emisija uzorka pobuđuje visoko fokusiranim elektronskim snopom, koji se zatim analizira spektrometrom sa savijenim kristalima. Pomoću takvog uređaja moguće je detektovati količine supstance reda veličine 10-14 g u uzorku prečnika 1 μm. Razvijene su i instalacije sa skeniranjem uzorka elektronskim snopom, uz pomoć kojih je moguće dobiti dvodimenzionalni obrazac raspodjele po uzorku elementa čije je karakteristično zračenje podešeno na spektrometar.
MEDICINSKA RTG DIJAGNOSTIKA
Razvoj rendgenske tehnologije značajno je smanjio vrijeme ekspozicije i poboljšao kvalitet slike, omogućavajući proučavanje čak i mekih tkiva.
Fluorografija. Ova dijagnostička metoda se sastoji u fotografiranju slike u sjeni sa prozirnog ekrana. Pacijent se postavlja između izvora rendgenskih zraka i ravnog ekrana od fosfora (obično cezijum jodida), koji svijetli kada je izložen rendgenskim zracima. Biološka tkiva različitog stepena gustine stvaraju senke rendgenskog zračenja različitog intenziteta. Radiolog pregleda sliku sjene na fluorescentnom ekranu i postavlja dijagnozu. U prošlosti, radiolog se oslanjao na viziju za analizu slike. Sada postoje različiti sistemi koji pojačavaju sliku, prikazuju je na televizijskom ekranu ili snimaju podatke u memoriju računara.
Radiografija. Snimanje rendgenske slike direktno na fotografski film naziva se radiografija. U ovom slučaju, organ koji se proučava nalazi se između izvora rendgenskih zraka i filma, koji bilježi informacije o stanju organa u datom trenutku. Ponovljena radiografija omogućava suditi o njenoj daljnjoj evoluciji. Radiografija vam omogućava da vrlo precizno ispitate integritet koštanog tkiva, koje se sastoji uglavnom od kalcijuma i neprozirno je za rendgenske zrake, kao i rupture mišićnog tkiva. Uz njegovu pomoć, bolje od stetoskopa ili slušanja, analizira se stanje pluća u slučaju upale, tuberkuloze ili prisustva tečnosti. Uz pomoć radiografije utvrđuje se veličina i oblik srca, kao i dinamika njegovih promjena kod pacijenata koji boluju od srčanih bolesti.
kontrastna sredstva. Dijelovi tijela i šupljine pojedinih organa koji su providni za rendgensko zračenje postaju vidljivi ako su ispunjeni kontrastnim sredstvom koje je bezopasno za tijelo, ali omogućava vizualizaciju oblika unutrašnjih organa i provjeru njihovog funkcionisanja. Pacijent ili uzima kontrastna sredstva oralno (kao što su barijeve soli u ispitivanju gastrointestinalnog trakta), ili se daju intravenozno (kao što su rastvori koji sadrže jod u istraživanju bubrega i urinarnog trakta). IN poslednjih godina Međutim, ove metode zamjenjuju dijagnostičke metode zasnovane na korištenju radioaktivnih atoma i ultrazvuka.
CT skener. Sedamdesetih godina prošlog veka razvijena je nova metoda rendgenske dijagnostike, zasnovana na kompletnoj fotografiji tela ili njegovih delova. Slike tankih slojeva („kriške“) se obrađuju računarom, a konačna slika se prikazuje na ekranu monitora. Ova metoda se naziva kompjuterizovana rendgenska tomografija. U savremenoj medicini ima široku primenu za dijagnostiku infiltrata, tumora i drugih moždanih oboljenja, kao i za dijagnostiku bolesti mekih tkiva unutar tela. Ova tehnika ne zahtijeva uvođenje stranih kontrastnih sredstava i stoga je brža i učinkovitija od tradicionalnih tehnika.
BIOLOŠKO DJELOVANJE RTG ZRAČENJA
Štetno biološko djelovanje rendgenskog zračenja otkriveno je ubrzo nakon što ga je otkrio Roentgen. Pokazalo se da novo zračenje može izazvati nešto poput jakih opekotina od sunca (eritema), praćenih, međutim, dubljim i trajnijim oštećenjem kože. Čirevi koji se pojavljuju često su se pretvarali u rak. U mnogim slučajevima, prsti ili šake su morali biti amputirani. Bilo je i smrtnih slučajeva. Utvrđeno je da se oštećenje kože može izbjeći smanjenjem vremena izlaganja i doze, korištenjem zaštite (npr. olovo) i daljinskih upravljača. Ali postepeno su otkriveni drugi, dugoročniji efekti izlaganja rendgenskim zracima, koji su potom potvrđeni i proučavani na eksperimentalnim životinjama. Efekti delovanja rendgenskih zraka, kao i drugih jonizujućih zračenja (kao što je gama zračenje koje emituju radioaktivni materijali) obuhvataju: 1) privremene promene u sastavu krvi nakon relativno male ekspozicije; 2) nepovratne promene u sastavu krvi (hemolitička anemija) nakon dužeg prekomernog izlaganja; 3) povećanje incidencije karcinoma (uključujući leukemiju); 4) brže starenje i ranu smrt; 5) pojava katarakte. Osim toga, biološki eksperimenti na miševima, zečevima i mušicama (Drosophila) pokazali su da čak i male doze sistematskog zračenja velikih populacija, zbog povećanja stope mutacije, dovode do štetnih genetskih efekata. Većina genetičara prepoznaje primjenjivost ovih podataka na ljudsko tijelo. Što se tiče biološkog efekta rendgenskog zračenja na ljudski organizam, ono je određeno visinom doze zračenja, kao i time koji je organ tijela bio izložen zračenju. Na primjer, bolesti krvi nastaju zračenjem organa krvotvorenja, uglavnom koštane srži, a genetske posljedice - zračenjem genitalnih organa, što može dovesti i do steriliteta. Akumulacija znanja o uticaju rendgenskog zračenja na ljudski organizam dovela je do razvoja nacionalnih i međunarodnih standarda za dozvoljene doze zračenja, objavljenih u različitim referentnim publikacijama. Osim rendgenskih zraka, koje ljudi namjenski koriste, postoji i takozvano raspršeno, bočno zračenje, koje nastaje iz raznih razloga, na primjer, zbog raspršenja zbog nesavršenosti olova. zaštitni ekran, koje ovo zračenje ne apsorbuje u potpunosti. Osim toga, mnogi električni uređaji koji nisu dizajnirani da proizvode X-zrake ipak stvaraju X-zrake kao nusproizvod. Takvi uređaji uključuju elektronske mikroskope, visokonaponske ispravljačke lampe (kenotrone), kao i kineskope zastarjelih televizora u boji. Proizvodnja modernih kineskopa u boji u mnogim zemljama sada je pod kontrolom vlade.
OPASNI FAKTORI RTG ZRAČENJA
Vrste i stepen opasnosti od izlaganja rendgenskim zracima zavise od kontingenta ljudi koji su izloženi zračenju.
Profesionalci koji rade sa rendgenskom opremom. Ova kategorija uključuje radiologe, stomatologe, kao i naučne i tehničke radnike i osoblje koje održava i koristi rendgensku opremu. Poduzimaju se efikasne mjere za smanjenje nivoa radijacije s kojom se moraju nositi.
Pacijenti. Ovdje ne postoje strogi kriteriji, a siguran nivo zračenja koji pacijenti primaju tokom liječenja određuju ljekari koji prisustvuju. Ljekarima se savjetuje da ne izlažu pacijente nepotrebno rendgenskim zracima. Poseban oprez treba biti kod pregleda trudnica i djece. U tom slučaju se poduzimaju posebne mjere.
Metode kontrole. Postoje tri aspekta ovoga:
1) dostupnost adekvatne opreme, 2) sprovođenje sigurnosnih propisa, 3) pravilno korišćenje opreme. Kod rendgenskog pregleda, zračenju treba biti izloženo samo željeno područje, bilo da se radi o stomatološkim pregledima ili pregledima pluća. Imajte na umu da odmah nakon isključivanja rendgenskog aparata nestaju i primarno i sekundarno zračenje; takođe nema rezidualnog zračenja, što nije uvek poznato čak ni onima koji su u svom radu direktno povezani sa njim.
vidi takođe
ATOM STRUCTURE;

1. Izvori rendgenskih zraka.

2. Bremsstrahlung X-zrake.

3. Karakteristično rendgensko zračenje. Moseleyjev zakon.

4. Interakcija rendgenskog zračenja sa materijom. Zakon slabljenja.

5. Fizičke osnove za upotrebu rendgenskih zraka u medicini.

6. Osnovni pojmovi i formule.

7. Zadaci.

rendgensko zračenje - elektromagnetni talasi sa talasnom dužinom od 100 do 10 -3 nm. Na skali elektromagnetnih talasa, rendgensko zračenje zauzima područje između UV zračenja i γ -zračenje. X-zrake (X-zrake) je 1895. otkrio K. Roentgen, koji je 1901. postao prvi Nobelovac u fizici.

32.1. rendgenski izvori

Prirodni izvori rendgenskih zraka su neki radioaktivni izotopi (na primjer, 55 Fe). Vještački izvori moćnih rendgenskih zraka su rendgenske cijevi(Sl. 32.1).

Rice. 32.1. Uređaj sa rendgenskom cijevi

Rendgenska cijev je evakuirana staklena boca s dvije elektrode: anodom A i katodom K, između kojih se stvara visoki napon U (1-500 kV). Katoda je zavojnica koja se zagrijava električnom strujom. Elektroni koje emituje zagrijana katoda (termionska emisija) se ubrzavaju električno polje prije veliki brzine (za to vam je potreban visoki napon) i pada na anodu cijevi. Kada ovi elektroni stupe u interakciju s materijalom anode, nastaju dvije vrste rendgenskog zračenja: kočnica I karakteristika.

Radna površina anode nalazi se pod nekim uglom u odnosu na smjer elektronskog snopa kako bi se stvorio željeni smjer rendgenskih zraka.

Otprilike 1% kinetičke energije elektrona pretvara se u X-zrake. Ostatak energije se oslobađa kao toplota. Stoga je radna površina anode izrađena od vatrostalnog materijala.

32.2. Rendgen s kočnim zrakama

Elektron koji se kreće u nekom mediju gubi svoju brzinu. To stvara negativno ubrzanje. Prema Maxwellovoj teoriji, bilo koji ubrzano kretanje naelektrisane čestice je praćeno elektromagnetnim zračenjem. Zračenje koje se javlja kada se elektron usporava u materijalu anode naziva se rendgenski zraci kočnog zračenja.

Svojstva kočnog zraka određuju sljedeći faktori.

1. Zračenje emituju pojedinačni kvanti, čije su energije povezane sa frekvencijom po formuli (26.10)

gdje je ν frekvencija, λ je talasna dužina.

2. Svi elektroni koji dođu do anode imaju isto kinetička energija jednaka radu električnog polja između anode i katode:

gdje je e naboj elektrona, U je napon ubrzanja.

3. Kinetička energija elektrona djelomično se prenosi na supstancu i odlazi da je zagrije (Q), a dijelom se troši na stvaranje rendgenskog kvanta:

4. Odnos između Q i hv slučajno.

Zbog posljednjeg svojstva (4), kvanti generirani od razne elektrona, imaju razne frekvencije i talasne dužine. Dakle, spektar kočnog zračenja je solidan. tipičan pogled spektralna gustina fluks X zraka (Φ λ = άΦ/άλ) je prikazan na sl. 32.2.

Rice. 32.2. Spektar kočnog zračenja

Sa strane dugih talasa, spektar je ograničen talasnom dužinom od 100 nm, što je granica rendgenskog zračenja. Sa strane kratkih talasa, spektar je ograničen talasnom dužinom λ min. Prema formuli (32.2) minimalna talasna dužina odgovara slučaju Q = 0 (kinetička energija elektrona je potpuno pretvorena u energiju kvanta):

Proračuni pokazuju da je fluks kočnog zračenja (Φ) direktno proporcionalan kvadratu napona U između

anoda i katoda, struja I u cijevi i atomski broj Z anodne tvari:

Spektri kočnog rendgenskog zračenja pri različitim naponima, različitim temperaturama katode i različitim anodnim materijalima prikazani su na Sl. 32.3.

Rice. 32.3. Spektar kočnog zračenja (Φ λ):

a - pri različitim naponima U u cijevi; b - na različitim temperaturama T

katoda; c - sa različitim anodnim supstancama koje se razlikuju po parametru Z

S povećanjem anodnog napona, vrijednost λmin pomera prema kraćim talasnim dužinama. Istovremeno se povećava i visina spektralne krive (slika 32.3, ali).

Kako se temperatura katode povećava, povećava se emisija elektrona. Shodno tome, struja I u cijevi također raste. Visina spektralne krive se povećava, ali se spektralni sastav zračenja ne mijenja (slika 32.3, b).

Kada se materijal anode promijeni, visina spektralne krive se mijenja proporcionalno atomskom broju Z (slika 32.3, c).

32.3. Karakteristično rendgensko zračenje. Moseleyjev zakon

Kada katodni elektroni interaguju sa atomima anode, zajedno sa rendgenskim kočnim zrakama, nastaje rendgensko zračenje čiji se spektar sastoji od pojedinačne linije. Ovo zračenje

ima sledeće poreklo. Neki katodni elektroni prodiru duboko u atom i izbacuju elektrone iz njega. unutrašnje školjke. Tako formirana prazna mjesta popunjena su elektronima sa topškoljke, što rezultira emisijom kvanta zračenja. Ovo zračenje sadrži diskretni skup frekvencija određenih anodnim materijalom i naziva se karakteristično zračenje. Puni spektar rendgenske cijevi je superpozicija karakterističnog spektra na spektru kočnog zračenja (slika 32.4).

Rice. 32.4. Spektar emisije rendgenske cijevi

Korištenjem rendgenskih cijevi otkriveno je postojanje karakterističnih rendgenskih spektra. Kasnije je otkriveno da takvi spektri nastaju prilikom bilo kakve jonizacije unutrašnjih orbita hemijskih elemenata. Proučavajući karakteristične spektre različitih hemijskih elemenata, G. Moseley (1913) je ustanovio sledeći zakon, koji nosi njegovo ime.

Kvadratni korijen karakteristične frekvencije zračenja je linearna funkcija serijski broj elementa:

gdje je ν frekvencija spektralne linije, Z je atomski broj emitujućeg elementa, A, B su konstante.

Moseleyjev zakon omogućava određivanje atomskog broja hemijskog elementa iz posmatranog spektra karakterističnog zračenja. Ovo je odigralo veliku ulogu u postavljanju elemenata u periodnom sistemu.

32.4. Interakcija rendgenskog zračenja sa materijom. zakon slabljenja

Postoje dva glavna tipa interakcije rendgenskog zračenja sa materijom: rasejanje i fotoelektrični efekat. Kada se rasprši, smjer kretanja fotona se mijenja. U fotoelektričnom efektu, foton apsorbuje.

1. Koherentno (elastično) rasipanje nastaje kada je energija rendgenskog fotona nedovoljna za unutrašnju ionizaciju atoma (izbijanje elektrona iz jedne od unutrašnjih ljuski). U ovom slučaju se mijenja smjer kretanja fotona, a njegova energija i valna dužina se ne mijenjaju (stoga se ovo raspršenje naziva elastična).

2. Nekoherentno (Compton) rasipanje nastaje kada je energija fotona mnogo veća od unutrašnje energije jonizacije A u: hv >> A u.

U ovom slučaju, elektron se odvaja od atoma i dobija određenu kinetičku energiju E k. Smjer fotona tokom Comptonovog raspršenja se mijenja, a njegova energija opada:

Comptonovo raspršenje je povezano sa jonizacijom atoma materije.

3. fotoelektrični efekat nastaje kada je energija fotona hv dovoljna da ionizira atom: hv > A u. Istovremeno, rendgenski kvant apsorbuje a njegova energija se troši na ionizaciju atoma i komunikaciju kinetičke energije na izbačeni elektron E k \u003d hv - AI.

Comptonovo raspršivanje i fotoelektrični efekat praćeni su karakterističnim rendgenskim zračenjem, budući da se nakon izbacivanja unutrašnjih elektrona prazna mjesta popunjavaju elektronima iz vanjskih ljuski.

Rentgenska luminiscencija. U nekim supstancama, elektroni i kvanti Comptonovog raspršenja, kao i elektroni fotoelektričnog efekta, uzrokuju pobudu molekula, što je praćeno radijacijskim prijelazima u osnovno stanje. Ovo proizvodi sjaj koji se naziva rendgenska luminiscencija. Luminiscencija barijum-platina-cijanogena omogućila je da Rentgen otkrije rendgenske zrake.

zakon slabljenja

Rasipanje rendgenskih zraka i fotoelektrični efekat dovode do toga da kako rendgensko zračenje prodire duboko u primarni snop zračenja slabi (slika 32.5). Popuštanje je eksponencijalno:

Vrijednost μ ovisi o apsorbirajućem materijalu i spektru zračenja. Za praktične proračune, kao karakteristika oslabljenog

Rice. 32.5. Slabljenje toka rendgenskih zraka u smjeru upadnih zraka

gdje λ - talasna dužina; Z je atomski broj elementa; k je neka konstanta.

32.5. Fizičke osnove upotrebe

rendgensko zračenje u medicini

U medicini se rendgenski zraci koriste u dijagnostičke i terapeutske svrhe.

Rentgenska dijagnostika- Metode za dobijanje slika unutrašnjih organa pomoću rendgenskih zraka.

Fizička osnova ovih metoda je zakon slabljenja rendgenskih zraka u materiji (32.10). Ujednačeni fluks X zraka poprečnog presjeka nakon prolaska nehomogenog tkiva postaće nehomogena. Ova nehomogenost se može snimiti na fotografskom filmu, fluorescentnom ekranu ili pomoću matričnog fotodetektora. Na primjer, koeficijenti slabljenja mase koštanog tkiva - Ca 3 (PO 4) 2 - i mekih tkiva - uglavnom H 2 O - razlikuju se 68 puta (μ m kosti / μ m vode = 68). Gustoća kostiju je takođe veća od gustine mekog tkiva. Stoga, rendgenski snimak daje svijetlu sliku kosti na tamnijoj pozadini mekih tkiva.

Ako organ koji se proučava i tkiva koja ga okružuju imaju slične koeficijente slabljenja, onda posebne kontrastna sredstva. Tako, na primjer, tokom fluoroskopije želuca, ispitanik uzima kašastu masu barijum sulfata (BaSO 4), u kojoj je koeficijent atenuacije mase 354 puta veći od koeficijenta mekog tkiva.

Za dijagnostiku se koristi rendgensko zračenje s energijom fotona od 60-120 keV. IN medicinska praksa korištenjem sljedećih metoda rendgenske dijagnostike.

1. rendgenski snimak. Slika se formira na fluorescentnom ekranu. Svjetlina slike je niska i može se gledati samo u zamračenoj prostoriji. Ljekar mora biti zaštićen od izlaganja.

Prednost fluoroskopije je što se izvodi u realnom vremenu. Nedostatak je veliko opterećenje zračenjem na pacijenta i doktora (u odnosu na druge metode).

Moderna verzija fluoroskopije - rendgenska televizija - koristi pojačivače rendgenske slike. Pojačalo opaža slab sjaj rendgenskog ekrana, pojačava ga i prenosi na TV ekran. Kao rezultat toga, opterećenje zračenjem na doktora naglo se smanjilo, svjetlina slike se povećala i postalo je moguće snimiti rezultate pregleda na video zapisu.

2. Radiografija. Slika se formira na posebnom filmu koji je osjetljiv na rendgenske zrake. Slike su snimljene u dvije međusobno okomite projekcije (direktna i bočna). Slika postaje vidljiva nakon obrade fotografije. Gotova osušena slika se gleda u propuštenom svjetlu.

Istovremeno, detalji su zadovoljavajuće vidljivi, čiji se kontrast razlikuje za 1-2%.

U nekim slučajevima, prije pregleda, pacijentu se daje specijal kontrastno sredstvo. Na primjer, otopina koja sadrži jod (intravenozno) u proučavanju bubrega i urinarnog trakta.

Prednosti radiografije su visoka rezolucija, kratko vrijeme ekspozicije i gotovo potpuna sigurnost za doktora. Nedostaci uključuju statičnu sliku (objekat se ne može pratiti u dinamici).

3. Fluorografija. U ovom pregledu slika dobijena na ekranu se fotografiše na osetljivom filmu malog formata. Fluorografija se široko koristi u masovnom istraživanju stanovništva. Ako se na fluorogramu pronađu patološke promjene, tada se pacijentu propisuje detaljniji pregled.

4. Elektrorentgenografija. Ova vrsta pregleda razlikuje se od konvencionalne radiografije po načinu snimanja slike. Koristite umjesto filma selenska ploča, naelektrisan rendgenskim zracima. Rezultat je latentna slika električnih naboja koja se može učiniti vidljivom i prenijeti na papir.

5. Angiografija. Ova metoda se koristi u pregledu krvnih sudova. Kontrastno sredstvo se ubrizgava u venu kroz kateter, nakon čega moćna rendgenska mašina snima niz slika koje slijede jedna drugu u djeliću sekunde. Slika 32.6 prikazuje angiogram u predelu karotidne arterije.

6. Rentgenska kompjuterska tomografija. Ova vrsta rendgenskog pregleda omogućava vam da dobijete sliku ravnog dijela tijela debljine nekoliko mm. U ovom slučaju, dati dio se više puta osvjetljava pod različitim uglovima uz fiksiranje svake pojedinačne slike u memoriji računara. Onda

Rice. 32.6. Angiogram koji pokazuje suženje u kanalu karotidne arterije

Rice. 32.7. Šema skeniranja tomografije (a); tomogram glave u poprečnom presjeku u visini očiju (b).

vrši se kompjuterska rekonstrukcija čiji je rezultat slika skeniranog sloja (slika 32.7).

Kompjuterska tomografija omogućava razlikovanje elemenata s razlikom u gustoći do 1%. Konvencionalna radiografija vam omogućava da uhvatite minimalnu razliku u gustoći između susjednih područja od 10-20%.

rendgenska terapija - upotreba rendgenskih zraka za uništavanje malignih tumora.

Biološki efekat zračenja je da poremeti vitalnu aktivnost ćelija koje se posebno brzo razmnožavaju. Vrlo čvrsti rendgenski zraci (sa energijom fotona od približno 10 MeV) koriste se za uništavanje ćelija raka duboko u tijelu. Kako bi se smanjila oštećenja zdravih okolnih tkiva, snop se okreće oko pacijenta na način da samo oštećeno područje ostaje pod njegovim utjecajem cijelo vrijeme.

32.6. Osnovni pojmovi i formule

Nastavak tabele

Kraj stola

32.7. Zadaci

1. Zašto snop elektrona u medicinskim rendgenskim cijevima udara u jednu tačku antikatode, a ne pada na nju u širokom snopu?

odgovor: za dobijanje tačkastog izvora rendgenskih zraka, dajući oštar obris prozirnih objekata na ekranu.

2. Pronađite granicu kočnog rendgenskog zračenja (frekvencija i talasna dužina) za napone U 1 = 2 kV i U 2 = 20 kV.

4. Za zaštitu od rendgenskih zraka koriste se olovni ekrani. Linearna apsorpcija rendgenskih zraka u olovu je 52 cm -1. Kolika bi trebala biti debljina zaštitnog sloja olova da bi se smanjio intenzitet rendgenskog zračenja za 30 puta?

5. Pronađite fluks zračenja rendgenske cijevi na U = 50 kV, I = 1 mA. Anoda je izrađena od volframa (Z = 74). Pronađite efikasnost cijevi.

6. Za rendgensku dijagnostiku mekih tkiva koriste se kontrastna sredstva. Na primjer, želudac i crijeva su ispunjeni masom barijum sulfata (BaSO 4 ). Uporedite masene koeficijente slabljenja barijum sulfata i mekih tkiva (vode).

7. Šta će dati deblju senku na rendgenskom ekranu: aluminijum (Z = 13, ρ = 2,7 g/cm 3) ili isti sloj bakra (Z = 29, ρ = 8,9 g/cm 3)?

8. Koliko je puta debljina sloja aluminijuma veća od debljine sloja bakra, ako slojevi na isti način prigušuju rendgenske zrake?

Radiologija je dio radiologije koji proučava djelovanje rendgenskog zračenja na organizam životinja i čovjeka koje nastaje zbog ove bolesti, njihovo liječenje i prevenciju, kao i metode za dijagnosticiranje različitih patologija pomoću rendgenskih zraka (rentgenska dijagnostika) . Tipičan aparat za rendgensku dijagnostiku uključuje napajanje (transformatore), visokonaponski ispravljač koji pretvara naizmjeničnu struju električne mreže u jednosmjernu, kontrolnu ploču, stativ i rendgensku cijev.

X-zraci su neka vrsta elektromagnetne oscilacije, koji nastaju u rendgenskoj cijevi prilikom naglog usporavanja ubrzanih elektrona u trenutku njihovog sudara s atomima anodnog materijala. Trenutno je općeprihvaćeno gledište da su rendgenske zrake, po svojoj fizičkoj prirodi, jedna od vrsta energije zračenja, čiji spektar uključuje i radio valove, infracrvene zrake, vidljivu svjetlost, ultraljubičaste zrake i gama zrake radioaktivnih elemenata. Rentgensko zračenje se može okarakterisati kao skup njegovih najmanjih čestica – kvanta ili fotona.

Rice. 1 - mobilni rendgen aparat:

A - rendgenska cijev;
B - napajanje;
B - podesivi stativ.

Rice. 2 - Kontrolna tabla rendgenskog aparata (mehanička - lijevo i elektronska - desno):

A - panel za podešavanje ekspozicije i tvrdoće;
B - dugme za napajanje visokog napona.

Rice. 3 je blok dijagram tipične rendgenske mašine

1 - mreža;
2 - autotransformator;
3 - pojačani transformator;
4 - rendgenska cijev;
5 - anoda;
6 - katoda;
7 - opadajući transformator.

Mehanizam proizvodnje rendgenskih zraka

X-zrake nastaju u trenutku sudara struje ubrzanih elektrona sa materijalom anode. Kada elektroni stupe u interakciju sa metom, 99% njihove kinetičke energije se pretvara u toplotnu energiju i samo 1% - u rendgenskim snimcima.

Rendgenska cijev se sastoji od staklene posude u kojoj su zalemljene 2 elektrode: katoda i anoda. Vazduh se ispumpava iz staklenog cilindra: kretanje elektrona od katode do anode moguće je samo u uslovima relativnog vakuuma (10 -7 -10 -8 mm Hg). Na katodi se nalazi filament, koji je čvrsto uvijena volframova nit. Prilikom prijave električna struja Emisija elektrona se javlja na filamentu, u kojem se elektroni odvajaju od spirale i formiraju elektronski oblak u blizini katode. Ovaj oblak je koncentrisan na čašici za fokusiranje katode, koja postavlja smjer kretanja elektrona. Čaša - mala depresija na katodi. Anoda, zauzvrat, sadrži volframovu metalnu ploču na koju su fokusirani elektroni - ovo je mjesto formiranja rendgenskih zraka.

Rice. 4 - Uređaj s rendgenskom cijevi:

A - katoda;
B - anoda;
B - volframova nit;
G - šolja za fokusiranje katode;
D - tok ubrzanih elektrona;
E - cilj od volframa;
G - staklena boca;
Z - prozor od berilija;
I - formirani rendgenski zraci;
K - aluminijumski filter.

Na elektronsku cijev su spojena 2 transformatora: opadajući i pojačavajući. Step-down transformator zagrijava volframovu nit niskim naponom (5-15 volti), što rezultira emisijom elektrona. Pojačavajući ili visokonaponski transformator ide direktno na katodu i anodu, koje se napajaju naponom od 20-140 kilovolti. Oba transformatora su smeštena u visokonaponski blok rendgen aparata koji je napunjen transformatorskim uljem, koje obezbeđuje hlađenje transformatora i njihovu pouzdanu izolaciju.

Nakon formiranja oblaka elektrona uz pomoć step-down transformatora, pojačani transformator se uključuje, a visokonaponski napon se primjenjuje na oba pola električnog kola: pozitivan impuls na anodu, a negativan puls na katodu. Negativno nabijeni elektroni odbijaju se od negativno nabijene katode i teže pozitivno nabijenoj anodi - zbog takve potencijalne razlike postiže se velika brzina kretanja - 100 tisuća km / s. Pri ovoj brzini, elektroni bombardiraju volframovu anodnu ploču, dovršavajući električni krug, što rezultira rendgenskim zracima i toplinskom energijom.

Rendgensko zračenje se dijeli na kočno i karakteristično. Do kočnog zračenja dolazi zbog naglog usporavanja brzine elektrona koje emituje volframova nit. Karakteristično zračenje se javlja u trenutku preuređivanja elektronskih omotača atoma. Oba ova tipa nastaju u rendgenskoj cijevi u trenutku sudara ubrzanih elektrona s atomima anodnog materijala. Emisioni spektar rendgenske cijevi je superpozicija kočnog zraka i karakterističnih rendgenskih zraka.

Rice. 5 - princip formiranja kočnog rendgenskog zraka.
Rice. 6 - princip formiranja karakterističnih rendgenskih zraka.

Osnovna svojstva rendgenskih zraka

1. Rendgenski zraci su nevidljivi za vizuelnu percepciju.
2. Rentgensko zračenje ima veliku prodornu moć kroz organe i tkiva živog organizma, kao i guste strukture nežive prirode, koje ne propuštaju zrake vidljive svjetlosti.
3. Rendgenski zraci kod nekih uzrokuju sjaj hemijska jedinjenja zove se fluorescencija.

• Cink i kadmijum sulfidi fluoresciraju žuto-zeleno,
• Kristali kalcijum volframata - ljubičasto-plavi.

Rendgenski zraci imaju fotohemijski efekat: razlažu jedinjenja srebra halogenima i uzrokuju zacrnjenje fotografskih slojeva, formirajući sliku na rendgenskom snimku.

X-zrake prenose svoju energiju na atome i molekule okruženje kroz koje prolaze, pokazujući jonizujući efekat.

Rentgensko zračenje ima izražen biološki učinak na ozračene organe i tkiva: u malim dozama stimulira metabolizam, u velikim dozama može dovesti do razvoja radijacijskih ozljeda, kao i akutne radijacijske bolesti. Biološka svojstva omogućavaju upotrebu rendgenskih zraka za liječenje tumora i nekih netumorskih bolesti.

Skala elektromagnetnih oscilacija

X-zrake imaju specifičnu talasnu dužinu i frekvenciju oscilovanja. Talasna dužina (λ) i frekvencija oscilacija (ν) povezane su odnosom: λ ν = c, gdje je c brzina svjetlosti, zaokružena na 300.000 km u sekundi. Energija X zraka određena je formulom E = h ν, gdje je h Plankova konstanta, univerzalna konstanta jednaka 6,626 10 -34 J⋅s. Talasna dužina zraka (λ) povezana je sa njihovom energijom (E) relacijom: λ = 12,4 / E.

Rentgensko zračenje se razlikuje od drugih vrsta elektromagnetnih oscilacija po talasnoj dužini (vidi tabelu) i kvantnoj energiji. Što je talasna dužina kraća, veća je njena frekvencija, energija i moć prodiranja. Talasna dužina X-zraka je u opsegu

. Promjenom talasne dužine rendgenskog zračenja moguće je kontrolisati njegovu prodornu moć. X-zrake imaju vrlo kratku talasnu dužinu, ali visoku frekvenciju oscilovanja, pa su nevidljive ljudskom oku. Zbog svoje ogromne energije, kvanti imaju veliku prodornu moć, što je jedno od glavnih svojstava koja osiguravaju upotrebu rendgenskih zraka u medicini i drugim naukama.

rendgenske karakteristike

Intenzitet - kvantitativna karakteristika rendgensko zračenje, koje se izražava brojem zraka koje emituje cijev u jedinici vremena. Intenzitet rendgenskih zraka mjeri se u miliamperima. Upoređujući ga sa intenzitetom vidljive svjetlosti iz konvencionalne žarulje sa žarnom niti, možemo povući analogiju: na primjer, lampa od 20 W sija jednim intenzitetom ili snagom, a lampa od 200 W sija drugim, dok kvalitet same svjetlosti (njenog spektra) je isti. Intenzitet rendgenskog zračenja je, u stvari, njegova količina. Svaki elektron stvara jedan ili više kvanta zračenja na anodi, stoga se količina rendgenskih zraka tokom ekspozicije objekta regulira promjenom broja elektrona koji teže anodi i broja interakcija elektrona s atomima volframove mete. , što se može uraditi na dva načina:

1. Promjenom stepena usijanja katodne spirale pomoću opadajućeg transformatora (broj elektrona generiranih tokom emisije ovisit će o tome koliko je volframova spirala vruća, a broj kvanta zračenja ovisit će o broju elektrona);
2. Promjenom vrijednosti visokog napona koji pojačani transformator dovodi do polova cijevi – katode i anode (što je veći napon primijenjen na polove cijevi, to više kinetičke energije primaju elektroni, što , zbog svoje energije, mogu stupiti u interakciju s nekoliko atoma anodne tvari zauzvrat - vidi sl. pirinač. pet; elektroni sa malom energijom moći će da uđu u manji broj interakcija).

Intenzitet X zraka (anodna struja) pomnožen sa brzinom zatvarača (vrijeme cijevi) odgovara ekspoziciji rendgenskim zracima, koja se mjeri u mAs (miliamperima u sekundi). Ekspozicija je parametar koji, kao i intenzitet, karakterizira količinu zraka koje emituje rendgenska cijev. Jedina razlika je u tome što ekspozicija uzima u obzir i vrijeme rada cijevi (na primjer, ako cijev radi 0,01 s, tada će broj zraka biti jedan, a ako je 0,02 s, tada će broj zraka biti drugačije - još dva puta). Izloženost zračenju postavlja radiolog na kontrolnoj tabli rendgenskog aparata, ovisno o vrsti studije, veličini objekta koji se proučava i dijagnostičkom zadatku.

Krutost- kvalitativna karakteristika rendgenskog zračenja. Mjeri se visokim naponom na cijevi - u kilovoltima. Određuje prodornu moć rendgenskih zraka. Regulira se visokim naponom koji se na rendgensku cijev dovodi preko transformatora za povećanje. Što je veća razlika potencijala stvorena na elektrodama cijevi, to je veća sila koju elektroni odbijaju od katode i jure prema anodi, a njihov sudar s anodom je jači. Što je njihov sudar jači, to je kraća talasna dužina nastalog rendgenskog zračenja i veća je prodorna moć ovog talasa (odnosno tvrdoća zračenja, koja se, kao i intenzitet, na kontrolnoj tabli reguliše parametrom napona na cijev - kilonapon).

Rice. 7 - Ovisnost valne dužine o energiji vala:

λ - talasna dužina;
E - energija talasa

• Što je veća kinetička energija elektrona koji se kreću, to je jači njihov udar na anodu i kraća je valna dužina rezultirajućeg rendgenskog zračenja. Rendgensko zračenje duge talasne dužine i male prodorne moći naziva se "meko", a kratko talasne dužine i velike prodorne moći - "tvrdo".

Rice. 8 - Omjer napona na rendgenskoj cijevi i valne dužine rezultirajućeg rendgenskog zračenja:

• Što je veći napon primijenjen na polove cijevi, to se na njima pojavljuje jača razlika potencijala, stoga će kinetička energija elektrona koji se kreću biti veća. Napon na cijevi određuje brzinu elektrona i silu njihovog sudara sa materijalom anode, stoga napon određuje valnu dužinu rezultirajućeg rendgenskog zračenja.

Klasifikacija rendgenskih cijevi

1. Po dogovoru
1. Diagnostic
2. Terapeutski
3. Za strukturnu analizu
4. Za transiluminaciju
2. Po dizajnu
1. Po fokusu

• Pojedinačni fokus (jedna spirala na katodi i jedna žarišna tačka na anodi)
• Bifokalni (dvije spirale različitih veličina na katodi i dvije žarišne točke na anodi)

1. Po vrsti anode

• Stacionarni (fiksni)
• Rotirajuće

X-zrake se koriste ne samo u radiodijagnostičke svrhe, već i u terapeutske svrhe. Kao što je gore navedeno, sposobnost rendgenskog zračenja da suzbije rast tumorskih ćelija omogućava njegovu upotrebu u zračnoj terapiji onkoloških bolesti. Pored medicinskog područja primjene, rendgensko zračenje je našlo široku primjenu u inženjerskom i tehničkom području, nauci o materijalima, kristalografiji, hemiji i biohemiji: na primjer, moguće je identificirati strukturne defekte u različitim proizvodima (šine, zavarivanje itd.) korišćenjem rendgenskog zračenja. Vrsta takvog istraživanja naziva se defektoskopija. A na aerodromima, željezničkim stanicama i drugim mjestima gužve, rendgenski televizijski introskopi se aktivno koriste za skeniranje ručne prtljage i prtljage u svrhu sigurnosti.

Ovisno o vrsti anode, rendgenske cijevi se razlikuju po dizajnu. Zbog činjenice da se 99% kinetičke energije elektrona pretvara u toplinsku energiju, tokom rada cijevi, anoda se značajno zagrijava - osjetljiva volframova meta često izgara. Anoda se hladi u modernim rendgenskim cijevima rotacijom. Rotirajuća anoda ima oblik diska, koji ravnomjerno raspoređuje toplinu po cijeloj površini, sprječavajući lokalno pregrijavanje volframove mete.

Dizajn rendgenskih cijevi također se razlikuje u fokusu. Fokalna tačka - dio anode na kojem se stvara radni snop rendgenskih zraka. Podijeljen je na stvarnu žarišnu tačku i efektivnu žarišnu tačku ( pirinač. 12). Zbog ugla anode, efektivna žižna tačka je manja od stvarne. Koriste se različite veličine žarišne tačke u zavisnosti od veličine područja slike. Što je veća površina slike, to žižna tačka mora biti šira da pokrije čitavu oblast slike. Međutim, manja žarišna tačka daje bolju jasnoću slike. Stoga se pri proizvodnji malih slika koristi kratka nit i elektroni se usmjeravaju na malu površinu anodne mete, stvarajući manju žarišnu točku.

Rice. 9 - rendgenska cijev sa stacionarnom anodom.
Rice. 10 - Rendgenska cijev sa rotirajućom anodom.
Rice. 11 - Uređaj sa rendgenskom cijevi sa rotirajućom anodom.
Rice. 12 je dijagram formiranja stvarne i efektivne žarišne tačke.

1. Bremsstrahlung i karakteristični rendgenski zraci,

osnovna svojstva i karakteristike.

Godine 1895. njemački naučnik Roentgen prvi je otkrio sjaj fluorescentnog ekrana, koji je bio uzrokovan oku nevidljivom zračenjem koje je dolazilo iz dijela stakla cijevi za plinsko pražnjenje smještenog nasuprot katode. Ova vrsta zračenja imala je sposobnost prolaska kroz supstance neprobojne za vidljivu svjetlost. Rentgen ih je nazvao rendgenskim zracima i ustanovio osnovna svojstva koja omogućavaju njihovu upotrebu u raznim granama nauke i tehnologije, uključujući i medicinu.

Rendgen se naziva zračenjem talasne dužine 80-10-5 nm. Dugotalasno rendgensko zračenje se preklapa sa kratkotalasnim UV zračenjem, kratkotalasno se preklapa sa dugotalasnim g-zračenjem. U medicini se koristi rendgensko zračenje talasne dužine od 10 do 0,005 nm, što odgovara energiji fotona od 10 2 EV do 0,5 MeV. Rentgensko zračenje je oku nevidljivo, stoga se sva opažanja s njim vrše pomoću fluorescentnih ekrana ili fotografskih filmova, jer izaziva rendgensku luminiscenciju i ima fotokemijski učinak. Karakteristično je da je većina tijela koja su neprobojna za optičko zračenje u velikoj mjeri transparentna za rendgensko zračenje, koje ima svojstva zajednička elektromagnetnim valovima. Međutim, zbog male valne dužine, neka svojstva je teško otkriti. Stoga je talasna priroda zračenja ustanovljena mnogo kasnije od njihovog otkrića.

Prema načinu ekscitacije, rendgensko zračenje se dijeli na kočno i karakteristično zračenje.

Rendgensko zračenje kočnog zračenja nastaje zbog usporavanja elektrona koji se brzo kreću električnim poljem atoma (jezgra i elektrona) supstance kroz koju lete. Mehanizam ovog zračenja može se objasniti činjenicom da je svaki pokretni naboj struja oko koje se stvara magnetsko polje čija indukcija (B) ovisi o brzini elektrona. Prilikom kočenja magnetska indukcija se smanjuje i, u skladu s Maxwellovom teorijom, pojavljuje se elektromagnetski val.

Kada se elektroni usporavaju, samo dio energije odlazi na stvaranje rendgenskog fotona, drugi dio se troši na zagrijavanje anode. Frekvencija (talasna dužina) fotona zavisi od početne kinetičke energije elektrona i intenziteta njegovog usporavanja. Štoviše, čak i ako je početna kinetička energija ista, tada će uvjeti usporavanja u tvari biti različiti, stoga će emitirani fotoni imati najrazličitiju energiju, a samim tim i valnu dužinu, tj. rendgenski spektar će biti kontinuiran. Na slici 1 prikazan je spektar kočnog zračenja pri različitim naponima U 1

.

Ako se U izrazi u kilovoltima i uzme se u obzir omjer između ostalih veličina, tada formula izgleda ovako: lk = 1,24 / U (nm) ili lk = 1,24 / U (Å) (1Å = 10 -10 m ).

Iz gornjih grafikona može se ustanoviti da je talasna dužina l m, koja predstavlja maksimalnu energiju zračenja, u konstantnom odnosu sa graničnom talasnom dužinom l k:

.

Talasna dužina karakterizira energiju fotona, o kojoj ovisi moć prodiranja zračenja pri interakciji s materijom.

Rendgenski zraci kratkog talasa obično imaju veliku prodornu moć i nazivaju se tvrdim, dok se rendgenski zraci dugih talasa nazivaju mekim. Kao što se može vidjeti iz gornje formule, valna dužina na koju pada maksimalna energija zračenja obrnuto je proporcionalna naponu između anode i katode cijevi. Povećanjem napona na anodi rendgenske cijevi mijenja se spektralni sastav zračenja i povećava njegova tvrdoća.

Kada se napon filamenta promijeni (temperatura filamenta katode se mijenja), mijenja se broj elektrona koje emituje katoda u jedinici vremena, odnosno, prema tome, jačina struje u anodnom krugu cijevi. U ovom slučaju, snaga zračenja se mijenja proporcionalno prvoj snazi ​​struje. Spektralni sastav zračenja se neće promijeniti.

Ukupni tok (snaga) zračenja, raspodjela energije po talasnim dužinama, kao i granica spektra na strani kratkih talasnih dužina zavise od sledeća tri faktora: napona U koji ubrzava elektrone i koji se primenjuje između anode i katoda cijevi; broj elektrona uključenih u formiranje zračenja, tj. struja filamenta cijevi; atomski broj Z materijala anode, u kojem dolazi do usporavanja elektrona.

Fluks kočnog zraka izračunava se po formuli: , gdje ,

Z-serijski broj atoma supstance (atomski broj).

Povećanjem napona na rendgenskoj cijevi može se uočiti pojava odvojenih linija (linijskog spektra) na pozadini kontinuiranog kočnog zračenja, što odgovara karakterističnom rendgenskom zračenju. Nastaje prilikom prijelaza elektrona između unutrašnjih omotača atoma u tvari (ljuske K, L, M). Linijski karakter karakterističnog spektra zračenja nastaje zbog činjenice da ubrzani elektroni prodiru duboko u atome i izbacuju elektrone iz atoma iz njihovih unutrašnjih slojeva. Elektroni (slika 2) iz gornjih slojeva prelaze na slobodna mesta, usled čega se emituju rendgenski fotoni sa frekvencijom koja odgovara razlici energetskih nivoa prelaza. Linije u spektru karakterističnog zračenja se kombinuju u serije koje odgovaraju prelazima elektrona sa višim nivoom na nivou K, L, M.

Vanjsko djelovanje, uslijed kojeg se elektron izbacuje iz unutrašnjih slojeva, mora biti dovoljno snažno. Za razliku od optičkih spektra, karakteristični rendgenski spektri različitih atoma su istog tipa. Ujednačenost ovih spektra je zbog činjenice da su unutrašnji slojevi različitih atoma isti i da se razlikuju samo energetski, jer efekat sile sa strane jezgra raste kako se povećava redni broj elementa. To dovodi do činjenice da se karakteristični spektri pomiču prema višim frekvencijama sa povećanjem nuklearnog naboja. Ovaj odnos je poznat kao Moseleyjev zakon: , gdje su A i B konstante; Z-redni broj elementa.

Postoji još jedna razlika između rendgenskog i optičkog spektra. Karakteristični spektar atoma ne zavisi od hemijskog spoja u koji je atom uključen. Tako je, na primjer, rendgenski spektar atoma kisika isti za O, O 2 , H 2 O, dok se optički spektri ovih spojeva značajno razlikuju. Ova karakteristika rendgenskog spektra atoma poslužila je kao osnova za naziv "karakteristika".

Karakteristično zračenje se javlja kad god postoje slobodna mjesta u unutrašnjim slojevima atoma, bez obzira na razloge koji su ga izazvali. Na primjer, prati jedan od tipova radioaktivnog raspada, koji se sastoji u hvatanju elektrona iz unutrašnjeg sloja jezgrom.

2. Uređaj rendgenskih cijevi i protozoa

rendgenski aparat.

Najčešći izvor rendgenskog zračenja je rendgenska cijev - dvoelektrodni vakuum uređaj (slika 3). To je staklena posuda (p = 10 -6 - 10 -7 mm Hg) sa dvije elektrode - anodom A i katodom K, između kojih se stvara visoki napon. Zagrijana katoda (K) emituje elektrone. Anoda A se često naziva antikatoda. Ima nagnutu površinu kako bi se rezultirajuće rendgensko zračenje usmjerilo pod uglom u odnosu na os cijevi. Anoda je napravljena od metala sa dobrom toplotnom provodljivošću (bakar) za uklanjanje toplote stvorene udarom elektrona. Na zakošenom kraju anode nalazi se ploča Z od vatrostalnog metala (volframa) sa visokim atomskim brojem, koja se naziva anodno ogledalo. U nekim slučajevima, anoda se posebno hladi vodom ili uljem. Za dijagnostičke cijevi važna je preciznost izvora rendgenskih zraka, što se može postići fokusiranjem elektrona na jedno mjesto anode. Stoga se konstruktivno moraju uzeti u obzir dva suprotna zadatka: s jedne strane, elektroni moraju pasti na jedno mjesto anode, s druge strane, da bi se spriječilo pregrijavanje, poželjno je elektrone rasporediti po različitim dijelovima anode. anodu. Iz tog razloga, neke rendgenske cijevi se proizvode s rotirajućom anodom.

U cijevi bilo kojeg dizajna, elektroni ubrzani naponom između anode i katode padaju na anodno ogledalo i prodiru duboko u tvar, stupaju u interakciju s atomima i usporavaju se poljem atoma. Ovo proizvodi rendgenske zrake kočnog zračenja. Istovremeno sa kočnim zrakama formira se mala količina (nekoliko posto) karakterističnog zračenja. Samo 1-2% elektrona koji udare u anodu izaziva kočno zračenje, a ostatak izaziva termički efekat. Za koncentraciju elektrona, katoda ima kapicu za vođenje. Dio volframovog ogledala na koji pada glavni tok elektrona naziva se fokus cijevi. Širina snopa zračenja zavisi od njegove površine (oštrine fokusa).

Za napajanje cijevi potrebna su dva izvora: izvor visokog napona za anodni krug i izvor niskog napona (6-8 V) za napajanje strujnog kola. Oba izvora moraju biti nezavisno regulisana. Promjenom anodnog napona reguliše se tvrdoća rendgenskog zračenja, a promjenom žarenja, struja izlaznog kola i, shodno tome, snaga zračenja.

Šematski dijagram najjednostavnijeg rendgenskog aparata prikazan je na sl.4. Kolo ima dva visokonaponska transformatora Tr.1 i Tr.2 za napajanje filamenta. Visok napon na cijevi reguliše se autotransformatorom Tr.3 priključenim na primarni namotaj transformatora Tr.1. Prekidač K reguliše broj zavoja namotaja autotransformatora. S tim u vezi mijenja se i napon sekundarnog namota transformatora, koji se dovodi na anodu cijevi, tj. tvrdoća je podesiva.

Struja filamenta cijevi regulirana je reostatom R, uključenim u primarni krug transformatora Tr.2. Struja anodnog kola se mjeri miliampermetrom. Napon koji se primjenjuje na elektrode cijevi mjeri se kilovoltmetrom kV, ili se napon u anodnom kolu može ocijeniti položajem prekidača K. ​​Struja niti, regulirana reostatom, mjeri se ampermetrom A. U šemi koja se razmatra, rendgenska cijev istovremeno ispravlja visoki naizmjenični napon.

Lako je vidjeti da takva cijev zrači samo u jednom poluperiodu naizmjenične struje. Stoga će njegova snaga biti mala. Kako bi se povećala snaga zračenja, mnogi uređaji koriste visokonaponske punovalne rendgenske ispravljače. U tu svrhu koriste se 4 specijalna kenotrona, koji su spojeni u mosni krug. Rendgenska cijev je uključena u jednu dijagonalu mosta.

3. Interakcija rendgenskog zračenja sa materijom

(koherentno rasejanje, nekoherentno rasejanje, fotoelektrični efekat).

Kada rendgenski zraci padnu na tijelo, reflektiraju se od njega u maloj količini, ali uglavnom prolaze duboko u. U masi tijela, zračenje se djelomično apsorbira, djelimično raspršuje, a djelimično prolazi. Prolazeći kroz tijelo, rendgenski fotoni stupaju u interakciju uglavnom s elektronima atoma i molekula tvari. Registracija i upotreba rendgenskog zračenja, kao i njegov uticaj na biološke objekte, određeni su primarnim procesima interakcije rendgenskog fotona sa elektronima. Tri glavna procesa se odvijaju u zavisnosti od odnosa energije fotona E i energije jonizacije AI.

ali) koherentno rasipanje.

Rasipanje dugotalasnih rendgenskih zraka događa se uglavnom bez promjene talasne dužine, a naziva se koherentno. Interakcija fotona sa elektronima unutrašnjih omotača, čvrsto vezanih za jezgro, samo menja njegov pravac, a da ne menja njegovu energiju, a time i talasnu dužinu (slika 5).

Do koherentnog raspršenja dolazi ako je energija fotona manja od energije jonizacije: E = hn<А И. Так как энергия фотона и энергия атома не изменяется, то когерентное рассеяние не вызывает биологического действия. Однако при создании защиты от рентгеновского излучения следует учитывать возможность изменения направления первичного пучка.

b) Nekoherentno rasipanje (Comptonov efekat).

Godine 1922. A. Compton je, posmatrajući raspršivanje tvrdih rendgenskih zraka, otkrio smanjenje prodorne moći raspršenog snopa u poređenju sa upadnim snopom. Rasipanje rendgenskih zraka sa promjenom talasne dužine naziva se Comptonov efekat. Nastaje kada foton bilo koje energije stupi u interakciju s elektronima vanjskih omotača atoma slabo vezanih za jezgro (slika 6). Elektron je odvojen od atoma (takvi elektroni se nazivaju elektroni trzanja). Energija fotona se smanjuje (shodno tome raste talasna dužina), a mijenja se i smjer njegovog kretanja. Komptonov efekat nastaje ako je energija fotona X zraka veća od energije jonizacije: , . U tom slučaju se pojavljuju elektroni trzanja s kinetičkom energijom E K. Atomi i molekuli postaju joni. Ako je E K značajan, tada elektroni mogu ionizirati susjedne atome sudarom, formirajući nove (sekundarne) elektrone.

u) Fotoelektrični efekat.

Ako je energija fotona hn dovoljna da odvoji elektron, tada se pri interakciji s atomom foton apsorbira, a elektron se odvaja od njega. Ovaj fenomen se naziva fotoelektrični efekat. Atom je jonizovan (fotoinizacija). U ovom slučaju, elektron stječe kinetičku energiju i, ako potonju je značajan, onda može ionizirati susjedne atome sudarom, formirajući nove (sekundarne) elektrone. Ako je energija fotona nedovoljna za ionizaciju, onda se fotoelektrični efekat može manifestirati u pobuđivanju atoma ili molekula. U nekim supstancama to dovodi do naknadne emisije fotona u području vidljivog zračenja (rendgenska luminiscencija), au tkivima do aktivacije molekula i fotokemijskih reakcija.

Fotoelektrični efekat je tipičan za fotone sa energijom reda 0,5-1 MeV.

Tri glavna procesa interakcije o kojima smo gore govorili su primarni, oni dovode do naknadnih sekundarnih, tercijalnih, itd. fenomeni. Kada rendgensko zračenje uđe u supstancu, može doći do niza procesa prije nego što se energija rendgenskog fotona pretvori u energiju toplinskog kretanja.

Kao rezultat gore navedenih procesa, primarni fluks X zraka je oslabljen. Ovaj proces je u skladu sa Bouguerovim zakonom. Zapisujemo ga u obliku: F =F 0 e - mh, gdje je m linearni koeficijent slabljenja, u zavisnosti od prirode supstance (uglavnom od gustine i atomskog broja) i od talasne dužine zračenja (energija fotona). Može se predstaviti kao da se sastoji od tri termina koji odgovaraju koherentnom rasejanju, nekoherentnom rasejanju i fotoelektričnom efektu: .

Budući da linearni koeficijent apsorpcije ovisi o gustoći tvari, poželjno je koristiti maseni koeficijent slabljenja, koji je jednak omjeru linearnog koeficijenta prigušenja prema gustoći apsorbera i ne ovisi o gustoći tvari. . Zavisnost fluksa (intenziteta) rendgenskih zraka od debljine apsorbirajućeg filtera prikazana je na slici 7 za H 2 O, Al i Cu. Proračuni pokazuju da sloj vode debljine 36 mm, aluminijuma 15 mm i bakra 1,6 mm smanjuju intenzitet rendgenskog zračenja za 2 puta. Ova debljina se naziva debljina polovine sloja d. Ako supstanca upola slabi rendgensko zračenje, onda , onda , ili , ; ; . Znajući debljinu polusloja, uvijek možete odrediti m. Dimenzija .

4. Upotreba rendgenskih zraka u medicini

(fluoroskopija, radiografija, rendgenska tomografija, fluorografija, radioterapija).

Jedna od najčešćih primjena rendgenskih zraka u medicini je transiluminacija unutrašnjih organa u dijagnostičke svrhe – rendgenska dijagnostika.

Za dijagnostiku se koriste fotoni s energijom od 60-120 keV. U ovom slučaju, koeficijent apsorpcije mase određen je uglavnom fotoelektričnim efektom. Njegova vrijednost je proporcionalna l 3 (u kojoj se ispoljava velika prodorna moć tvrdog zračenja) i proporcionalna trećoj potenciji broja atoma tvari - apsorbera: , gdje je K koeficijent proporcionalnosti.

Ljudsko tijelo se sastoji od tkiva i organa koji imaju različitu sposobnost apsorpcije u odnosu na rendgenske zrake. Stoga, kada se osvijetli rendgenskim zracima, na ekranu se dobija neujednačena slika sjene koja daje sliku položaja unutrašnjih organa i tkiva. Najgušća tkiva koja apsorbuju zračenje (srce, velike žile, kosti) vide se kao tamna, dok se tkiva koja manje apsorbuju (pluća) vide kao svetla.

U mnogim slučajevima moguće je suditi o njihovom normalnom ili patološkom stanju. Rentgenska dijagnostika koristi dvije glavne metode: fluoroskopiju (transmisija) i radiografiju (slika). Ako organ koji se proučava i tkiva koja ga okružuju približno podjednako apsorbiraju fluks rendgenskih zraka, tada se koriste posebna kontrastna sredstva. Tako, na primjer, uoči rendgenskog pregleda želuca ili crijeva, daje se kašasta masa barij sulfata, u kom slučaju se može vidjeti njihova sjena. U fluoroskopiji i radiografiji, rendgenska slika je sažeta slika cijele debljine objekta kroz koji prolaze rendgenski zraci. Najjasnije su definisani oni detalji koji su bliži platnu ili filmu, a udaljeni postaju mutni i mutni. Ako u nekom organu postoji patološki izmijenjeno područje, na primjer, uništenje plućnog tkiva unutar opsežnog žarišta upale, tada se u nekim slučajevima ovo područje na rendgenskom snimku u količini sjenki može "izgubiti". Da bi se to učinilo vidljivim, koristi se posebna metoda - tomografija (slojevito snimanje), koja vam omogućava da snimite pojedinačne slojeve područja koje se proučava. Ova vrsta slojevitih tomograma se dobija pomoću posebnog aparata koji se zove tomograf, u kojem se rendgenska cijev (RT) i film (Fp) periodično, zajedno, u antifazi pomjeraju u odnosu na područje istraživanja. U ovom slučaju, rendgenski zraci na bilo kojoj poziciji RT će proći kroz istu tačku objekta (promijenjeno područje), što je centar u odnosu na koji se RT i FP periodično kreću. Slika u sjeni područja će biti snimljena na film. Promjenom položaja “centra ljuljanja” moguće je dobiti slojevite slike objekta. Koristeći tanki snop rendgenskih zraka, poseban ekran (umjesto Fp) koji se sastoji od poluvodičkih detektora jonizujućeg zračenja, moguće je obraditi sliku tokom tomografije pomoću kompjutera. Ova moderna varijanta tomografije naziva se kompjuterizovana tomografija. Tomografija se široko koristi u proučavanju pluća, bubrega, žučne kese, želuca, kostiju itd.

Svjetlina slike na ekranu i vrijeme ekspozicije na filmu zavise od intenziteta rendgenskog zračenja. Kada se koristi za dijagnostiku, intenzitet ne može biti visok, kako ne bi izazvao neželjeni biološki efekat. Stoga postoji niz tehničkih uređaja koji poboljšavaju svjetlinu slike pri niskim intenzitetima rendgenskih zraka. Jedan od ovih uređaja je cijev za pojačavanje slike.

Drugi primjer je fluorografija, u kojoj se slika dobija na osjetljivom filmu malog formata sa velikog rendgenskog luminiscentnog ekrana. Prilikom snimanja koristi se objektiv velikog otvora blende, gotove slike se pregledavaju na posebnom povećalu.

Fluorografija kombinuje veliku sposobnost otkrivanja latentnih bolesti (bolesti grudnog koša, gastrointestinalnog trakta, paranazalnih sinusa itd.) sa značajnom propusnošću, te je stoga vrlo efikasna metoda masovnog (in-line) istraživanja.

Budući da se fotografisanje rendgenske slike tokom fluorografije vrši pomoću fotografske optike, slika na fluorogramu je smanjena u odnosu na rendgensku. S tim u vezi, rezolucija fluorograma (tj. vidljivost malih detalja) je manja od one na konvencionalnom radiografu, ali je veća nego kod fluoroskopije.

Dizajniran je uređaj - tomofluorograf, koji omogućava dobijanje fluorograma dijelova tijela i pojedinih organa na datoj dubini - takozvanih slojevitih slika (presjeka) - tomofluorograma.

Rentgensko zračenje se koristi i u terapijske svrhe (RTG terapija). Biološki efekat zračenja je da poremeti vitalnu aktivnost ćelija, posebno onih koje se brzo razvijaju. U tom smislu, rendgenska terapija se koristi za djelovanje na maligne tumore. Moguće je odabrati dozu zračenja dovoljnu za potpuno uništenje tumora uz relativno mala oštećenja okolnih zdravih tkiva, koja se obnavljaju naknadnom regeneracijom.

Rentgensko zračenje jedno je od najvećih otkrića napravljenih za dobrobit medicine. Zahvaljujući rendgenskim zracima dijagnosticiran je ogroman broj bolesti i spašeni su mnogi životi. Sada ne možemo ni zamisliti kako je prije bilo moguće živjeti bez ove dijagnostičke metode i liječiti upalu pluća, frakture i druga patološka stanja. U ovom članku pokušali smo razmotriti sve o rendgenskim zracima, a također i zašto su rendgenski zraci opasni, u kojim slučajevima je zabranjeno provoditi ovu studiju, koje bi negativne posljedice po ljudsko tijelo mogle biti nakon rendgenskih zraka?

Šta je rendgensko zračenje

Rentgensko zračenje je 1895. godine otkrio W. Roentgen. Zahvaljujući ovoj osobi sada su nam dostupne rendgenske metode istraživanja. Istraživač je svoje otkriće opisao kao sposobnost da se pogleda unutar osobe bez podizanja skalpela. Ubrzo, nakon otkrića "X zračenja", počele su se pojavljivati ​​informacije o bolestima kod ljudi koji su podvrgnuti ovoj dijagnostičkoj proceduri. Kako se pokazalo, rendgenski zraci nisu sigurni za ljude, mogu dovesti do ozbiljnih bolesti, uključujući onkološke patologije.

X-zrake su zračenje koje proizvode elektromagnetni talasi. X-zraci nastaju tokom ubrzanja naelektrisanih čestica. Za njihovo formiranje koriste se posebne rendgenske cijevi. X-zrake se također mogu proizvesti u posebnim akceleratorima čestica.

Glavna svojstva rendgenskih zraka su navedena u nastavku:

• Rendgenski zraci mogu proći kroz tkiva ljudskog tijela, kao i kroz različite medije i supstance različite gustine.
• Zrake su sposobne izazvati luminiscenciju - sjaj. Sve supstance se mogu podeliti u dve grupe: one koje svetle pod uticajem rendgenskih zraka i one koje ne svetle.
• Izaziva fotokemijske reakcije koje dovode do promjena u halogenim spojevima.
• Dovode do jonizacije neutralnih čestica (atoma i molekula). Pod uticajem rendgenskih zraka iz nenabijenih elemenata dobijaju se nabijeni ioni. Medij u kojem se formiraju ioni je sposoban da provodi električnu struju.

Rendgenski zraci ne samo da mogu sijati kroz tkiva ljudskog tijela, već i dovesti do promjena elektrolita u njima. Rendgen utiče na sve sisteme i ćelije u telu.

Medicinske primjene rendgenskih zraka

Rendgensko zračenje se široko koristi u medicini. To mogu se provoditi i u svrhu dijagnosticiranja i identifikacije različitih patoloških stanja i za lečenje bolesti.

Imajte na umu da svako izlaganje osobe rendgenskim zracima treba provoditi samo ako za to postoje posebne indikacije.

Vrste dijagnostičkih radioloških tehnika

Rendgen pluća ili bilo kojeg drugog dijela tijela je prilično informativna metoda istraživanja.. Sposobnost zraka da prođu kroz tkiva i izazovu sjaj u nekima od njih postala je osnova za dijagnosticiranje bolesti rendgenskim zračenjem.

U medicini se koriste sljedeće rendgenske dijagnostičke tehnike:

• Fluoroskopija - slika se prikazuje na fluorescentnom ekranu. U modernoj medicini više se ne koristi praktično, smatra se zastarjelom metodom.
• Radiografija je studija kojom se slika dobijena zračenjem prenosi na poseban film. Postoje sljedeće vrste ovog istraživanja:
• Duodenografija je studija želuca i duodenuma. Provodi se radi otkrivanja čireva, tumora, opstrukcije u ovim dijelovima probavnog trakta.
• Kolecistografija, kolegrafija - rendgenska slika žučne kese i njenog kanala, omogućava vam da procijenite njihovu prohodnost, veličinu i prisutnost kamenja u njima.
• Irrigoskopija - rendgenski snimak debelog crijeva. Neophodan je u dijagnostici crijevne opstrukcije, benignih i benignih neoplazmi, divertikula, intestinalnog volvulusa.
• Radi se rendgenski snimak pluća radi otkrivanja upale pluća, bronhitisa, tuberkuloze, pleuritisa, pneumotoraksa, neoplazme plućnog tkiva i prisutnosti stranih tijela.
• Metrosalpingografija je rendgenska studija koja se izvodi za procjenu prohodnosti jajovoda.
• Ortopantomografija je rendgenski pregled koji pomaže u procjeni stanja zuba i vilice.
• Mamografija je rendgenski snimak mliječnih žlijezda. Ova studija se smatra skriningom, preporučuje je SZO za otkrivanje raka dojke u ranim fazama..
• Radiografija kralježnice i pojedinih dijelova koštanih struktura radi se kako bi se procijenio integritet kostiju, utvrdila odstupanja u njihovoj strukturi ili lokaciji. Uz pomoć rendgenskih zraka najčešće se dijagnosticiraju prijelomi, pukotine i dislokacije.
• Tomografija ili kompjuterizovana tomografija (CT) je vrsta rendgenskog pregleda u kojem je moguće dobiti sloj po sloj slike različitih organa, sistema i struktura skeleta. CT se smatra jednom od najinformativnijih i najsavremenijih dijagnostičkih tehnika. Zahvaljujući njemu moguće je otkriti moždane udare, patologije kralježnice itd. Hirurzi se često koriste slojevitim CT skeniranjem kada sastavljaju plan za nadolazeću hiruršku intervenciju.
• Fluorografija je studija u kojoj je slika manja od stvarne veličine strukture koja se proučava. Danas se široko izvodi fluorografija pluća, skrining na tuberkulozu.

Prema najnovijim savremenim protokolima i preporukama SZO, ne preporučuje se godišnja fluorografija za prevenciju tuberkuloze. Takav pregled nosi veliko opterećenje zračenja na tijelo, a istovremeno je nisko informativan. Za skrining na tuberkulozu preporučuje se test venske krvi.

Tretman rendgenskim zracima

Unatoč činjenici da su rendgenski zraci štetni po zdravlje i mogu uzrokovati neke bolesti, naučnici su mu pronašli primjenu u liječenju patologija.

Rendgensko zračenje u savremenoj medicini ima široku primjenu u liječenju malignih neoplazmi. Osnova takve terapije zračenjem je sposobnost rendgenskog zračenja da utiče na jonski sastav ćelija i tkiva, da promeni njihovu strukturu.

Uz pomoć terapije zračenjem moguće je zaustaviti patološku diobu malignih stanica, zaustaviti rast tumora i širenje metastaza po tijelu.

Liječenje rendgenskim zrakama tijelo obično teško podnosi. Ali, uprkos velikom broju nuspojava, pomaže u borbi protiv raka, daje osobi šansu za budući život.

Negativan uticaj rendgenskih zraka na ljude

Kao što smo rekli, rendgenski zraci utiču na ljudski organizam. Liječnici su se prilagodili da koriste ovo svojstvo u terapijske svrhe onkoloških neoplazmi. Ali u isto vrijeme, veliki broj ljudi koji se podvrgnu pregledu tijela rendgenskim tehnikama izložen je riziku od nastanka raka i drugih bolesti uzrokovanih izlaganjem zračenju.

U nastavku razmatramo kakvu štetu rendgenski zraci mogu imati na ljudsko tijelo sa svojom povećanom dozom:

• Lezija kože. Rendgensko zračenje, kada je izloženo osobi u visokim dozama, može izazvati duboke opekotine kože. Takvu leziju pacijenti tolerišu teže od konvencionalne termalne opekotine. Takvo oboljenje kože može se zakomplikovati rakom kože.
• U dozama koje su veće od dozvoljene, moguć je razvoj radijacijske bolesti. Ovo je stanje u kojem je oštećen imuni sistem, krv, vezivno tkivo. Hronična radijaciona bolest često se razvija kod ljudi koji rade sa rendgenskim zracima.
• Endokrinološki poremećaji. Visoke doze zračenja negativno utječu na rad štitne žlijezde, jajnika i testisa, te nadbubrežne žlijezde.
• Razne onkološke patologije. To može biti rak, leukemija, sarkomi. Na primjer, naučnici su dokazali da česta mamografija doprinosi nastanku raka dojke.

Postoje standardi i doze koje pokazuju koliko je doza rendgenskih zraka prihvatljivo za osobu.. Prema ovim standardima izračunava se dužina radnog dana za osobe u kontaktu sa zračenjem i siguran broj rendgenskih pregleda.

Moderne rendgenske jedinice nose manje opterećenje zračenja na ljudsko tijelo. Štetnost slika snimljenih uz njihovu pomoć znatno je manja. Nažalost, ovakvi relativno sigurni aparati nisu dostupni u svim državnim zdravstvenim ustanovama, više ih je u privatnim dijagnostičkim centrima i klinikama.

Rendgen i trudnoća

Rendgen u trudnoći je strogo kontraindiciran. Zabranjeno je to raditi u bilo kom periodu rađanja djeteta. Fetus je veoma osetljiv na bilo koje zračenje. Pod uticajem rendgenskih zraka mogu se razviti anomalije njegovog razvoja, koje su često nespojive sa životom bebe.

Kod žene koja je bila podvrgnuta rendgenskom pregledu tokom rađanja, rizik od spontanog pobačaja značajno se povećava.

Rendgen trudnice utiče na formiranje organa i sistema fetusa. Može dovesti do srčanih mana, abnormalnog razvoja nervnog sistema i drugih abnormalnosti.

Žene u ranoj trudnoći su u opasnosti, jer možda nisu svjesne svoje situacije, te o tome ne obavještavaju ljekara koji propisuje rendgenske snimke.

Da li je moguće minimizirati štetu od rendgenskih zraka

Unatoč štetnosti i opasnosti rendgenskog pregleda, ne biste ga trebali odbiti. Ove dijagnostičke procedure su vrlo informativne i vrlo često je nemoguće postaviti dijagnozu i propisati liječenje bez njih.

• Nosite zaštitne ogrtače na dijelovima tijela koji se ne pregledavaju..
• Nakon dijagnostičke procedure možete popiti čašu mlijeka ili suhog vina. Vjeruje se da ova pića mogu pomoći tijelu da se nosi s dozom izloženosti radijaciji.
• Dodajte morske alge i ribu u svoju prehranu. Ove namirnice su bogate jodom, supstancom koja je potrebna štitnoj žlijezdi.

Rijetki rendgenski pregledi su praktički sigurni za ljude. Pod uvjetom da se provode samo u nužnim situacijama, rizik od razvoja komplikacija i bolesti uzrokovanih rendgenskim zračenjem je minimalan.

Rendgensko zračenje je štetno za ljude. U stanju je izazvati i izazvati veliki broj raznih bolesti i patoloških procesa. Ali takav negativan utjecaj rendgenskih zraka razvija se samo ako se prekorači njihova najveća dopuštena doza. Nemojte se plašiti ove dijagnostičke metode i odbijte je. Zahvaljujući kompjuterizovanoj tomografiji i radiografiji, spašen je ogroman broj ljudi širom sveta. prelazi desetine miliona.