1895-ben W. Roentgen német fizikus egy új, korábban ismeretlen típusú elektromágneses sugárzást fedezett fel, amelyet felfedezője tiszteletére röntgensugárzásnak neveztek el. W. Roentgen 50 évesen lett felfedezésének szerzője, aki a Würzburgi Egyetem rektori posztját töltötte be, és korának egyik legjobb kísérletezője volt. Az elsők között az amerikai Edison talált technikai alkalmazást Roentgen felfedezéséhez. Létrehozott egy praktikus bemutatókészüléket, és már 1896 májusában röntgenkiállítást szervezett New Yorkban, ahol a látogatók saját kezüket nézhették meg egy világító képernyőn. Miután Edison asszisztense belehalt az állandó demonstrációk során kapott súlyos égési sérülésekbe, a feltaláló leállította a további röntgensugarakkal végzett kísérleteket.

A röntgensugárzást nagy áthatoló ereje miatt kezdték alkalmazni az orvostudományban. Kezdetben röntgensugarakat használtak a csonttörések vizsgálatára és az idegen testek felkutatására az emberi testben. Jelenleg számos röntgensugaras módszer létezik. De ezeknek a módszereknek megvannak a hátrányai: a sugárzás mély károsodást okozhat a bőrben. A megjelenő fekélyek gyakran rákká alakultak. Sok esetben az ujjakat vagy a kezeket amputálni kellett. Fluoroszkópia(az áttetszőség szinonimája) a röntgenvizsgálat egyik fő módszere, amely abból áll, hogy a vizsgált tárgy síkbeli pozitív képét kapjuk áttetsző (fluoreszkáló) képernyőn. Fluoroszkópia során az alany egy áttetsző képernyő és egy röntgencső között van. A modern röntgensugár-áttetsző képernyőkön a kép a röntgencső bekapcsolásakor jelenik meg, és azonnal eltűnik, miután kikapcsolta. A fluoroszkópia lehetővé teszi a szerv működésének tanulmányozását - a szív pulzációját, a bordák, a tüdő, a rekeszizom légzőmozgását, az emésztőrendszer perisztaltikáját stb. A fluoroszkópiát gyomor-, gasztrointesztinális traktus-, nyombél-, máj-, epehólyag- és epeúti betegségek kezelésére használják. Ugyanakkor az orvosi szonda és a manipulátorok szövetkárosodás nélkül kerülnek behelyezésre, és a műtét során végzett műveletek fluoroszkópiával vezérelhetők és láthatóak a monitoron.
Radiográfia - röntgendiagnosztikai módszer fényérzékeny anyagon rögzített kép regisztrálásával - speciális. fényképészeti film (röntgenfilm) vagy fotópapír utólagos fényképfeldolgozással; A digitális radiográfiával a kép rögzítésre kerül a számítógép memóriájában. Röntgendiagnosztikai eszközökön - helyhez kötötten, speciálisan felszerelt röntgenszobákba telepítve, vagy mobil és hordozható - a beteg ágyánál vagy a műtőben történik. A röntgenfelvételeken a különböző szervek szerkezetének elemei sokkal tisztábban jelennek meg, mint a fluoreszkáló képernyőn. A radiográfiát különféle betegségek kimutatására és megelőzésére végzik, fő célja a különböző szakterületek orvosainak helyes és gyors diagnózis felállítása. A röntgenfelvétel csak az expozíció időpontjában rögzíti a szerv vagy szövet állapotát. Egyetlen röntgenfelvétel azonban csak az anatómiai változásokat rögzíti egy adott pillanatban, megadja a folyamat statikáját; bizonyos időközönként készült röntgenfelvételek sorozatán keresztül lehetőség nyílik a folyamat dinamikájának, vagyis a funkcionális változásoknak a tanulmányozására. Tomográfia. A tomográfia szó görögről úgy fordítható szelet kép. Ez azt jelenti, hogy a tomográfia célja, hogy réteges képet kapjon a vizsgált tárgy belső szerkezetéről. A számítógépes tomográfiát nagy felbontás jellemzi, amely lehetővé teszi a lágy szövetek finom változásainak megkülönböztetését. A CT lehetővé teszi olyan kóros folyamatok kimutatását, amelyeket más módszerekkel nem lehet kimutatni. Ezenkívül a CT alkalmazása lehetővé teszi a betegek által a diagnosztikai folyamat során kapott röntgensugárzás dózisának csökkentését.
Fluorográfia- egy diagnosztikai módszert, amely lehetővé teszi, hogy képet kapjon a szervekről és szövetekről, a 20. század végén, egy évvel a röntgensugarak felfedezése után fejlesztették ki. A képeken látható szklerózis, fibrózis, idegen tárgyak, daganatok, kialakult fokú gyulladások, gázok és infiltrátumok jelenléte az üregekben, tályogok, ciszták stb. Leggyakrabban mellkasröntgenet végeznek, amely lehetővé teszi a tuberkulózis, a tüdő vagy a mellkas rosszindulatú daganatának és más patológiák kimutatását.
Röntgenterápia- Ez egy modern módszer, amellyel az ízületek bizonyos patológiáinak kezelését végzik. Az ortopédiai betegségek kezelésének fő irányai ezzel a módszerrel: Krónikus. Ízületi gyulladásos folyamatok (arthritis, polyarthritis); Degeneratív (osteoarthritis, osteochondrosis, deformáló spondylosis). A sugárterápia célja a kórosan megváltozott szövetek sejtjei létfontosságú tevékenységének gátlása vagy teljes pusztulása. Nem daganatos betegségekben a röntgenterápia a gyulladásos reakció elnyomására, a proliferatív folyamatok gátlására, a fájdalomérzékenység és a mirigyek szekréciós aktivitásának csökkentésére irányul. Szem előtt kell tartani, hogy a nemi mirigyek, a vérképzőszervek, a leukociták és a rosszindulatú daganatsejtek a legérzékenyebbek a röntgensugárzásra. A sugárdózist minden esetben egyedileg határozzák meg.

A röntgensugarak felfedezéséért Roentgen 1901-ben megkapta az első fizikai Nobel-díjat, és a Nobel-bizottság hangsúlyozta felfedezésének gyakorlati jelentőségét.
Így a röntgensugarak láthatatlan elektromágneses sugárzás, amelynek hullámhossza 105-102 nm. A röntgensugarak áthatolhatnak bizonyos anyagokon, amelyek átlátszatlanok a látható fény számára. Kibocsátódnak az anyagban lévő gyors elektronok lassulása során (folyamatos spektrum), valamint az elektronok átmenete során az atom külső elektronhéjairól a belső elektronhéjakra (lineáris spektrum). A röntgensugárzás forrásai: röntgencső, egyes radioaktív izotópok, elektrongyorsítók és -akkumulátorok (szinkrotronsugárzás). Vevők - film, lumineszcens képernyők, nukleáris sugárzás detektorok. A röntgensugarakat röntgendiffrakciós elemzésben, gyógyászatban, hibadetektálásban, röntgenspektrumelemzésben stb.

A röntgensugárzás rövid leírása

A röntgensugarak elektromágneses hullámok (kvantumok, fotonok fluxusa), amelyek energiája az ultraibolya sugárzás és a gamma sugárzás közötti energiaskálán helyezkedik el (2-1. ábra). A röntgenfotonok energiája 100 eV és 250 keV között van, ami 3×10 16 Hz – 6×10 19 Hz frekvenciájú és 0,005–10 nm hullámhosszú sugárzásnak felel meg. A röntgen- és gamma-sugárzás elektromágneses spektruma nagymértékben átfedi egymást.

Rizs. 2-1. Elektromágneses sugárzás skála

A fő különbség e két sugárzástípus között az előfordulásuk módja. A röntgensugarakat elektronok részvételével kapják (például áramlásuk lassulása során), és gamma-sugarakat - egyes elemek atommagjainak radioaktív bomlásával.

Röntgensugarak keletkezhetnek a feltöltött részecskék felgyorsult áramlásának lassítása során (ún. bremsstrahlung), vagy amikor nagy energiájú átmenetek lépnek fel az atomok elektronhéjában (karaktersugárzás). Az orvosi eszközök röntgencsöveket használnak a röntgensugárzás létrehozására (2-2. ábra). Fő alkotóelemeik egy katód és egy masszív anód. Az anód és a katód elektromos potenciálkülönbsége miatt kibocsátott elektronok felgyorsulnak, elérik az anódot, ütközéskor az anyaggal, amelynek anyagával lelassulnak. Ennek eredményeként bremsstrahlung röntgensugárzás keletkezik. Az elektronoknak az anóddal való ütközésekor a második folyamat is megtörténik - az elektronok kiütődnek az anódatomok elektronhéjából. Helyüket az atom többi héjából származó elektronok foglalják el. A folyamat során egy második típusú röntgensugárzás keletkezik - az úgynevezett karakterisztikus röntgensugárzás, amelynek spektruma nagymértékben függ az anód anyagától. Az anódok leggyakrabban molibdénből vagy volfrámból készülnek. Speciális eszközök állnak rendelkezésre a röntgensugarak fókuszálására és szűrésére a kapott képek javítása érdekében.

Rizs. 2-2. A röntgencső készülék vázlata:

A röntgensugarak azon tulajdonságai, amelyek előre meghatározzák az orvostudományban való felhasználásukat, a behatoló, fluoreszkáló és fotokémiai hatások. A röntgensugárzás áthatoló ereje, az emberi test szöveteibe és a mesterséges anyagokba való abszorpciója a legfontosabb tulajdonságok, amelyek meghatározzák a sugárdiagnosztikában való felhasználásukat. Minél rövidebb a hullámhossz, annál nagyobb a röntgensugárzás áthatoló ereje.

Léteznek alacsony energiájú és sugárzási frekvenciájú (illetve a legnagyobb hullámhosszúságú) "puha" röntgensugarak, valamint nagy fotonenergiájú és sugárzási frekvenciájú, rövid hullámhosszú "kemény" röntgensugarak. A röntgensugárzás hullámhossza (illetve "merevsége" és áthatolóereje) a röntgencsőre adott feszültség nagyságától függ. Minél nagyobb a cső feszültsége, annál nagyobb az elektronáramlás sebessége és energiája, és annál rövidebb a röntgensugárzás hullámhossza.

Az anyagon áthatoló röntgensugárzás kölcsönhatása során minőségi és mennyiségi változások következnek be benne. A röntgensugárzás szövetek általi abszorpciójának mértéke eltérő, és az objektumot alkotó elemek sűrűsége és atomtömege határozza meg. Minél nagyobb a sűrűsége és az atomtömege annak az anyagnak, amelyből a vizsgált tárgy (szerv) áll, annál több röntgensugárzás nyelődik el. Az emberi szervezet különböző sűrűségű szöveteket és szerveket tartalmaz (tüdő, csontok, lágyszövetek stb.), ami megmagyarázza a röntgensugárzás eltérő elnyelődését. A belső szervek és struktúrák vizualizálása a röntgensugárzás különböző szervek és szövetek általi elnyelésének mesterséges vagy természetes különbségén alapul.

A testen áthaladó sugárzás regisztrálásához felhasználják azt a képességét, hogy bizonyos vegyületek fluoreszcenciáját idézi elő, és fotokémiai hatást fejt ki a filmre. Erre a célra speciális képernyőket használnak fluoroszkópiához és fényképészeti filmeket a radiográfiához. A modern röntgenkészülékekben digitális elektronikus detektorok speciális rendszereit - digitális elektronikus paneleket - alkalmazzák a gyengített sugárzás regisztrálására. Ebben az esetben a röntgen módszereket digitálisnak nevezik.

A röntgensugarak biológiai hatásai miatt elengedhetetlen a betegek védelme a vizsgálat során. Ez megvalósul

a lehető legrövidebb expozíciós idő, a fluoroszkópia radiográfiával való helyettesítése, az ionizáló módszerek szigorúan indokolt alkalmazása, a beteg és a személyzet sugárzás elleni védelemmel történő védelme.

A röntgensugárzás rövid leírása - fogalma és típusai. A "Röntgensugárzás rövid jellemzői" kategória osztályozása és jellemzői 2017, 2018.

A német tudós, Wilhelm Conrad Roentgen méltán tekinthető a radiográfia megalapítójának és a röntgensugárzás legfontosabb jellemzőinek felfedezőjének.

Aztán még 1895-ben még nem is sejtette az általa felfedezett röntgensugárzás alkalmazásának széleskörűségét és népszerűségét, pedig már akkor is széles visszhangot keltett a tudomány világában.

Nem valószínű, hogy a feltaláló sejthette, milyen hasznot vagy kárt hoz tevékenységének gyümölcse. De ma megpróbáljuk kideríteni, milyen hatással van ez a fajta sugárzás az emberi szervezetre.

• A röntgensugárzás hatalmas áthatolóerővel rendelkezik, de ez a besugárzott anyag hullámhosszától és sűrűségétől függ;
• sugárzás hatására egyes tárgyak izzani kezdenek;
• a röntgen az élőlényekre hat;
• a röntgensugárzásnak köszönhetően bizonyos biokémiai reakciók kezdődnek;
• A röntgensugár egyes atomoktól elektronokat vehet el, és ezáltal ionizálhatja azokat.

Még magát a feltalálót is elsősorban az a kérdés foglalkoztatta, hogy pontosan melyek azok a sugarak, amelyeket felfedezett.

Egy sor kísérleti tanulmány elvégzése után a tudós rájött, hogy a röntgensugarak köztes hullámok az ultraibolya és a gamma-sugárzás között, amelyek hossza 10-8 cm.

A röntgensugár fentebb felsorolt ​​tulajdonságai romboló tulajdonságokkal rendelkeznek, de ez nem akadályozza meg a hasznos célokra való felhasználásukat.

Hol lehet tehát a modern világban használni a röntgensugarakat?

1. Segítségükkel számos molekula és kristályos képződmény tulajdonságait tanulmányozhatjuk.
2. Hibafelismerésre, vagyis az ipari alkatrészek és eszközök hibáinak ellenőrzésére.
3. Az orvosi iparban és a terápiás kutatásban.

E hullámok teljes tartományának rövid hosszának és egyedi tulajdonságaiknak köszönhetően lehetővé vált a Wilhelm Roentgen által felfedezett sugárzás legfontosabb alkalmazása.

Mivel cikkünk témája a röntgensugárzás emberi szervezetre gyakorolt ​​hatására korlátozódik, amely csak a kórházba kerüléskor találkozik velük, ezért csak ezt az alkalmazási ágat fogjuk figyelembe venni.

A röntgensugarakat feltaláló tudós felbecsülhetetlen ajándékot adott a Föld teljes lakosságának, mert nem szabadalmaztatta utódait további felhasználásra.

Az első világháború óta a hordozható röntgenkészülékek sebesültek százait mentették meg. Ma a röntgensugárzásnak két fő alkalmazása van:

1. Diagnózis vele.

A röntgendiagnosztikát különféle lehetőségekben használják:

• röntgen vagy átvilágítás;
• röntgen vagy fénykép;
• fluorográfiai vizsgálat;
• tomográfia röntgen segítségével.

Most meg kell értenünk, hogy ezek a módszerek miben különböznek egymástól:

1. Az első módszer feltételezi, hogy az alany egy speciális, fluoreszcens tulajdonságú képernyő és egy röntgencső között helyezkedik el. Az orvos az egyéni jellemzők alapján kiválasztja a sugarak szükséges erősségét, és képet kap a csontokról és a belső szervekről a képernyőn.
2. A második módszernél a pácienst egy speciális röntgenfilmre helyezik egy kazettában. Ebben az esetben a berendezés a személy fölé kerül. Ez a technika lehetővé teszi, hogy negatív képet kapjon, de finomabb részletekkel, mint a fluoroszkópiával.
3. A lakosság tömeges tüdőbetegség-vizsgálata lehetővé teszi a fluorográfiát. Az eljárás során a kép egy nagy monitorról egy speciális filmre kerül.
4. A tomográfia lehetővé teszi, hogy több szakaszban készítsen képeket a belső szervekről. Egy egész sor felvétel készül, amelyeket a továbbiakban tomogramnak nevezünk.
5. Ha az előző módszerhez csatlakoztatja a számítógép segítségét, akkor speciális programok röntgenszkennerrel készített teljes képet készítenek.

Az egészségügyi problémák diagnosztizálásának ezen módszerei a röntgensugarak azon egyedülálló tulajdonságán alapulnak, hogy megvilágítják a fotófilmet. Ugyanakkor testünk inert és más szöveteinek áthatoló képessége is eltérő, ami a képen is megjelenik.

Miután felfedezték a röntgensugárzás egy másik tulajdonságát, amely biológiai szempontból befolyásolja a szöveteket, ezt a tulajdonságot aktívan elkezdték használni a tumorterápiában.

A sejtek, különösen a rosszindulatúak, nagyon gyorsan osztódnak, és a sugárzás ionizáló tulajdonsága pozitívan befolyásolja a terápiás terápiát és lassítja a daganat növekedését.

De az érem másik oldala a röntgensugárzás negatív hatása a hematopoietikus, endokrin és immunrendszer sejtjeire, amelyek szintén gyorsan osztódnak. A röntgen negatív hatásának eredményeként sugárbetegség jelentkezik.

A röntgensugárzás hatása az emberi szervezetre

Szó szerint közvetlenül a tudományos világban történt ilyen hangos felfedezés után ismertté vált, hogy a röntgensugarak hatással lehetnek az emberi testre:

1. A röntgensugarak tulajdonságainak kutatása során kiderült, hogy képesek égési sérüléseket okozni a bőrön. Nagyon hasonló a termikushoz. Az elváltozás mélysége azonban sokkal nagyobb volt, mint a házi sérülések, és rosszabbul gyógyultak. Sok tudós, aki ezekkel az alattomos sugárzásokkal foglalkozott, elvesztette az ujját.
2. Próba és hiba eredményeként kiderült, hogy ha csökkenti az adományozás idejét és szőlőjét, akkor az égési sérülések elkerülhetők. Később elkezdték alkalmazni az ólomszűrőket és a betegek távoli besugárzásának módszerét.
3. A sugarak káros hatásának hosszú távú perspektívája azt mutatja, hogy a vér összetételének besugárzás utáni változása leukémiához és korai öregedéshez vezet.
4. A röntgensugárzás emberi testre gyakorolt ​​hatásának súlyossága közvetlenül függ a besugárzott szervtől. Tehát a kis medence röntgensugárzásával meddőség fordulhat elő, és a vérképző szervek diagnosztizálásával - vérbetegségek.
5. Még a legjelentéktelenebb expozíció is, de hosszú időn keresztül, genetikai szintű változásokhoz vezethet.

Természetesen minden vizsgálatot állatokon végeztek, de a tudósok bebizonyították, hogy a kóros elváltozások az emberre is vonatkoznak.

FONTOS! A kapott adatok alapján olyan röntgensugár-expozíciós szabványokat dolgoztak ki, amelyek az egész világon egységesek.

A röntgensugarak dózisai a diagnózishoz

Valószínűleg mindenki, aki röntgenfelvétel után elhagyja az orvosi rendelőt, azon töpreng, hogy ez az eljárás milyen hatással lesz jövőbeli egészségére?

A természetben is létezik sugárterhelés, és naponta találkozunk vele. Annak érdekében, hogy könnyebben megértsük, hogyan hatnak a röntgensugarak szervezetünkre, összehasonlítjuk ezt az eljárást a kapott természetes sugárzással:

• a mellkas röntgenfelvételén egy személy 10 napos háttérexpozíciónak megfelelő sugárzást kap, a gyomor vagy a belek pedig 3 évig;
• tomogram a hasüreg vagy az egész test számítógépén - 3 év sugárzásnak megfelelő;
• mellkasröntgen vizsgálata - 3 hónap;
• a végtagokat besugározzák, gyakorlatilag az egészség károsodása nélkül;
• A fogászati ​​röntgen a sugárnyaláb pontos iránya és a minimális expozíciós idő miatt szintén nem veszélyes.

FONTOS! Annak ellenére, hogy az adott adatok, bármennyire is ijesztően hangzanak, megfelelnek a nemzetközi követelményeknek. A betegnek azonban minden joga megvan ahhoz, hogy további védelmi eszközöket kérjen, ha erős félelmét a jóléte miatt.

Mindannyian szembesülünk röntgenvizsgálattal, és nem egyszer. Az előírt eljárásokon kívüli emberek egy kategóriája azonban a terhes nők.

Az a tény, hogy a röntgensugarak rendkívül befolyásolják a születendő gyermek egészségét. Ezek a hullámok intrauterin fejlődési rendellenességeket okozhatnak a kromoszómákra gyakorolt ​​hatás következtében.

FONTOS! A röntgenvizsgálat legveszélyesebb időszaka a 16 hét előtti terhesség. Ebben az időszakban a csecsemő kismedencei, hasi és csigolya régiói a legsérülékenyebbek.

Ismerve a röntgensugárzás ezen negatív tulajdonságát, az orvosok a világ minden tájáról igyekeznek elkerülni, hogy terhes nőknek írják fel.

De vannak más sugárforrások is, amelyekkel egy terhes nő találkozhat:

• elektromos meghajtású mikroszkópok;
• színes TV-monitorok.

Aki anyává készül, annak tisztában kell lennie a rájuk váró veszéllyel. A szoptatás alatt a röntgensugarak nem jelentenek veszélyt a szoptató és a baba testére.

Mi lesz a röntgen után?

Még a röntgensugárzás legkisebb hatásai is minimalizálhatók néhány egyszerű ajánlás követésével:

• azonnal igyon tejet az eljárás után. Mint tudják, képes eltávolítani a sugárzást;
• a száraz fehérbor vagy szőlőlé ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik;
• eleinte kívánatos több jódtartalmú ételt fogyasztani.

FONTOS! A röntgenszoba látogatása után ne folyamodjon semmilyen orvosi eljáráshoz, és ne alkalmazzon orvosi módszereket.

Bármennyire is negatívak az egykor felfedezett röntgensugarak tulajdonságai, használatuk előnyei messze meghaladják a károkat. Az egészségügyi intézményekben az átvilágítási eljárást gyorsan és minimális dózisokkal hajtják végre.

RÖNTG-SUGÁRZÁS

röntgensugárzás az elektromágneses spektrum gamma és ultraibolya sugárzás közötti tartományát foglalja el, és 10 -14 és 10 -7 m közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzás. 5 x 10 -12 és 2,5 x 10 -10 közötti hullámhosszú röntgensugárzást használnak az orvostudományban m, azaz 0,05 - 2,5 angström, és valójában a röntgendiagnosztikában - 0,1 angström. A sugárzás kvantumokból (fotonokból) álló áramlat, amely egyenes vonalban, fénysebességgel (300 000 km/s) terjed. Ezeknek a kvantumoknak nincs elektromos töltésük. A kvantum tömege az atomi tömegegység jelentéktelen része.

Kvantum energia Joule-ban (J) mérik, de a gyakorlatban gyakran használnak rendszeren kívüli egységet "elektron volt" (eV) . Egy elektronvolt az az energia, amelyre egy elektron akkor jut, amikor egy elektromos térben 1 voltos potenciálkülönbségen halad át. 1 eV \u003d 1,6 10 ~ 19 J. A származékok egy kiloelektron volt (keV), amely ezer eV, és egy megaelektronvolt (MeV), amely egy millió eV.

A röntgensugarakat röntgencsövek, lineáris gyorsítók és betatronok segítségével készítik. A röntgencsőben a katód és a célanód közötti potenciálkülönbség (tíz kilovolt) felgyorsítja az anódot bombázó elektronokat. Röntgensugárzás akkor keletkezik, amikor a gyors elektronok lelassulnak az anódanyag atomjainak elektromos mezőjében (bremsstrahlung) vagy az atomok belső héjának átrendezésekor (jellemző sugárzás) . Jellegzetes röntgenfelvételek diszkrét jellegű, és akkor fordul elő, amikor az anódanyag atomjainak elektronjai külső elektronok vagy sugárzási kvantumok hatására egyik energiaszintről a másikra jutnak. Bremsstrahlung röntgen folytonos spektruma van a röntgencső anódfeszültségétől függően. Az anód anyagában lelassulva az elektronok energiájuk nagy részét az anód melegítésére fordítják (99%), és csak egy kis része (1%) alakul át röntgenenergiává. A röntgendiagnosztikában leggyakrabban a bremsstrahlungot alkalmazzák.

A röntgensugárzás alapvető tulajdonságai minden elektromágneses sugárzásra jellemzőek, de van néhány jellemző. A röntgensugarak a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:

- láthatatlanság - az emberi retina érzékeny sejtjei nem reagálnak a röntgensugárzásra, mivel hullámhosszuk ezerszer kisebb, mint a látható fényé;

- egyenes vonalú terjedés - a sugarak megtörnek, polarizálódnak (egy bizonyos síkban terjednek) és elhajlanak, mint a látható fény. A törésmutató nagyon kevéssé különbözik az egységtől;

- átütő erő - jelentős abszorpció nélkül áthatolnak a látható fény számára átlátszatlan anyag jelentős rétegein. Minél rövidebb a hullámhossz, annál nagyobb a röntgensugárzás áthatoló ereje;

- nedvszívó képesség - képes felszívódni a szervezet szöveteibe, ez az alapja minden röntgendiagnosztikának. A felszívódási képesség a szövetek fajsúlyától függ (minél több, annál nagyobb a felszívódás); a tárgy vastagságán; a sugárzás keménységére;

- fényképészeti akció - lebontja az ezüst-halogenid vegyületeket, beleértve a fényképészeti emulziókban található vegyületeket is, ami lehetővé teszi a röntgensugarak készítését;

- lumineszcens hatás - számos kémiai vegyület (foszfor) lumineszcenciáját idézik elő, ez a röntgensugárzás átviteli technikájának alapja. A ragyogás intenzitása a fluoreszcens anyag szerkezetétől, mennyiségétől és a röntgensugarak forrásától való távolságától függ. A foszforokat nem csak a vizsgált tárgyak fluoroszkópos képernyőn történő képének elkészítésére használják, hanem a radiográfiában is, ahol lehetővé teszik egy kazettában lévő radiográfiai film sugárterhelésének növelését az erősítő képernyők, a amelynek felületi rétege fluoreszkáló anyagokból áll;

- ionizációs hatás - képesek semleges atomok bomlását pozitív és negatív töltésű részecskékké előidézni, ezen alapul a dozimetria. Bármely közeg ionizációjának hatása a pozitív és negatív ionok, valamint az anyag semleges atomjaiból és molekuláiból származó szabad elektronok képződése. A röntgenszoba levegőjének ionizációja a röntgencső működése során a levegő elektromos vezetőképességének növekedéséhez, az irodai tárgyak statikus elektromos töltéseinek növekedéséhez vezet. Az ilyen nemkívánatos hatások kiküszöbölése érdekében a röntgen helyiségekben kényszerű befúvó és elszívó szellőztetést biztosítanak;

- biológiai hatás - hatást gyakorolnak biológiai tárgyakra, ez a hatás a legtöbb esetben káros;

- fordított négyzettörvény - pontszerű röntgensugárforrás esetén az intenzitás a forrástól való távolság négyzetével arányosan csökken.

A röntgensugárzás (a röntgensugárzás szinonimája) széles hullámhossz-tartományú (8·10-6 és 10-12 cm között). Röntgensugárzás akkor következik be, amikor a töltött részecskék, leggyakrabban az elektronok, lelassulnak az anyag atomjainak elektromos mezőjében. A keletkező kvantumok különböző energiájúak, és folytonos spektrumot alkotnak. A maximális fotonenergia egy ilyen spektrumban megegyezik a beeső elektronok energiájával. Ebben (lásd) a röntgenkvantumok kiloelektron-voltban kifejezett maximális energiája számszerűen megegyezik a csőre adott feszültség kilovoltban kifejezett nagyságával. Amikor áthaladnak egy anyagon, a röntgensugarak kölcsönhatásba lépnek az atomjainak elektronjaival. A 100 keV-ig terjedő energiájú röntgenkvantumok esetében a kölcsönhatás legjellemzőbb típusa a fotoelektromos hatás. Egy ilyen kölcsönhatás eredményeként a kvantumenergiát teljesen arra fordítják, hogy kihúzzanak egy elektront az atomi héjból, és kinetikus energiát adnak neki. A röntgenkvantum energiájának növekedésével a fotoelektromos hatás valószínűsége csökken, és a kvantumoknak a szabad elektronokon való szóródásának folyamata, az úgynevezett Compton-effektus válik uralkodóvá. Egy ilyen kölcsönhatás eredményeként egy másodlagos elektron is keletkezik, és emellett egy olyan kvantum is kirepül, amelynek energiája kisebb, mint az elsődleges kvantum energiája. Ha egy röntgenkvantum energiája meghaladja az egy megaelektronvoltot, akkor létrejöhet az úgynevezett párosítási effektus, amelyben elektron és pozitron keletkezik (lásd). Következésképpen egy anyagon való áthaladáskor a röntgensugárzás energiája csökken, azaz csökken az intenzitása. Mivel az alacsony energiájú kvantumok abszorpciója nagyobb valószínűséggel történik, a röntgensugárzás nagyobb energiájú kvantumokkal gazdagodik. A röntgensugárzásnak ezt a tulajdonságát a kvantumok átlagos energiájának növelésére, azaz merevségének növelésére használják. A röntgensugárzás keménységének növelése speciális szűrők segítségével érhető el (lásd). A röntgensugárzást röntgendiagnosztikára használják (lásd) és (lásd). Lásd még: Ionizáló sugárzás.

Röntgensugárzás (szinonimája: röntgensugarak, röntgensugarak) - 250-0,025 A hullámhosszú (vagy 5 10 -2 és 5 10 2 keV közötti energiakvantumok) elektromágneses kvantumsugárzás. 1895-ben V. K. Roentgen fedezte fel. Az elektromágneses sugárzásnak a röntgensugárzással szomszédos spektrális tartományát, amelynek energiakvantumjai meghaladják az 500 keV-ot, gamma-sugárzásnak nevezzük (lásd); Az a sugárzás, amelynek energiakvantumjai 0,05 keV alatt vannak, ultraibolya sugárzás (lásd).

Így az elektromágneses sugárzás hatalmas spektrumának viszonylag kis részét képviselve, amely magában foglalja mind a rádióhullámokat, mind a látható fényt, a röntgensugárzás, mint minden elektromágneses sugárzás, fénysebességgel terjed (kb. 300 ezer km/s vákuumban). ) és egy λ hullámhossz (az a távolság, amelyen keresztül a sugárzás egy rezgésperiódusban terjed). A röntgensugárzásnak számos egyéb hullámtulajdonsága is van (törés, interferencia, diffrakció), de ezeket sokkal nehezebb megfigyelni, mint a hosszabb hullámhosszú sugárzásoknál: látható fény, rádióhullámok.

Röntgen-spektrumok: a1 - folytonos bremsstrahlung spektrum 310 kV-on; a - folyamatos bremsstrahlung spektrum 250 kV-on, a1 - 1 mm Cu-val szűrt spektrum, a2 - 2 mm Cu-val szűrt spektrum, b - Volfrámvezeték K-sorozata.

A röntgensugarak előállításához röntgencsöveket használnak (lásd), amelyekben sugárzás keletkezik, amikor a gyors elektronok kölcsönhatásba lépnek az anódanyag atomjaival. A röntgensugárzásnak két típusa van: bremsstrahlung és karakterisztikus. A Bremsstrahlung röntgensugárzás, amelynek folytonos spektruma van, hasonló a közönséges fehér fényhez. Az intenzitás hullámhossztól függő eloszlását (ábra) egy maximummal rendelkező görbe ábrázolja; a hosszú hullámok irányában a görbe enyhén esik, a rövid hullámok irányában pedig meredeken, és egy bizonyos hullámhosszon (λ0) leszakad, amit a folytonos spektrum rövid hullámhossz határának nevezünk. A λ0 értéke fordítottan arányos a cső feszültségével. A Bremsstrahlung a gyors elektronok és az atommagok kölcsönhatásából adódik. A bremsstrahlung intenzitás egyenesen arányos az anódáram erősségével, a csőfeszültség négyzetével és az anód anyagának rendszámával (Z).

Ha a röntgencsőben felgyorsított elektronok energiája meghaladja az anódanyagra vonatkozó kritikus értéket (ezt az energiát a Vcr csőfeszültség határozza meg, amely ennek az anyagnak kritikus), akkor karakterisztikus sugárzás lép fel. A karakterisztikus spektrum vonal, spektrális vonalai sorozatot alkotnak, amelyet K, L, M, N betűkkel jelölünk.

A K sorozat a legrövidebb hullámhosszú, az L sorozat a hosszabb hullámhosszú, az M és N sorozat csak nehéz elemekben figyelhető meg (a volfrám Vcr a K sorozatánál 69,3 kv, az L sorozatnál - 12,1 kv). A jellemző sugárzás a következőképpen jön létre. A gyors elektronok kiütik az atomi elektronokat a belső héjból. Az atom gerjesztődik, majd visszatér az alapállapotba. Ilyenkor a külső, kevésbé kötött héjak elektronjai kitöltik a belső héjakban felszabaduló tereket, és a gerjesztett és alapállapotú atom energiáinak különbségével megegyező energiájú karakterisztikus sugárzású fotonok bocsátanak ki. Ennek a különbségnek (és így a foton energiájának) van egy bizonyos értéke, amely minden elemre jellemző. Ez a jelenség az elemek röntgen-spektrumanalízisének hátterében. Az ábra a volfrám vonalspektrumát mutatja a folytonos fékezési spektrum hátterében.

A röntgencsőben felgyorsított elektronok energiája szinte teljes egészében hőenergiává alakul (ilyenkor az anód erősen felmelegszik), ennek csak jelentéktelen része (100 kV-hoz közeli feszültségnél kb. 1%) alakul át bremsstrahlung energiává. .

A röntgensugarak alkalmazása az orvostudományban a röntgensugárzás anyag általi abszorpciójának törvényein alapul. A röntgensugárzás abszorpciója teljesen független az abszorber anyag optikai tulajdonságaitól. A röntgenszobákban dolgozók védelmére használt színtelen és átlátszó ólomüveg szinte teljesen elnyeli a röntgensugárzást. Ezzel szemben a fénynek nem átlátszó papírlap nem gyengíti a röntgensugárzást.

A homogén (azaz egy bizonyos hullámhosszúságú) röntgensugár intenzitása egy abszorberrétegen áthaladva exponenciális törvény (e-x) szerint csökken, ahol e a természetes logaritmusok alapja (2,718), és az x kitevő egyenlő a tömegcsillapítási együttható (μ / p) cm 2 /g per abszorber vastagság szorzata g / cm 2 -ben (itt p az anyag sűrűsége g / cm 3 -ben). A röntgensugárzást a szórás és az abszorpció is gyengíti. Ennek megfelelően a tömegcsillapítási együttható a tömegelnyelési és szórási együtthatók összege. A tömegabszorpciós együttható meredeken növekszik az abszorber atomszámának (Z) növekedésével (arányos a Z3-mal vagy Z5-tel) és a hullámhossz növekedésével (arányos a λ3-mal). Ez a hullámhossztól való függés az abszorpciós sávokon belül figyelhető meg, amelyek határain az együttható ugrásokat mutat.

A tömegszórási együttható az anyag atomszámának növekedésével növekszik. λ≥0,3Å esetén a szórási együttható nem függ a hullámhossztól, λ esetén<0,ЗÅ он уменьшается с уменьшением λ.

Az abszorpciós és szórási együtthatók csökkenése a csökkenő hullámhossz mellett a röntgensugárzás áthatoló erejének növekedését okozza. A csontok tömegabszorpciós együtthatója [a felszívódás főként a Ca 3 (PO 4) 2 -nek köszönhető] csaknem 70-szer nagyobb, mint a lágyszöveteknél, ahol a felszívódás főként a víznek köszönhető. Ez megmagyarázza, hogy a csontok árnyéka miért tűnik ki olyan élesen a röntgenfelvételeken a lágy szövetek hátterében.

Az inhomogén röntgensugár bármilyen közegen keresztül történő terjedése az intenzitás csökkenésével együtt a spektrális összetétel változásával, a sugárzás minőségének megváltozásával jár: a spektrum hosszúhullámú része abszorbeálódik a rövidhullámú résznél nagyobb mértékben egyenletesebbé válik a sugárzás. A spektrum hosszú hullámhosszú részének kiszűrése lehetővé teszi a mély és a felszíni dózisok arányának javítását az emberi test mélyén elhelyezkedő gócok röntgenterápia során (lásd röntgenszűrők). Az inhomogén röntgensugár minőségének jellemzésére a "fél csillapítási réteg (L)" fogalmát használják - egy anyagréteg, amely felére csillapítja a sugárzást. Ennek a rétegnek a vastagsága a cső feszültségétől, a szűrő vastagságától és anyagától függ. A fél csillapítási rétegek mérésére celofánt (12 keV energiáig), alumíniumot (20-100 keV), rezet (60-300 keV), ólmot és rezet (>300 keV) használnak. A 80-120 kV feszültségen generált röntgensugárzásnál 1 mm réz szűrőképességében 26 mm alumíniumnak, 1 mm ólom 50,9 mm alumíniumnak felel meg.

A röntgensugarak abszorpciója és szórása korpuszkuláris tulajdonságainak köszönhető; A röntgensugarak kölcsönhatásba lépnek az atomokkal, mint a részecskék (részecskék) - fotonok áramlása, amelyek mindegyikének van egy bizonyos energiája (fordítva arányos a röntgen hullámhosszával). A röntgenfotonok energiatartománya 0,05-500 keV.

A röntgensugárzás abszorpciója a fotoelektromos hatásnak köszönhető: a foton elektronhéj általi abszorpciója egy elektron kilökődésével jár együtt. Az atom gerjesztődik, és az alapállapotba visszatérve jellegzetes sugárzást bocsát ki. A kibocsátott fotoelektron a foton összes energiáját elviszi (levonva az atomban lévő elektron kötési energiáját).

A röntgensugárzás szórása a szóróközeg elektronjainak köszönhető. Létezik klasszikus szórás (a sugárzás hullámhossza nem változik, de a terjedés iránya) és a hullámhossz változással járó szórás - a Compton-effektus (a szórt sugárzás hullámhossza nagyobb, mint a beesőé). Ez utóbbi esetben a foton úgy viselkedik, mint egy mozgó labda, és a fotonok szóródása Comnton képletes kifejezése szerint úgy történik, mint a fotonokkal és elektronokkal való biliárdozás: az elektronnal ütközve a foton átadja neki energiájának egy részét. és szór, mivel már kevesebb energiája van (illetve a szórt sugárzás hullámhossza megnő), az elektron visszarúgási energiával repül ki az atomból (ezeket az elektronokat Compton elektronoknak, vagy visszarúgás elektronoknak nevezzük). A röntgenenergia abszorpciója a másodlagos elektronok (Compton és fotoelektronok) képződése és az ezekhez való energiaátvitel során történik. Az anyag egységnyi tömegére átvitt röntgensugárzás energiája határozza meg a röntgensugárzás elnyelt dózisát. Ennek a dózisnak az egysége 1 rad 100 erg/g-nak felel meg. Az abszorber anyagában elnyelt energia miatt számos másodlagos folyamat játszódik le, amelyek a röntgendozimetria szempontjából fontosak, hiszen ezeken alapulnak a röntgen mérési módszerek. (lásd Dozimetria).

Minden gáz és sok folyadék, félvezető és dielektrikum a röntgensugárzás hatására növeli az elektromos vezetőképességet. A vezetőképességet a legjobb szigetelőanyagok találják meg: paraffin, csillám, gumi, borostyán. A vezetőképesség változása a közeg ionizációjának, azaz a semleges molekulák pozitív és negatív ionokra való szétválásának köszönhető (az ionizációt a másodlagos elektronok állítják elő). A levegőben történő ionizációt a röntgensugárzás (levegőben lévő dózis) expozíciós dózisának meghatározására használják, amelyet röntgenekben mérnek (lásd: Ionizáló sugárzás dózisai). 1 r dózisnál a levegőben elnyelt dózis 0,88 rad.

Röntgensugárzás hatására egy anyag molekuláinak gerjesztése következtében (és az ionok rekombinációja során) sok esetben az anyag látható fénye gerjesztődik. Nagy intenzitású röntgensugárzásnál a levegő, a papír, a paraffin stb. látható izzása figyelhető meg (a fémek kivételt képeznek). A látható fény legnagyobb hozamát olyan kristályos foszforok adják, mint a Zn·CdS·Ag-foszfor és mások, amelyeket a fluoroszkópiás képernyőkhöz használnak.

A röntgen hatására különböző kémiai folyamatok is lejátszódhatnak egy anyagban: ezüsthalogenidek bomlása (röntgenben használt fényképészeti hatás), víz és hidrogén-peroxid vizes oldatának bomlása, celluloid tulajdonságai (homályosodás és kámfor felszabadulása), paraffin (homályosodás és fehéredés) .

A teljes átalakulás eredményeként a kémiailag inert anyag által elnyelt összes röntgenenergia hővé alakul. Nagyon kis mennyiségű hő mérése rendkívül érzékeny módszereket igényel, de ez a fő módszer a röntgensugárzás abszolút mérésére.

A röntgensugárzás másodlagos biológiai hatásai az orvosi sugárterápia alapját képezik (lásd). A röntgensugárzást, amelynek kvantuma 6-16 keV (effektív hullámhossz 2-5 Å), szinte teljesen elnyeli az emberi test szövetének bőrrétege; határsugaraknak, vagy néha Bucca sugaraknak nevezik (lásd Bucca sugarak). Mélyröntgenterápiához keményszűrt sugárzást használnak 100-300 keV hatékony energiakvantumokkal.

A röntgensugárzás biológiai hatását nemcsak a röntgenterápia, hanem a röntgendiagnosztika során is figyelembe kell venni, valamint minden egyéb olyan röntgensugárzással való érintkezés esetén, amely sugárvédelem alkalmazását igényli ( lát).