V roku 1895 objavil nemecký fyzik W. Roentgen nový, dovtedy neznámy typ elektromagnetického žiarenia, ktorý dostal na počesť svojho objaviteľa názov röntgenové. W. Roentgen sa stal autorom svojho objavu ako 50-ročný, zastával post rektora univerzity vo Würzburgu a mal povesť jedného z najlepších experimentátorov svojej doby. Jedným z prvých, ktorí našli technickú aplikáciu pre Roentgenov objav, bol Američan Edison. Vytvoril šikovnú demonštračnú aparatúru a už v máji 1896 zorganizoval v New Yorku röntgenovú výstavu, kde si návštevníci mohli pozrieť vlastnú ruku na svietiacom plátne. Po tom, čo Edisonov asistent zomrel na ťažké popáleniny, ktoré utrpel pri neustálych demonštráciách, vynálezca zastavil ďalšie experimenty s röntgenovými lúčmi.

Röntgenové žiarenie sa začalo používať v medicíne pre jeho vysokú prenikavú silu. Spočiatku sa röntgenové lúče používali na vyšetrenie zlomenín kostí a lokalizáciu cudzích telies v ľudskom tele. V súčasnosti existuje niekoľko metód založených na röntgenových lúčoch. Ale tieto metódy majú svoje nevýhody: žiarenie môže spôsobiť hlboké poškodenie kože. Objavujúce sa vredy sa často zmenili na rakovinu. V mnohých prípadoch museli byť prsty alebo ruky amputované. Fluoroskopia(synonymum translucencia) je jednou z hlavných metód RTG vyšetrenia, ktoré spočíva v získaní plošného pozitívneho obrazu skúmaného objektu na priesvitnom (fluorescenčnom) plátne. Počas skiaskopie je subjekt medzi priesvitnou obrazovkou a röntgenovou trubicou. Na moderných röntgenových priesvitných obrazovkách sa obraz objaví v okamihu zapnutia röntgenovej trubice a zmizne ihneď po jej vypnutí. Fluoroskopia umožňuje študovať funkciu orgánu - pulzáciu srdca, dýchacie pohyby rebier, pľúc, bránice, peristaltiku tráviaceho traktu atď. Fluoroskopia sa využíva pri liečbe ochorení žalúdka, tráviaceho traktu, dvanástnika, ochorení pečene, žlčníka a žlčových ciest. Lekárska sonda a manipulátory sú zároveň zavedené bez poškodenia tkaniva a akcie počas operácie sú kontrolované skiaskopiou a sú viditeľné na monitore.
Rádiografia - metóda RTG diagnostiky s registráciou fixného obrazu na fotocitlivom materiáli - špeciálna. fotografický film (röntgenový film) alebo fotografický papier s následným spracovaním fotografie; Pri digitálnej rádiografii je obraz fixovaný v pamäti počítača. Vykonáva sa na RTG diagnostických prístrojoch – stacionárnych, inštalovaných v špeciálne vybavených RTG miestnostiach, alebo mobilných a prenosných – pri lôžku pacienta alebo na operačnej sále. Na röntgenových snímkach sú prvky štruktúr rôznych orgánov zobrazené oveľa jasnejšie ako na fluorescenčnej obrazovke. Rádiografia sa vykonáva s cieľom odhaliť a predchádzať rôznym chorobám, jej hlavným cieľom je pomôcť lekárom rôznych špecialít správne a rýchlo stanoviť diagnózu. Röntgenová snímka zachytáva stav orgánu alebo tkaniva iba v čase expozície. Jediný röntgenový snímok však zachytáva iba anatomické zmeny v určitom okamihu, dáva statiku procesu; prostredníctvom série röntgenových snímok zhotovených v určitých intervaloch je možné študovať dynamiku procesu, to znamená funkčné zmeny. Tomografia. Slovo tomografia možno preložiť z gréčtiny ako výrez obrazu. To znamená, že účelom tomografie je získať vrstvený obraz vnútornej štruktúry predmetu štúdia. Počítačová tomografia sa vyznačuje vysokým rozlíšením, ktoré umožňuje rozlíšiť jemné zmeny v mäkkých tkanivách. CT umožňuje odhaliť také patologické procesy, ktoré nie je možné zistiť inými metódami. Okrem toho použitie CT umožňuje znížiť dávku röntgenového žiarenia, ktoré pacienti dostanú počas diagnostického procesu.
Fluorografia- diagnostická metóda, ktorá umožňuje získať obraz orgánov a tkanív, bola vyvinutá na konci 20. storočia, rok po objavení röntgenových lúčov. Na obrázkoch môžete vidieť sklerózu, fibrózu, cudzie predmety, novotvary, zápaly, ktoré majú vyvinutý stupeň, prítomnosť plynov a infiltrátov v dutinách, abscesy, cysty a pod. Najčastejšie sa vykonáva röntgenové vyšetrenie hrudníka, ktoré umožňuje zistiť tuberkulózu, malígny nádor v pľúcach alebo hrudníku a iné patológie.
Röntgenová terapia- Ide o modernú metódu, s ktorou sa vykonáva liečba určitých patológií kĺbov. Hlavné smery liečby ortopedických ochorení touto metódou sú: Chronické. Zápalové procesy kĺbov (artritída, polyartritída); Degeneratívne (osteoartritída, osteochondróza, deformujúca sa spondylóza). Účel rádioterapie je inhibícia vitálnej aktivity buniek patologicky zmenených tkanív alebo ich úplná deštrukcia. Pri nenádorových ochoreniach je röntgenová terapia zameraná na potlačenie zápalovej reakcie, inhibíciu proliferatívnych procesov, zníženie citlivosti na bolesť a sekrečnú aktivitu žliaz. Treba mať na pamäti, že najcitlivejšie na röntgenové žiarenie sú pohlavné žľazy, krvotvorné orgány, leukocyty a bunky malígnych nádorov. Dávka žiarenia sa v každom prípade určuje individuálne.

Za objav röntgenového žiarenia dostal Roentgen v roku 1901 prvú Nobelovu cenu za fyziku a Nobelov výbor zdôraznil praktický význam jeho objavu.
Röntgenové žiarenie je teda neviditeľné elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou 105 - 102 nm. Röntgenové lúče môžu preniknúť do niektorých materiálov, ktoré sú nepriepustné pre viditeľné svetlo. Vyžarujú sa pri spomaľovaní rýchlych elektrónov v hmote (spojité spektrum) a pri prechodoch elektrónov z vonkajších elektrónových obalov atómu do vnútorných (lineárne spektrum). Zdrojmi röntgenového žiarenia sú: röntgenová trubica, niektoré rádioaktívne izotopy, urýchľovače a akumulátory elektrónov (synchrotrónové žiarenie). Prijímače - film, luminiscenčné obrazovky, detektory jadrového žiarenia. Röntgenové lúče sa používajú v röntgenovej difrakčnej analýze, medicíne, detekcii chýb, röntgenovej spektrálnej analýze atď.

Stručný popis röntgenového žiarenia

Röntgenové žiarenie je elektromagnetické vlnenie (tok kvánt, fotónov), ktorého energia sa nachádza na energetickej škále medzi ultrafialovým žiarením a gama žiarením (obr. 2-1). Röntgenové fotóny majú energie od 100 eV do 250 keV, čo zodpovedá žiareniu s frekvenciou 3×10 16 Hz až 6×10 19 Hz a vlnovou dĺžkou 0,005–10 nm. Elektromagnetické spektrá röntgenových a gama lúčov sa do značnej miery prekrývajú.

Ryža. 2-1. Stupnica elektromagnetického žiarenia

Hlavným rozdielom medzi týmito dvoma typmi žiarenia je spôsob, akým sa vyskytujú. Röntgenové lúče sa získavajú za účasti elektrónov (napríklad pri spomalení ich toku) a gama lúčov - s rádioaktívnym rozpadom jadier niektorých prvkov.

Röntgenové žiarenie môže vznikať pri spomaľovaní zrýchleného toku nabitých častíc (tzv. brzdné žiarenie) alebo pri vysokoenergetických prechodoch v elektrónových obaloch atómov (charakteristické žiarenie). Lekárske prístroje používajú na generovanie röntgenových lúčov röntgenové trubice (obrázok 2-2). Ich hlavnými komponentmi sú katóda a masívna anóda. Elektróny emitované v dôsledku rozdielu elektrického potenciálu medzi anódou a katódou sú zrýchlené, dosiahnu anódu pri zrážke s materiálom, ktorého sú spomalené. V dôsledku toho sa vytvárajú brzdné röntgenové lúče. Pri zrážke elektrónov s anódou nastáva aj druhý proces – elektróny sú vyrazené z elektrónových obalov atómov anódy. Ich miesta sú obsadené elektrónmi z iných obalov atómu. Pri tomto procese vzniká druhý typ röntgenového žiarenia – takzvané charakteristické röntgenové žiarenie, ktorého spektrum do značnej miery závisí od materiálu anódy. Anódy sa najčastejšie vyrábajú z molybdénu alebo volfrámu. Existujú špeciálne zariadenia na zaostrovanie a filtrovanie röntgenových lúčov s cieľom zlepšiť výsledné snímky.

Ryža. 2-2. Schéma röntgenového zariadenia:

Vlastnosti röntgenových lúčov, ktoré predurčujú ich využitie v medicíne, sú penetračné, fluorescenčné a fotochemické účinky. Prenikavá sila röntgenového žiarenia a jeho absorpcia tkanivami ľudského tela a umelými materiálmi sú najdôležitejšie vlastnosti, ktoré určujú ich využitie v radiačnej diagnostike. Čím kratšia je vlnová dĺžka, tým väčšia je penetračná sila röntgenového žiarenia.

Existujú "mäkké" röntgenové lúče s nízkou energiou a frekvenciou žiarenia (resp. s najväčšou vlnovou dĺžkou) a "tvrdé" röntgenové lúče s vysokou energiou fotónov a frekvenciou žiarenia, ktoré majú krátku vlnovú dĺžku. Vlnová dĺžka röntgenového žiarenia (resp. jeho „tuhosť“ a penetračná sila) závisí od veľkosti napätia aplikovaného na röntgenovú trubicu. Čím vyššie je napätie na trubici, tým väčšia je rýchlosť a energia toku elektrónov a tým kratšia vlnová dĺžka röntgenového žiarenia.

Pri interakcii röntgenového žiarenia prenikajúceho látkou v nej dochádza ku kvalitatívnym a kvantitatívnym zmenám. Stupeň absorpcie röntgenových lúčov tkanivami je rôzny a je určený hustotou a atómovou hmotnosťou prvkov, ktoré tvoria predmet. Čím vyššia je hustota a atómová hmotnosť látky, z ktorej sa skúmaný objekt (orgán) skladá, tým viac röntgenových lúčov sa absorbuje. Ľudské telo obsahuje tkanivá a orgány rôznej hustoty (pľúca, kosti, mäkké tkanivá atď.), čo vysvetľuje rozdielnu absorpciu röntgenového žiarenia. Vizualizácia vnútorných orgánov a štruktúr je založená na umelom alebo prirodzenom rozdiele v absorpcii röntgenového žiarenia rôznymi orgánmi a tkanivami.

Na registráciu žiarenia, ktoré prešlo telom, sa využíva jeho schopnosť spôsobiť fluorescenciu určitých zlúčenín a fotochemicky pôsobiť na film. Na tento účel sa používajú špeciálne obrazovky na fluoroskopiu a fotografické filmy na rádiografiu. V moderných röntgenových prístrojoch sa na registráciu zoslabeného žiarenia používajú špeciálne systémy digitálnych elektronických detektorov – digitálne elektronické panely. V tomto prípade sa röntgenové metódy nazývajú digitálne.

Kvôli biologickým účinkom röntgenového žiarenia je nevyhnutné počas vyšetrenia pacienta chrániť. Toto je dosiahnuté

čo najkratší expozičný čas, nahradenie skiaskopie rádiografiou, prísne odôvodnené používanie ionizačných metód, ochrana tienením pacienta a personálu pred ožiarením.

Stručný popis röntgenového žiarenia - pojem a typy. Klasifikácia a vlastnosti kategórie "Stručné charakteristiky röntgenového žiarenia" 2017, 2018.

Nemeckého vedca Wilhelma Conrada Roentgena možno právom považovať za zakladateľa rádiografie a objaviteľa kľúčových vlastností röntgenového žiarenia.

Potom v roku 1895 ani len netušil o šírke použitia a popularite ním objaveného röntgenového žiarenia, hoci už vtedy vyvolalo vo svete vedy široký ohlas.

Je nepravdepodobné, že by vynálezca mohol tušiť, aký úžitok alebo škodu prinesie ovocie jeho činnosti. Dnes sa však pokúsime zistiť, aký vplyv má tento druh žiarenia na ľudské telo.

• Röntgenové žiarenie je obdarené obrovskou prenikavou silou, ktorá však závisí od vlnovej dĺžky a hustoty ožarovaného materiálu;
• pod vplyvom žiarenia začnú niektoré predmety svietiť;
• röntgen ovplyvňuje živé bytosti;
• vďaka röntgenovému žiareniu začnú prebiehať niektoré biochemické reakcie;
• Röntgenový lúč môže odobrať elektróny z niektorých atómov a tým ich ionizovať.

Dokonca aj samotný vynálezca sa v prvom rade zaoberal otázkou, čo presne sú lúče, ktoré objavil.

Po vykonaní série experimentálnych štúdií vedec zistil, že röntgenové lúče sú stredné vlny medzi ultrafialovým a gama žiarením, ktorých dĺžka je 10 -8 cm.

Vlastnosti röntgenového lúča, ktoré sú uvedené vyššie, majú deštruktívne vlastnosti, ale to nebráni ich použitiu na užitočné účely.

Kde teda v modernom svete možno použiť röntgenové lúče?

1. Môžu byť použité na štúdium vlastností mnohých molekúl a kryštalických útvarov.
2. Na detekciu chýb, to znamená na kontrolu defektov priemyselných dielov a zariadení.
3. V lekárskom priemysle a terapeutickom výskume.

Vďaka krátkym dĺžkam celého rozsahu týchto vĺn a ich jedinečným vlastnostiam bola možná najdôležitejšia aplikácia žiarenia objaveného Wilhelmom Roentgenom.

Keďže téma nášho článku je obmedzená na vplyv röntgenových lúčov na ľudské telo, ktoré sa s nimi stretáva iba pri návšteve nemocnice, budeme brať do úvahy iba túto oblasť použitia.

Vedec, ktorý vynašiel röntgenové lúče, z nich urobil neoceniteľný dar pre celú populáciu Zeme, pretože svojho potomka si nedal patentovať na ďalšie využitie.

Od prvej svetovej vojny zachránili prenosné röntgenové prístroje stovky zranených životov. Dnes majú röntgenové lúče dve hlavné aplikácie:

1. Diagnóza s tým.

Röntgenová diagnostika sa používa v rôznych možnostiach:

• Röntgenové žiarenie alebo presvetlenie;
• röntgen alebo fotografia;
• fluorografická štúdia;
• tomografia pomocou röntgenových lúčov.

Teraz musíme pochopiť, ako sa tieto metódy navzájom líšia:

1. Prvá metóda predpokladá, že subjekt sa nachádza medzi špeciálnou obrazovkou s fluorescenčnou vlastnosťou a röntgenovou trubicou. Lekár na základe individuálnych charakteristík vyberie potrebnú silu lúčov a na obrazovke dostane obraz kostí a vnútorných orgánov.
2. Pri druhej metóde sa pacient umiestni na špeciálny röntgenový film v kazete. V tomto prípade je zariadenie umiestnené nad osobou. Táto technika umožňuje získať obrázok v negatíve, ale s jemnejšími detailmi ako pri skiaskopii.
3. Hromadné vyšetrenia populácie na pľúcne ochorenia umožňujú fluorografiu. V čase zákroku sa obraz prenesie z veľkého monitora na špeciálny film.
4. Tomografia vám umožňuje získať obrázky vnútorných orgánov v niekoľkých sekciách. Urobí sa celý rad snímok, ktoré sa ďalej označujú ako tomogram.
5. Ak k predchádzajúcej metóde pripojíte pomoc počítača, špecializované programy vytvoria úplný obraz vytvorený pomocou röntgenového skenera.

Všetky tieto metódy diagnostiky zdravotných problémov sú založené na jedinečnej vlastnosti röntgenového žiarenia rozsvietiť fotografický film. Zároveň je rozdielna penetračná schopnosť inertných a iných tkanív nášho tela, čo je zobrazené na obrázku.

Po objavení ďalšej vlastnosti röntgenového žiarenia ovplyvňovať tkanivá z biologického hľadiska sa táto vlastnosť začala aktívne využívať v terapii nádorov.

Bunky, najmä zhubné, sa veľmi rýchlo delia a ionizačná vlastnosť žiarenia priaznivo ovplyvňuje terapeutickú terapiu a spomaľuje rast nádorov.

No druhou stranou mince je negatívny vplyv röntgenového žiarenia na bunky krvotvorného, ​​endokrinného a imunitného systému, ktoré sa tiež rýchlo delia. V dôsledku negatívneho vplyvu röntgenového žiarenia sa prejavuje choroba z ožiarenia.

Vplyv röntgenových lúčov na ľudské telo

Doslova okamžite po takom hlasnom objave vo vedeckom svete sa zistilo, že röntgenové lúče môžu ovplyvniť ľudské telo:

1. V priebehu výskumu vlastností röntgenových lúčov sa ukázalo, že sú schopné spôsobiť popáleniny na koži. Veľmi podobné termickým. Hĺbka lézie však bola oveľa väčšia ako domáce zranenia a horšie sa hojili. Mnohí vedci zaoberajúci sa týmito zákernými žiareniami prišli o prsty.
2. Pokusom a omylom sa zistilo, že ak skrátite čas a vinič obdarovania, môžete sa vyhnúť popáleninám. Neskôr sa začali používať olovené obrazovky a diaľková metóda ožarovania pacientov.
3. Dlhodobá perspektíva škodlivosti lúčov ukazuje, že zmeny v zložení krvi po ožiarení vedú k leukémii a predčasnému starnutiu.
4. Stupeň závažnosti vplyvu röntgenových lúčov na ľudské telo priamo závisí od ožiareného orgánu. Takže pri röntgenových snímkach malej panvy sa môže vyskytnúť neplodnosť a pri diagnostike hematopoetických orgánov - ochorenia krvi.
5. Dokonca aj tie najnevýznamnejšie expozície, ale počas dlhého časového obdobia, môžu viesť k zmenám na genetickej úrovni.

Samozrejme, všetky štúdie boli vykonané na zvieratách, ale vedci dokázali, že patologické zmeny sa budú týkať aj ľudí.

DÔLEŽITÉ! Na základe získaných údajov boli vypracované štandardy röntgenovej expozície, ktoré sú jednotné na celom svete.

Dávky röntgenových lúčov na diagnostiku

Asi každého, kto odchádza z ordinácie po röntgene, zaujíma, ako tento zákrok ovplyvní jeho budúce zdravie?

Radiačná záťaž v prírode tiež existuje a stretávame sa s ňou denne. Aby sme ľahšie pochopili, ako röntgenové lúče ovplyvňujú naše telo, porovnávame tento postup s prijímaným prirodzeným žiarením:

• na röntgenovom snímku hrudníka dostane osoba dávku žiarenia ekvivalentnú 10 dňom expozície pozadia a žalúdok alebo črevá - 3 roky;
• tomogram brušnej dutiny alebo celého tela na počítači - ekvivalent 3 rokov žiarenia;
• vyšetrenie na RTG hrudníka - 3 mesiace;
• končatiny sú ožarované, prakticky bez poškodenia zdravia;
• zubný röntgen vďaka presnému smeru lúča lúča a minimálnej dobe expozície tiež nie je nebezpečný.

DÔLEŽITÉ! Napriek tomu, že uvedené údaje, akokoľvek odstrašujúco znie, spĺňajú medzinárodné požiadavky. Pacient má však plné právo požiadať o dodatočné prostriedky ochrany v prípade silného strachu o svoje blaho.

Každý z nás sa stretáva s röntgenovým vyšetrením a nie raz. Jednou kategóriou ľudí mimo predpísaných procedúr sú však tehotné ženy.

Faktom je, že röntgenové lúče mimoriadne ovplyvňujú zdravie nenarodeného dieťaťa. Tieto vlny môžu spôsobiť vnútromaternicové malformácie v dôsledku účinku na chromozómy.

DÔLEŽITÉ! Najnebezpečnejším obdobím pre röntgenové lúče je tehotenstvo pred 16. týždňom. Počas tohto obdobia sú najzraniteľnejšie panvové, brušné a vertebrálne oblasti dieťaťa.

Keďže lekári na celom svete vedia o tejto negatívnej vlastnosti röntgenových lúčov, snažia sa vyhnúť ich predpisovaniu tehotným ženám.

Existujú však aj iné zdroje žiarenia, s ktorými sa tehotná žena môže stretnúť:

• mikroskopy poháňané elektrinou;
• farebné TV monitory.

Tie, ktoré sa pripravujú stať sa matkou, si musia uvedomiť nebezpečenstvo, ktoré na ne čaká. Počas laktácie röntgenové lúče nepredstavujú hrozbu pre telo dojčiacej matky a dieťa.

A čo po röntgene?

Aj tie najmenšie účinky röntgenového žiarenia možno minimalizovať dodržaním niekoľkých jednoduchých odporúčaní:

• ihneď po procedúre vypite mlieko. Ako viete, je schopný odstrániť žiarenie;
• suché biele víno alebo hroznová šťava má rovnaké vlastnosti;
• najprv je žiaduce jesť viac potravín obsahujúcich jód.

DÔLEŽITÉ! Po návšteve röntgenovej miestnosti by ste sa nemali uchýliť k žiadnym lekárskym postupom alebo používať lekárske metódy.

Bez ohľadu na to, aké negatívne sú vlastnosti raz objavených röntgenových lúčov, výhody ich použitia ďaleko prevažujú nad škodou. V zdravotníckych zariadeniach sa postup presvetlenia vykonáva rýchlo as minimálnymi dávkami.

RTG ŽIARENIE

röntgenového žiarenia zaberá oblasť elektromagnetického spektra medzi gama a ultrafialovým žiarením a je to elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou 10 -14 až 10 -7 m. Používa sa röntgenové žiarenie s vlnovou dĺžkou 5 x 10 -12 až 2,5 x 10 -10 v medicíne m, to znamená 0,05 - 2,5 angstromu a vlastne na RTG diagnostiku - 0,1 angstromu. Žiarenie je prúd kvánt (fotónov) šíriacich sa priamočiaro rýchlosťou svetla (300 000 km/s). Tieto kvantá nemajú elektrický náboj. Hmotnosť kvanta je nepodstatná časť atómovej hmotnostnej jednotky.

Kvantová energia merané v jouloch (J), ale v praxi často používajú mimosystémovú jednotku "elektrónvolt" (eV) . Jeden elektrónvolt je energia, ktorú jeden elektrón získa, keď prejde cez rozdiel potenciálov 1 volt v elektrickom poli. 1 eV \u003d 1,6 10 ~ 19 J. Deriváty sú kiloelektrónvolt (keV), ktorý sa rovná tisícom eV, a megaelektrónvolt (MeV), ktorý sa rovná miliónu eV.

Röntgenové lúče sa získavajú pomocou röntgenových trubíc, lineárnych urýchľovačov a betatrónov. V röntgenovej trubici potenciálny rozdiel medzi katódou a cieľovou anódou (desiatky kilovoltov) urýchľuje elektróny bombardujúce anódu. Röntgenové žiarenie vzniká pri spomaľovaní rýchlych elektrónov v elektrickom poli atómov anódovej látky (bremsstrahlung) alebo pri preskupovaní vnútorných obalov atómov (charakteristické žiarenie) . Charakteristické röntgenové lúče má diskrétny charakter a vzniká vtedy, keď elektróny atómov anódovej látky prechádzajú z jednej energetickej hladiny na druhú pod vplyvom vonkajších elektrónov alebo kvánt žiarenia. Bremsstrahlung X-ray má spojité spektrum v závislosti od anódového napätia na röntgenovej trubici. Pri spomaľovaní v materiáli anódy vynakladajú elektróny väčšinu svojej energie na ohrev anódy (99 %) a len malá časť (1 %) sa premení na energiu röntgenového žiarenia. V röntgenovej diagnostike sa najčastejšie využíva brzdné žiarenie.

Základné vlastnosti röntgenového žiarenia sú charakteristické pre všetko elektromagnetické žiarenie, existujú však niektoré znaky. Röntgenové lúče majú nasledujúce vlastnosti:

- neviditeľnosť - citlivé bunky ľudskej sietnice nereagujú na röntgenové žiarenie, pretože ich vlnová dĺžka je tisíckrát menšia ako vlnová dĺžka viditeľného svetla;

- priamočiare šírenie - lúče sa lámu, polarizujú (šíria sa v určitej rovine) a difraktujú, ako viditeľné svetlo. Index lomu sa veľmi málo líši od jednoty;

- prenikavú silu - prenikajú bez výraznej absorpcie cez výrazné vrstvy látky, ktorá je nepriepustná pre viditeľné svetlo. Čím kratšia je vlnová dĺžka, tým väčšia je penetračná sila röntgenových lúčov;

- nasiakavosť - majú schopnosť absorbovať sa tkanivami tela, to je základom celej röntgenovej diagnostiky. Schopnosť absorbovať závisí od špecifickej hmotnosti tkanív (čím viac, tým väčšia absorpcia); na hrúbke objektu; na tvrdosti žiarenia;

- fotografická akcia - rozkladajú zlúčeniny halogenidu striebra, vrátane tých, ktoré sa nachádzajú vo fotografických emulziách, čo umožňuje získať röntgenové lúče;

- luminiscenčné pôsobenie - spôsobujú luminiscenciu množstva chemických zlúčenín (fosforov), to je základ techniky prenosu röntgenového žiarenia. Intenzita žiary závisí od štruktúry fluorescenčnej látky, jej množstva a vzdialenosti od zdroja röntgenového žiarenia. Fosfory sa používajú nielen na získanie obrazu skúmaných predmetov na fluoroskopickej obrazovke, ale aj v rádiografii, kde umožňujú zvýšiť radiačnú záťaž na rádiografický film v kazete vďaka použitiu zosilňujúcich obrazoviek, napr. povrchová vrstva je vyrobená z fluorescenčných látok;

- ionizačné pôsobenie - majú schopnosť spôsobiť rozpad neutrálnych atómov na kladne a záporne nabité častice, na tom je založená dozimetria. Účinok ionizácie akéhokoľvek média je tvorba pozitívnych a negatívnych iónov v ňom, ako aj voľných elektrónov z neutrálnych atómov a molekúl látky. Ionizácia vzduchu v RTG miestnosti pri prevádzke RTG trubice vedie k zvýšeniu elektrickej vodivosti vzduchu, zvýšeniu statických elektrických nábojov na predmetoch kancelárie. Aby sa eliminoval takýto ich nežiaduci vplyv v röntgenových miestnostiach, je zabezpečené nútené prívodné a odsávacie vetranie;

- biologické pôsobenie - majú vplyv na biologické objekty, vo väčšine prípadov je tento vplyv škodlivý;

- zákon inverznej štvorce - pre bodový zdroj röntgenového žiarenia intenzita klesá úmerne so štvorcom vzdialenosti k zdroju.

Röntgenové žiarenie (synonymum röntgenového žiarenia) má široký rozsah vlnových dĺžok (od 8·10 -6 do 10 -12 cm). Röntgenové žiarenie vzniká, keď sa nabité častice, najčastejšie elektróny, spomaľujú v elektrickom poli atómov látky. Výsledné kvantá majú rôzne energie a tvoria súvislé spektrum. Maximálna energia fotónu v takomto spektre sa rovná energii dopadajúcich elektrónov. V (pozri) sa maximálna energia röntgenových kvánt, vyjadrená v kiloelektrónvoltoch, číselne rovná veľkosti napätia aplikovaného na trubicu, vyjadrenej v kilovoltoch. Pri prechode látkou röntgenové lúče interagujú s elektrónmi jej atómov. Pre röntgenové kvantá s energiami do 100 keV je najcharakteristickejším typom interakcie fotoelektrický jav. V dôsledku takejto interakcie sa kvantová energia úplne spotrebuje na vytiahnutie elektrónu z atómového obalu a odovzdanie kinetickej energie. S nárastom energie röntgenového kvanta klesá pravdepodobnosť fotoelektrického javu a prevláda proces rozptylu kvánt na voľných elektrónoch, takzvaný Comptonov jav. V dôsledku takejto interakcie vzniká aj sekundárny elektrón a navyše vyletí kvantum s energiou nižšou ako je energia primárneho kvanta. Ak energia röntgenového kvanta presiahne jeden megaelektrónvolt, môže dôjsť k takzvanému párovému efektu, pri ktorom sa vytvorí elektrón a pozitrón (pozri). Následne pri prechode látkou dochádza k zníženiu energie röntgenového žiarenia, teda k zníženiu jeho intenzity. Keďže k absorpcii nízkoenergetických kvánt dochádza s vyššou pravdepodobnosťou, röntgenové žiarenie je obohatené o kvantá s vyššou energiou. Táto vlastnosť röntgenového žiarenia sa využíva na zvýšenie priemernej energie kvanta, teda na zvýšenie jeho tuhosti. Zvýšenie tvrdosti röntgenového žiarenia sa dosahuje pomocou špeciálnych filtrov (pozri). Röntgenové žiarenie sa používa na röntgenovú diagnostiku (pozri) a (pozri). Pozri tiež Ionizujúce žiarenie.

Röntgenové žiarenie (synonymum: röntgenové žiarenie, röntgenové žiarenie) - kvantové elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou 250 až 0,025 A (alebo energetické kvantá od 5 10 -2 do 5 10 2 keV). V roku 1895 ho objavil V.K. Roentgen. Spektrálna oblasť elektromagnetického žiarenia susediaca s röntgenovými lúčmi, ktorých energetické kvantá presahujú 500 keV, sa nazýva gama žiarenie (pozri); žiarenie, ktorého energetické kvantá sú pod 0,05 keV, je ultrafialové žiarenie (pozri).

Röntgenové žiarenie, ktoré teda predstavuje relatívne malú časť obrovského spektra elektromagnetického žiarenia, ktoré zahŕňa rádiové vlny aj viditeľné svetlo, sa ako každé elektromagnetické žiarenie šíri rýchlosťou svetla (približne 300 000 km/s vo vákuu ) a je charakterizovaná vlnovou dĺžkou λ (vzdialenosť, cez ktorú sa žiarenie šíri za jednu periódu kmitania). Röntgenové žiarenie má aj množstvo ďalších vlnových vlastností (refrakcia, interferencia, difrakcia), no pozorovať ich je oveľa ťažšie ako pri žiarení s dlhšími vlnovými dĺžkami: viditeľné svetlo, rádiové vlny.

Röntgenové spektrá: a1 - spojité brzdné spektrum pri 310 kV; a - spojité brzdné spektrum pri 250 kV, a1 - spektrum filtrované 1 mm Cu, a2 - spektrum filtrované 2 mm Cu, b - K-séria volfrámovej línie.

Na generovanie röntgenových lúčov sa používajú röntgenové trubice (pozri), v ktorých dochádza k žiareniu pri interakcii rýchlych elektrónov s atómami anódovej látky. Existujú dva typy röntgenových lúčov: brzdné žiarenie a charakteristické. Bremsstrahlung röntgenové žiarenie, ktoré má spojité spektrum, je podobné bežnému bielemu svetlu. Rozloženie intenzity v závislosti od vlnovej dĺžky (obr.) je znázornené krivkou s maximom; v smere dlhých vĺn krivka mierne klesá a v smere krátkych vĺn strmo a odlamuje sa pri určitej vlnovej dĺžke (λ0), nazývanej krátkovlnná hranica spojitého spektra. Hodnota λ0 je nepriamo úmerná napätiu na elektrónke. Bremsstrahlung vzniká interakciou rýchlych elektrónov s atómovými jadrami. Intenzita brzdného žiarenia je priamo úmerná sile anódového prúdu, druhej mocnine napätia elektrónky a atómovému číslu (Z) materiálu anódy.

Ak energia elektrónov zrýchlených v röntgenovej trubici prekročí kritickú hodnotu pre látku anódy (táto energia je určená napätím trubice Vcr, ktoré je pre túto látku kritické), dochádza k charakteristickému žiareniu. Charakteristické spektrum je čiarové, jeho spektrálne čiary tvoria sériu, označovanú písmenami K, L, M, N.

Séria K je najkratšia vlnová dĺžka, séria L je dlhšia, séria M a N sa pozoruje iba v ťažkých prvkoch (Vcr volfrámu pre sériu K je 69,3 kv, pre sériu L - 12,1 kv). Charakteristické žiarenie vzniká nasledovne. Rýchle elektróny vyrážajú atómové elektróny z vnútorných obalov. Atóm je excitovaný a potom sa vráti do základného stavu. V tomto prípade elektróny z vonkajších, menej viazaných obalov vyplnia priestory uvoľnené vo vnútorných obaloch a emitujú sa fotóny charakteristického žiarenia s energiou rovnajúcou sa rozdielu energií atómu v excitovanom a základnom stave. Tento rozdiel (a teda aj energia fotónu) má určitú hodnotu, charakteristickú pre každý prvok. Tento jav je základom röntgenovej spektrálnej analýzy prvkov. Obrázok ukazuje čiarové spektrum volfrámu na pozadí súvislého spektra brzdného žiarenia.

Energia elektrónov zrýchlených v röntgenovej trubici sa takmer úplne premení na tepelnú energiu (anóda je v tomto prípade silne zahrievaná), iba nepatrná časť (asi 1% pri napätí blízkom 100 kV) sa premení na energiu brzdného žiarenia .

Použitie röntgenového žiarenia v medicíne je založené na zákonoch absorpcie röntgenového žiarenia hmotou. Absorpcia röntgenového žiarenia je úplne nezávislá od optických vlastností materiálu absorbéra. Bezfarebné a priehľadné olovené sklo používané na ochranu personálu v röntgenových miestnostiach takmer úplne absorbuje röntgenové lúče. Naproti tomu list papiera, ktorý nie je priepustný pre svetlo, röntgenové lúče nezoslabuje.

Intenzita homogénneho (t.j. určitej vlnovej dĺžky) röntgenového lúča pri prechode cez vrstvu absorbéra klesá podľa exponenciálneho zákona (e-x), kde e je základ prirodzených logaritmov (2,718) a exponent x sa rovná súčinu koeficientu útlmu hmoty (μ/p) cm2/g na hrúbku absorbéra vg/cm2 (tu p je hustota látky vg/cm3). Röntgenové lúče sú zoslabené rozptylom aj absorpciou. V súlade s tým je koeficient útlmu hmoty súčtom koeficientov absorpcie hmoty a koeficientu rozptylu. Koeficient hmotnostnej absorpcie prudko rastie so zvyšujúcim sa atómovým číslom (Z) absorbéra (úmerne Z3 alebo Z5) a so zvyšujúcou sa vlnovou dĺžkou (úmerne λ3). Táto závislosť od vlnovej dĺžky je pozorovaná v absorpčných pásmach, na hraniciach ktorých koeficient vykazuje skoky.

Koeficient rozptylu hmoty sa zvyšuje so zvyšujúcim sa atómovým číslom látky. Pre λ≥0,3Å koeficient rozptylu nezávisí od vlnovej dĺžky, pre λ<0,ЗÅ он уменьшается с уменьшением λ.

Pokles absorpčných a rozptylových koeficientov s klesajúcou vlnovou dĺžkou spôsobuje zvýšenie penetračnej sily röntgenového žiarenia. Koeficient absorpcie hmoty pre kosti [absorpcia je spôsobená najmä Ca 3 (PO 4) 2 ] je takmer 70-krát vyšší ako pre mäkké tkanivá, kde absorpciu spôsobuje najmä voda. To vysvetľuje, prečo tieň kostí tak ostro vyniká na röntgenových snímkach na pozadí mäkkých tkanív.

Šírenie nehomogénneho röntgenového lúča akýmkoľvek prostredím spolu s poklesom intenzity je sprevádzané zmenou spektrálneho zloženia, zmenou kvality žiarenia: dlhovlnná časť spektra je absorbovaná do väčšom rozsahu ako krátkovlnná časť sa žiarenie stáva rovnomernejším. Odfiltrovanie dlhovlnnej časti spektra umožňuje zlepšiť pomer medzi hĺbkovými a povrchovými dávkami pri RTG terapii ohniskov nachádzajúcich sa hlboko v ľudskom tele (pozri RTG filtre). Na charakterizáciu kvality nehomogénneho röntgenového lúča sa používa pojem "polovičná zoslabovacia vrstva (L)" - vrstva látky, ktorá zoslabuje žiarenie na polovicu. Hrúbka tejto vrstvy závisí od napätia na trubici, hrúbky a materiálu filtra. Na meranie vrstiev polovičného útlmu sa používa celofán (do energie 12 keV), hliník (20–100 keV), meď (60–300 keV), olovo a meď (>300 keV). Pre röntgenové lúče generované pri napätiach 80-120 kV je 1 mm medi vo filtračnej kapacite ekvivalentný 26 mm hliníka, 1 mm olova je ekvivalentný 50,9 mm hliníka.

Absorpcia a rozptyl röntgenového žiarenia je spôsobený jeho korpuskulárnymi vlastnosťami; Röntgenové lúče interagujú s atómami ako prúd teliesok (častíc) - fotónov, z ktorých každý má určitú energiu (nepriamo úmernú vlnovej dĺžke röntgenového žiarenia). Energetický rozsah röntgenových fotónov je 0,05-500 keV.

Absorpcia röntgenového žiarenia je spôsobená fotoelektrickým javom: absorpcia fotónu elektrónovým obalom je sprevádzaná vymrštením elektrónu. Atóm je excitovaný a po návrate do základného stavu vyžaruje charakteristické žiarenie. Vyžarovaný fotoelektrón odnáša všetku energiu fotónu (mínus väzbová energia elektrónu v atóme).

Rozptyl röntgenového žiarenia je spôsobený elektrónmi rozptylujúceho média. Existuje klasický rozptyl (vlnová dĺžka žiarenia sa nemení, ale mení sa smer šírenia) a rozptyl so zmenou vlnovej dĺžky - Comptonov jav (vlnová dĺžka rozptýleného žiarenia je väčšia ako dopadajúca). V druhom prípade sa fotón správa ako pohybujúca sa guľa a k rozptylu fotónov dochádza podľa obrazového vyjadrenia Comntona ako pri hraní biliardu s fotónmi a elektrónmi: pri zrážke s elektrónom mu fotón odovzdá časť svojej energie. a rozptýli sa, keď už má menšiu energiu (resp. zväčšuje sa vlnová dĺžka rozptýleného žiarenia), elektrón vyletí z atómu s energiou spätného rázu (tieto elektróny sa nazývajú Comptonove elektróny alebo spätné elektróny). K absorpcii röntgenovej energie dochádza pri tvorbe sekundárnych elektrónov (Compton a fotoelektróny) a prenose energie na ne. Energia röntgenového žiarenia prenesená na jednotku hmotnosti látky určuje absorbovanú dávku röntgenového žiarenia. Jednotka tejto dávky 1 rad zodpovedá 100 erg/g. V dôsledku absorbovanej energie v látke absorbéra dochádza k množstvu sekundárnych procesov, ktoré sú dôležité pre röntgenovú dozimetriu, pretože práve na nich sú založené metódy merania röntgenového žiarenia. (pozri Dozimetria).

Všetky plyny a mnohé kvapaliny, polovodiče a dielektriká pôsobením röntgenového žiarenia zvyšujú elektrickú vodivosť. Vodivosť majú najlepšie izolačné materiály: parafín, sľuda, guma, jantár. Zmena vodivosti je spôsobená ionizáciou média, t.j. separáciou neutrálnych molekúl na kladné a záporné ióny (ionizácia je produkovaná sekundárnymi elektrónmi). Ionizácia vo vzduchu sa používa na stanovenie expozičnej dávky röntgenového žiarenia (dávka vo vzduchu), ktorá sa meria v röntgenoch (pozri Dávky ionizujúceho žiarenia). Pri dávke 1 r je absorbovaná dávka vo vzduchu 0,88 rad.

Pôsobením röntgenových lúčov sa v dôsledku excitácie molekúl látky (a pri rekombinácii iónov) v mnohých prípadoch excituje viditeľná žiara látky. Pri vysokých intenzitách röntgenového žiarenia sa pozoruje viditeľná žiara vzduchu, papiera, parafínu a pod. (výnimkou sú kovy). Najvyššiu výťažnosť viditeľného svetla poskytujú také kryštalické fosfory, ako je Zn·CdS·Ag-fosfor a iné, ktoré sa používajú na obrazovky vo fluoroskopii.

Pôsobením röntgenového žiarenia môžu v látke prebiehať aj rôzne chemické procesy: rozklad halogenidov striebra (fotografický efekt využívaný pri röntgenovom žiarení), rozklad vody a vodných roztokov peroxidu vodíka, zmena vlastnosti celuloidu (zákal a uvoľňovanie gáfru), parafínu (zákal a bielenie) .

V dôsledku úplnej premeny sa všetka energia röntgenového žiarenia absorbovaná chemicky inertnou látkou premení na teplo. Meranie veľmi malých množstiev tepla vyžaduje vysoko citlivé metódy, ale je to hlavná metóda pre absolútne merania röntgenového žiarenia.

Sekundárne biologické účinky vystavenia röntgenovému žiareniu sú základom lekárskej rádioterapie (pozri). Röntgenové lúče, ktorých kvantá sú 6-16 keV (efektívne vlnové dĺžky od 2 do 5 Å), sú takmer úplne absorbované pokožkou tkaniva ľudského tela; nazývajú sa hraničné lúče alebo niekedy lúče Bucca (pozri lúče Bucca). Na hĺbkovú röntgenovú terapiu sa používa tvrdé filtrované žiarenie s účinnými energetickými kvantami od 100 do 300 keV.

Biologický účinok röntgenového žiarenia by sa mal brať do úvahy nielen pri röntgenovej terapii, ale aj v röntgenovej diagnostike, ako aj vo všetkých ostatných prípadoch kontaktu s röntgenovým žiarením, ktoré si vyžadujú použitie radiačnej ochrany ( pozri).