Rendgenski zraci vide kroz... (Foto: itsmejust, Shutterstock)

Njema?ki fizi?ar, profesor i rektor Univerziteta u W?rzburgu (Bavarska), dok je sam eksperimentirao u univerzitetskoj laboratoriji, neo?ekivano je otkrio "sve prodorne" zrake, koje se danas nazivaju "X-zraci" ("X-zraci") u svetu posle njega, a u Rusiji - "X-ray" ili "X-ray".

I bilo je tako. 1895, kada su njegovi pomo?nici ve? oti?li ku?i, Rentgen je nastavio da radi. Ponovo je uklju?io struju u katodnoj cijevi, prekrivenoj sa svih strana debelim crnim papirom. Kristali barijum platinocijanida koji su le?ali u blizini po?eli su da sijaju zelenkasto. Nau?nik je isklju?io struju - sjaj kristala je prestao. Kada je napon ponovo doveden na katodnu cijev, sjaj u kristalima, koji nije imao nikakve veze s ure?ajem, se nastavio.

Kao rezultat daljih istra?ivanja, nau?nik je do?ao do zaklju?ka da iz cijevi dolazi nepoznato zra?enje, koje je kasnije nazvao rendgenskim zracima.
Rentgenovi eksperimenti su pokazali da rendgenski zraci nastaju u ta?ki sudara katodnih zraka sa preprekom unutar katodne cijevi. Nau?nik je napravio cijev posebnog dizajna - antikatoda je bila ravna, ?to je osiguravalo intenzivan protok rendgenskih zraka. Zahvaljuju?i ovoj cijevi (kasnije ?e se zvati rendgensko zra?enje) prou?avao je i opisao glavna svojstva do tada nepoznatog zra?enja, koje se zvalo rendgensko zra?enje.

Kako se ispostavilo, rendgenski zraci mogu prodrijeti kroz mnoge neprozirne materijale; me?utim, ne reflektuje se niti prelama. Rentgensko zra?enje jonizuje okolni vazduh i osvetljava fotografske plo?e. Rentgen je tako?e napravio prve slike pomo?u rendgenskih zraka.

Otkri?e njema?kog nau?nika uvelike je uticalo na razvoj nauke. Eksperimenti i studije pomo?u rendgenskih zraka pomogli su da dobijemo nove informacije o strukturi materije, ?to nas je, zajedno s drugim otkri?ima tog vremena, natjeralo da preispitamo brojne odredbe klasi?ne fizike.

Nakon kratkog vremenskog perioda, rendgenske cijevi su na?le primjenu u medicini i raznim oblastima tehnike. Za ovo zna?ajno otkri?e, koje je ozna?ilo po?etak atomske i nuklearne nauke, Rentgen je 1901. godine dobio prvu nagradu u istoriji fizike.

U kontaktu sa

Drugovi iz razreda

• 1330

  1330

  Ipatijevski manastir se nalazi na mestu gde se reka Kostroma uliva u Volgu. Poznato je po tome ?to je u njemu na carstvo blagoslovio Mihail Fedorovi?, prvi car iz dinastije Romanov.Ipatijevski manastir Svete Trojice je najstarija sa?uvana arhitektonska cjelina Povol?ja. Kompleks zgrada i objekata je 1958. godine klasifikovan kao republi?ki istorijski i arhivski muzej-rezervat. Vpe...

• 1783

  1783

  27. marta 1783. 27-godi?nji Mocart predao je hornisti Josephu Ignazu Leitgebu autorski rukopis partiture upravo zavr?enog Koncerta u Es-duru za hornu i guda?ki orkestar. Ignaz Leitgeb bio je najbli?i kompozitorov prijatelj. U to vreme va?io je za jednog od najboljih muzi?ara u Evropi, a istovremeno je dr?ao i siraru u Be?u, otvorenu, ina?e, novcem pozajmljenim od oca Mozara...

• 1893

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Federalna agencija za obrazovanje

GOU VPO SUSU

Katedra za fizi?ku hemiju

na kursu KSE: “Rentgensko zra?enje”

Zavr?eno:

Naumova Daria Gennadievna

Provjereno:

Vanredni profesor, K.T.N.

Tanklevskaya N.M.

?eljabinsk 2010

Uvod

Poglavlje I. Otkri?e X-zraka

Potvrda

Interakcija sa materijom

Biolo?ki uticaj

Registracija

Aplikacija

Kako se radi rendgenski snimak

prirodni rendgenski zraci

Poglavlje II. Radiografija

Aplikacija

Image Acquisition Method

Prednosti radiografije

Nedostaci radiografije

Fluoroskopija

Princip prijema

Prednosti fluoroskopije

Nedostaci fluoroskopije

Digitalne tehnologije u fluoroskopiji

Metoda vi?elinijskog skeniranja

Zaklju?ak

Spisak kori??ene literature

Uvod

Rentgensko zra?enje - elektromagnetski talasi ?ija je energija fotona odre?ena opsegom energije od ultraljubi?astog do gama zra?enja, ?to odgovara opsegu talasnih du?ina od 10-4 do 10? ? (od 10-14 do 10-8 m).

Poput vidljive svjetlosti, rendgenski zraci uzrokuju zacrnjenje fotografskog filma. Ova nekretnina je od velikog zna?aja za medicinu, industriju i nau?na istra?ivanja. Prolaze?i kroz predmet koji se prou?ava, a zatim padaju?i na film, rendgensko zra?enje oslikava njegovu unutra?nju strukturu na njemu. Budu?i da je prodorna mo? rendgenskog zra?enja razli?ita za razli?ite materijale, dijelovi objekta koji su za njega manje transparentni daju svjetlije povr?ine na fotografiji od onih kroz koje zra?enje dobro prodire. Dakle, ko?tano tkivo je manje transparentno za rendgenske zrake od tkiva koje ?ine ko?u i unutra?nje organe. Stoga ?e na rendgenskom snimku kosti biti ozna?ene kao svjetlije povr?ine, a mjesto prijeloma, koje je transparentnije za zra?enje, mo?e se vrlo lako otkriti. Rendgensko snimanje se tako?er 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 prou?avanje strukture kristala. Rendgenski snop koji prolazi kroz hemijsko jedinjenje izaziva karakteristi?no sekundarno zra?enje, ?ija spektroskopska analiza omogu?ava hemi?aru da odredi sastav jedinjenja. Prilikom pada na kristalnu tvar, snop rendgenskih zraka se raspr?uje od strane atoma kristala, daju?i jasan, pravilan uzorak mrlja i pruga na fotografskoj plo?i, ?to omogu?ava utvr?ivanje unutra?nje strukture kristala.

Upotreba rendgenskih zraka u lije?enju raka temelji se na ?injenici da ubija ?elije raka. Me?utim, mo?e imati i nepo?eljan u?inak na normalne stanice. Stoga se pri ovoj upotrebi rendgenskih zraka mora biti izuzetno oprezan.

Poglavlje I. Otkri?e X-zraka

Otkri?e rendgenskih zraka pripisuje se Wilhelmu Conradu Roentgenu. Bio je prvi koji je objavio ?lanak o rendgenskim zrakama, koje je nazvao rendgenskim zrakama (x-ray). Rentgenov ?lanak pod naslovom "O novoj vrsti zraka" objavljen je 28. decembra 1895. u ?asopisu W?rzbur?kog Fizi?ko-medicinskog dru?tva. Smatra se, me?utim, dokazanim da su rendgenski zraci ve? ranije dobijeni. Katodnu cijev koju je Rentgen koristio u svojim eksperimentima razvili su J. Hittorf i W. Kruks. Ova cijev proizvodi rendgenske zrake. To se pokazalo u Crookesovim eksperimentima i od 1892. u eksperimentima Heinricha Hertza i njegovog u?enika Philippa Lenarda kroz zacrnjenje fotografskih plo?a. Me?utim, niko od njih nije shvatio zna?aj svog otkri?a i nije objavio svoje rezultate. Tako?e, Nikola Tesla je, po?ev?i od 1897. godine, eksperimentisao sa katodnim cevima, primao rendgenske zrake, ali nije objavio svoje rezultate.

Iz tog razloga Rentgen nije znao za otkri?a napravljena prije njega i otkrio je zrake, kasnije nazvane po njemu, samostalno - promatraju?i fluorescenciju koja se javlja tokom rada katodne cijevi. Roentgen je prou?avao X-zrake ne?to vi?e od godinu dana (od 8. novembra 1895. do marta 1897.) i objavio samo tri relativno mala ?lanka o njima, ali su dali tako iscrpan opis novih zraka da su stotine radova njegovih sljedbenika, objavljeno tokom 12 godina, nije moglo ni?ta zna?ajno ni dodati ni promijeniti. Rentgen, koji je izgubio interesovanje za rendgenske snimke, rekao je svojim kolegama: "Ve? sam sve napisao, ne gubite vreme." Roentgenovoj slavi doprinijela je i poznata fotografija ruke njegove ?ene, koju je objavio u svom ?lanku (vidi sliku desno). Takva slava donela je Roentgenu 1901. prvu Nobelovu nagradu za fiziku, a Nobelov komitet je naglasio prakti?nu va?nost njegovog otkri?a. Godine 1896. prvi put je upotrijebljen naziv "rendgenski zraci". U nekim zemljama ostao je stari naziv - X-zrake. U Rusiji su zraci po?eli da se nazivaju "rendgenskim" na prijedlog studenta V.K. Roentgen - Abram Fedorovi? Ioffe.

Polo?aj na skali elektromagnetnih talasa

Energetski rasponi rendgenskih i gama zraka preklapaju se u ?irokom energetskom rasponu. Obje vrste zra?enja su elektromagnetno zra?enje i ekvivalentne su za istu energiju fotona. Terminolo?ka razlika je u na?inu nastanka - rendgensko zra?enje se emituje uz u?e??e elektrona (bilo u atomima ili slobodnim), dok se gama zra?enje emituje u procesima deekscitacije atomskih jezgara. Rentgenski fotoni imaju energiju od 100 eV do 250 keV, ?to odgovara zra?enju frekvencije od 3 1016 Hz do 6 1019 Hz i talasne du?ine od 0,005 - 10 nm (ne postoji op?teprihva?ena definicija donje granice X -oblast zraka u skali talasnih du?ina). Meke rendgenske zrake karakteriziraju najni?a energija fotona i frekvencija zra?enja (i najve?a talasna du?ina), dok ?vrste rendgenske zrake imaju najve?u energiju fotona i frekvenciju zra?enja (i najkra?u valnu du?inu).

(Rentgenska fotografija (rendgenogram) ruke njegove supruge, koju je napravio V.K. Roentgen)

)

Potvrda

X-zrake nastaju sna?nim ubrzanjem nabijenih ?estica (uglavnom elektrona) ili visokoenergetskim prijelazima u elektronskim omota?ima atoma ili molekula. Oba efekta se koriste u rendgenskim cijevima, u kojima se elektroni koje emituje vru?a katoda ubrzavaju (ne emituju se rendgenske zrake, jer je ubrzanje premalo) i udaraju u anodu, gdje se naglo usporavaju (u ovom slu?aju, Rendgensko zra?enje se emituje: tzv. ko?nice) i istovremeno izbijaju elektrone iz unutra?njih elektronskih omota?a atoma metala od kojih je anoda napravljena. Prazne prostore u ?koljkama zauzimaju drugi elektroni atoma. U ovom slu?aju, rendgensko zra?enje se emituje sa odre?enom energetskom karakteristikom anodnog materijala (karakteristi?no zra?enje, frekvencije su odre?ene Moseleyjevim zakonom:

,

gdje je Z atomski broj anodnog elementa, A i B su konstante za odre?enu vrijednost glavnog kvantnog broja n elektronske ljuske). Trenutno se anode izra?uju uglavnom od keramike, a dio gdje elektroni udaraju je od molibdena. U procesu ubrzanja-usporavanja, samo 1% kineti?ke energije elektrona odlazi na X-zrake, 99% energije se pretvara u toplinu.

X-zrake se tako?e mogu dobiti u akceleratorima ?estica. takozvani. Sinhrotronsko zra?enje nastaje kada se snop ?estica odbije u magnetskom polju, zbog ?ega do?ivljavaju ubrzanje u smjeru okomitom na njihovo kretanje. Sinhrotronsko zra?enje ima kontinuirani spektar sa gornjom granicom. Uz odgovaraju?e odabrane parametre (veli?ina magnetnog polja i energija ?estica), X-zrake se mogu dobiti i u spektru sinhrotronskog zra?enja.

?ematski prikaz rendgenske cijevi. X - X-zrake, K - katoda, A - anoda (ponekad se naziva i antikatoda), C - hladnjak, Uh - napon katodne niti, Ua - ubrzavaju?i napon, Win - ulaz za hla?enje vode, Wout - izlaz za hla?enje vode (vidi x- zra?na cijev).

Interakcija sa materijom

Indeks loma gotovo bilo koje supstance za rendgenske zrake malo se razlikuje od jedinice. Posljedica toga je ?injenica da ne postoji materijal od kojeg se mo?e napraviti rendgensko so?ivo. Osim toga, kada rendgenski zraci upadaju okomito na povr?inu, oni se gotovo ne reflektiraju. Uprkos tome, u rendgenskoj optici prona?ene su metode za konstruisanje opti?kih elemenata za rendgenske zrake.

X-zrake mogu prodrijeti u materiju, a razli?ite supstance ih razli?ito apsorbuju. Apsorpcija rendgenskih zraka njihovo je najva?nije svojstvo u rendgenskoj fotografiji. Intenzitet X-zraka opada eksponencijalno u zavisnosti od putanje u apsorbuju?em sloju (I = I0e-kd, gde je d debljina sloja, koeficijent k je proporcionalan Z3l3, Z je atomski broj elementa, l je talasnu du?inu).

Apsorpcija se javlja kao rezultat fotoapsorpcije i Comptonovog raspr?enja:

Fotoapsorpcija se podrazumijeva kao proces izbacivanja elektrona iz ljuske atoma od strane fotona, ?to zahtijeva da energija fotona bude ve?a od odre?ene minimalne vrijednosti. Ako uzmemo u obzir vjerojatnost ?ina apsorpcije ovisno o energiji fotona, onda kada se postigne odre?ena energija, ona (vjerovatnost) naglo raste do svoje maksimalne vrijednosti. Za ve?e energije, vjerovatno?a se kontinuirano smanjuje. Zbog ove zavisnosti, ka?e se da postoji granica apsorpcije. Mjesto elektrona koji je nokautiran tokom ?ina apsorpcije zauzima drugi elektron, dok se emituje zra?enje sa manjom energijom fotona, tzv. fluorescentni proces.

PREDAVANJE

RTG ZRA?ENJE

Priroda rendgenskih zraka

Rendgensko zra?enje ko?nog zra?enja, njegova spektralna svojstva.

Karakteristi?no rendgensko zra?enje (za pregled).

Interakcija rendgenskog zra?enja sa materijom.

Fizi?ke osnove za upotrebu rendgenskih zraka u medicini.

X-zrake (X-zrake) je otkrio K. Roentgen, koji je 1895. godine postao prvi nobelovac za fiziku.

Priroda rendgenskih zraka

rendgensko zra?enje - elektromagnetni talasi du?ine od 80 do 10 -5 nm. Dugotalasno rendgensko zra?enje je pokriveno kratkotalasnim UV zra?enjem, a kratkotalasno zra?enje dugotalasnim ? zra?enjem.

X-zrake se proizvode u rendgenskim cijevima. sl.1.

K - katoda

1 - elektronski snop

2 - rendgensko zra?enje

Rice. 1. Ure?aj sa rendgenskom cijevi.

Cev je staklena boca (sa mogu?im visokim vakuumom: pritisak u njoj je oko 10-6 mm Hg) sa dve elektrode: anodom A i katodom K, na koje se primenjuje visoki napon U (nekoliko hiljada volti). Katoda je izvor elektrona (zbog fenomena termoionske emisije). Anoda je metalna ?ipka koja ima nagnutu povr?inu kako bi se rezultiraju?e rendgensko zra?enje usmjerilo pod kutom u odnosu na os cijevi. Napravljen je od materijala koji provode visoku toplinu kako bi uklonio toplinu koja nastaje tokom elektronskog bombardiranja. Na zako?enom kraju nalazi se plo?a od vatrostalnog metala (na primjer, volframa).

Sna?no zagrijavanje anode nastaje zbog ?injenice da glavni broj elektrona u katodnom snopu, udariv?i u anodu, do?ivljava brojne sudare s atomima tvari i prenosi im veliku koli?inu energije.

Pod dejstvom visokog napona, elektroni koje emituje filament vru?e katode ubrzavaju se do visokih energija. Kineti?ka energija elektrona jednaka je mv 2 /2. Jednaka je energiji koju dobija kretanjem u elektrostati?kom polju cijevi:

mv 2 /2 = eU(1)

gdje su m, e masa i naboj elektrona, U je napon ubrzanja.

Procesi koji dovode do pojave ko?nog rendgenskog zra?enja nastaju zbog intenzivnog usporavanja elektrona u materijalu anode elektrostati?kim poljem atomskog jezgra i atomskih elektrona.

Mehanizam porijekla se mo?e predstaviti na sljede?i na?in. Pokretni elektroni su neka vrsta struje koja formira vlastito magnetsko polje. Usporenje elektrona je smanjenje ja?ine struje i, shodno tome, promjena indukcije magnetskog polja, ?to ?e uzrokovati pojavu naizmjeni?nog elektri?nog polja, tj. pojava elektromagnetnog talasa.

Dakle, kada nabijena ?estica uleti u materiju, ona usporava, gubi energiju i brzinu i emituje elektromagnetne valove.

Spektralna svojstva rendgenskog ko?nog zra?enja .

Dakle, u slu?aju usporavanja elektrona u materijalu anode, ko?iono zra?enje.

Spektar ko?nog zra?enja je kontinuiran. Razlog za to je sljede?i.

Kada se elektroni usporavaju, svaki od njih ima dio energije koji se koristi za zagrijavanje anode (E 1 = Q), drugi dio za stvaranje rendgenskog fotona (E 2 = hv), ina?e, eU = hv + P: Odnos izme?u ovih delova je slu?ajan.

Dakle, kontinuirani spektar rendgenskog ko?nog zra?enja nastaje zbog usporavanja velikog broja elektrona, od kojih svaki emituje jedan rendgenski kvantni hv (h) strogo odre?ene vrijednosti. Vrijednost ovog kvanta razli?ito za razli?ite elektrone. Zavisnost fluksa energije rendgenskih zraka od talasne du?ine ?, tj. rendgenski spektar je prikazan na sl.2.

Fig.2. Spektar ko?nog zra?enja: a) pri razli?itim naponima U u cijevi; b) na razli?itim temperaturama T katode.

Kratkotalasno (tvrdo) zra?enje ima ve?u prodornu mo? od dugotalasnog (mekog) zra?enja. Meko zra?enje materija ja?e apsorbuje.

Sa strane kratkih talasnih du?ina, spektar se naglo zavr?ava na odre?enoj talasnoj du?ini ? m i n . Takvo ko?no zra?enje kratkotalasne du?ine nastaje kada se energija koju je stekao elektron u polju ubrzanja u potpunosti pretvori u energiju fotona (Q = 0):

eU = hv max = hc/? min , ? min = hc/(eU), (2)

? min (nm) = 1,23/UkV

Spektralni sastav zra?enja zavisi od napona na rendgenskoj cevi, a sa pove?anjem napona, vrednost ? m i n se pomera prema kratkim talasnim du?inama (slika 2a).

Kada se temperatura T usijanja katode promijeni, pove?ava se emisija elektrona. Posljedi?no, struja I u cijevi raste, ali se spektralni sastav zra?enja ne mijenja (slika 2b).

Tok energije F ? ko?nog zra?enja direktno je proporcionalan kvadratu napona U izme?u anode i katode, ja?ini struje I u cijevi i atomskom broju Z anodne tvari:

F = kZU 2 I. (3)

gdje je k \u003d 10 -9 W / (V 2 A).

Karakteristi?ni rendgenski zraci (za upoznavanje).

Pove?anje napona na rendgenskoj cijevi dovodi do ?injenice da se na pozadini kontinuiranog spektra pojavljuje linija, koja odgovara karakteristi?nom rendgenskom zra?enju. Ovo zra?enje je specifi?no za materijal anode.

Mehanizam njegovog nastanka je sljede?i. Na visokom naponu, ubrzani elektroni (sa velikom energijom) prodiru duboko u atom i izbacuju elektrone iz njegovih unutra?njih slojeva. Elektroni sa gornjih nivoa prelaze na slobodna mesta, usled ?ega se emituju fotoni karakteristi?nog zra?enja.

Spektri karakteristi?nog rendgenskog zra?enja razlikuju se od opti?kih spektra.

- Ujedna?enost.

Ujedna?enost karakteristi?nih spektra je zbog ?injenice da su unutra?nji elektronski slojevi razli?itih atoma isti i da se razlikuju samo energetski zbog djelovanja sile iz jezgara, koje raste s pove?anjem elementarnog broja. Stoga se karakteristi?ni spektri pomi?u prema vi?im frekvencijama s pove?anjem nuklearnog naboja. To je eksperimentalno potvrdio zaposlenik Roentgena - Moseley, koji je izmjerio prelazne frekvencije rendgenskih zraka za 33 elementa. Oni su napravili zakon.

MOSELYJEV ZAKON – kvadratni korijen frekvencije karakteristi?nog zra?enja je linearna funkcija rednog broja elementa:

= A ? (Z - B), (4)

gdje je v frekvencija spektralne linije, Z je atomski broj elementa koji emituje. A, B su konstante.

Va?nost Moseleyjevog zakona le?i u ?injenici da se ova zavisnost mo?e koristiti za precizno odre?ivanje atomskog broja elementa koji se prou?ava iz izmjerene frekvencije rendgenske linije. Ovo je odigralo veliku ulogu u postavljanju elemenata u periodnom sistemu.

Nezavisnost od hemijskog jedinjenja.

Karakteristi?ni rendgenski spektri atoma ne zavise od hemijskog spoja u koji atom elementa ulazi. Na primjer, rendgenski spektar atoma kisika je isti za O 2, H 2 O, dok se opti?ki spektri ovih spojeva razlikuju. Ova karakteristika rendgenskog spektra atoma bila je osnova za naziv " karakteristi?no zra?enje".

Interakcija rendgenskog zra?enja sa materijom

Uticaj rendgenskog zra?enja na objekte odre?en je primarnim procesima interakcije rendgenskih zraka. fotona sa elektronima atoma i molekula materije.

Rentgensko zra?enje u materiji apsorbuje ili raspr?uje se. U tom slu?aju mogu nastati razli?iti procesi koji su odre?eni odnosom energije fotona rendgenskih zraka hv i energije jonizacije Au (energija ionizacije Au je energija potrebna za uklanjanje unutra?njih elektrona iz atoma ili molekula).

a) Koherentno rasipanje(rasejanje dugotalasnog zra?enja) nastaje kada je relacija

Za fotone se zbog interakcije s elektronima mijenja samo smjer kretanja (slika 3a), ali se energija hv i valna du?ina ne mijenjaju (stoga se ovo raspr?enje naziva koherentan). Kako se energije fotona i atoma ne mijenjaju, koherentno rasipanje ne uti?e na biolo?ke objekte, ali pri stvaranju za?tite od rendgenskog zra?enja treba uzeti u obzir mogu?nost promjene primarnog smjera zraka.

b) fotoelektri?ni efekat de?ava kada

U ovom slu?aju mogu se realizovati dva slu?aja.

Foton se apsorbuje, elektron se odvaja od atoma (slika 3b). Dolazi do jonizacije. Odijeljeni elektron stje?e kineti?ku energiju: E k = hv - A i. Ako je kineti?ka energija velika, elektron mo?e ionizirati susjedne atome sudarom, formiraju?i nove. sekundarno elektrona.

Foton se apsorbuje, ali njegova energija nije dovoljna da odvoji elektron, i ekscitacija atoma ili molekula(Sl. 3c). To ?esto dovodi do naknadne emisije fotona u podru?ju vidljivog zra?enja (rendgenska luminiscencija), au tkivima - do aktivacije molekula i fotokemijskih reakcija. Fotoelektri?ni efekat se javlja uglavnom na elektronima unutra?njih omota?a atoma sa visokim Z.

u) Nekoherentno rasipanje(Comptonov efekat, 1922) nastaje kada je energija fotona mnogo ve?a od energije ionizacije

U ovom slu?aju, elektron se odvaja od atoma (takvi elektroni se nazivaju povratnih elektrona), dobije neku kineti?ku energiju E k, energija samog fotona se smanjuje (slika 4d):

hv=hv" + A i + E k. (5)

Rezultiraju?e zra?enje promijenjene frekvencije (du?ine) naziva se sekundarno, raspr?uje se u svim smjerovima.

Elektroni trzanja, ako imaju dovoljnu kineti?ku energiju, mogu ionizirati susjedne atome sudarom. Dakle, kao rezultat nekoherentnog raspr?enja, nastaje sekundarno raspr?eno rendgensko zra?enje i atomi tvari se ioniziraju.

Ovi (a, b, c) procesi mogu uzrokovati niz naknadnih. Na primjer (slika 3d), ako se tokom fotoelektri?nog efekta elektroni odvoje od atoma na unutra?njim omota?ima, onda elektroni sa vi?ih nivoa mogu prije?i na svoje mjesto, ?to je pra?eno sekundarnim karakteristi?nim rendgenskim zra?enjem ove supstance. Fotoni sekundarnog zra?enja, u interakciji s elektronima susjednih atoma, mogu, zauzvrat, uzrokovati sekundarne pojave.

koherentno rasipanje

uh energija i talasna du?ina ostaju nepromenjene

fotoelektri?ni efekat

foton se apsorbuje, e - odvaja se od atoma - jonizacija

hv \u003d A i + E do

atom A je pobu?en pri apsorpciji fotona, R je rendgenska luminiscencija

nekoherentno rasipanje

hv \u003d hv "+ A i + E do

sekundarni procesi u fotoelektri?nom efektu

Rice. 3 Mehanizmi interakcije rendgenskih zraka sa materijom

Fizi?ke osnove za upotrebu rendgenskih zraka u medicini

Kada rendgenske zrake padnu na tijelo, ono se blago odbija od njegove povr?ine, ali uglavnom prolazi duboko u, dok se djelimi?no apsorbira i raspr?uje, a djelimi?no prolazi.

Zakon slabljenja.

Fluks rendgenskih zraka se u materiji slabi prema zakonu:

F \u003d F 0 e - ? ? x (6)

gdje je ? linearan faktor slabljenja,?to su?tinski zavisi od gustine supstance. Jednaka je zbiru tri ?lana koji odgovaraju koherentnom rasejanju ? 1, nekoherentnom ? 2 i fotoelektri?nom efektu ? 3:

? = ? 1 + ? 2 + ? 3 . (7)

Doprinos svakog ?lana je odre?en energijom fotona. Ispod su omjeri ovih procesa za meka tkiva (voda).

Energija, keV	fotoelektri?ni efekat	Compton - efekat

u?ivajte koeficijent prigu?enja mase,?to ne zavisi od gustine supstance ?:

?m = ?/?. (osam)

Koeficijent prigu?enja mase ovisi o energiji fotona i atomskom broju tvari koja apsorbira:

? m = k? 3 Z 3 . (9)

Koeficijenti atenuacije mase kostiju i mekog tkiva (vode) su razli?iti: ? m kosti / ? m vode = 68.

Ako se nehomogeno tijelo postavi na putanju rendgenskih zraka, a ispred njega se postavi fluorescentni ekran, tada ovo tijelo, apsorbiraju?i i prigu?uju?i zra?enje, formira sjenu na ekranu. Po prirodi ove sjene mo?e se suditi o obliku, gusto?i, strukturi iu mnogim slu?ajevima o prirodi tijela. One. zna?ajna razlika u apsorpciji rendgenskog zra?enja od strane razli?itih tkiva omogu?ava vam da vidite sliku unutra?njih organa u projekciji sjene.

Ako organ koji se prou?ava i okolna tkiva podjednako prigu?uju rendgenske zrake, tada se koriste kontrastna sredstva. Tako, na primjer, pune?i ?eludac i crijeva ka?astom masom barijum sulfata (BaSO 4 ), mo?e se vidjeti njihova sjena (odnos koeficijenata slabljenja je 354).

Upotreba u medicini.

U medicini se za dijagnostiku koristi rendgensko zra?enje sa energijom fotona od 60 do 100-120 keV, a za terapiju 150-200 keV.

Rentgenska dijagnostika – Prepoznavanje bolesti transiluminacijom tijela rendgenskim zracima.

Rentgenska dijagnostika se koristi u razli?itim opcijama, koje su date u nastavku.

Sa fluoroskopijom rendgenska cijev se nalazi iza pacijenta. Ispred njega je fluorescentni ekran. Na ekranu se nalazi senka (pozitivna) slika. U svakom pojedina?nom slu?aju odabire se odgovaraju?a tvrdo?a zra?enja tako da ono prolazi kroz meka tkiva, ali se dovoljno apsorbira od gustih. Ina?e se dobija ujedna?ena senka. Na ekranu su srce, rebra vidljivi tamni, plu?a svetla.

Kada radiografija predmet se postavlja na kasetu, koja sadr?i film sa posebnom fotografskom emulzijom. Rendgenska cijev se postavlja preko objekta. Dobijeni radiograf daje negativnu sliku, tj. suprotno za razliku od slike uo?ene tokom transiluminacije. U ovoj metodi postoji ve?a jasno?a slike nego u (1), stoga se uo?avaju detalji koji se te?ko uo?avaju pri transluminaciji.

Obe?avaju?a varijanta ove metode je rendgensko snimanje tomografija i "ma?inska verzija" - kompjuter tomografija.

3. Uz fluoroskopiju, Na osjetljivom filmu malog formata slika sa velikog ekrana je fiksirana. Kada se gledaju, slike se pregledavaju na posebnom pove?alu.

Rentgenska terapija- upotreba rendgenskih zraka za uni?tavanje malignih tumora.

Biolo?ki efekat zra?enja je da poremeti vitalnu aktivnost, posebno ?elije koje se brzo razmno?avaju.

KOMPJUTERSKA TOMOGRAFIJA (CT)

Metoda rendgenske kompjuterizovane tomografije zasniva se na rekonstrukciji slike odre?enog dela tela pacijenta registrovanjem velikog broja rendgenskih projekcija ovog preseka, napravljenih pod razli?itim uglovima. Informacije sa senzora koji registruju ove projekcije ulaze u kompjuter, koji prema posebnom programu izra?unava distribucija ?vrstoveli?ina uzorka u istra?enom dijelu i prikazuje ga na ekranu. Ovako dobijena slika dijela tijela pacijenta odlikuje se odli?nom jasno?om i visokim sadr?ajem informacija. Program vam omogu?ava da pove?ati kontrast slike in desetine pa ?ak i stotine puta. Ovo pro?iruje dijagnosti?ke mogu?nosti metode.

Videografi (ure?aji sa digitalnom rendgenskom obradom slike) u savremenoj stomatologiji.

U stomatologiji rendgenski pregled je glavna dijagnosti?ka metoda. Me?utim, brojne tradicionalne organizacijske i tehni?ke karakteristike rendgenske dijagnostike ?ine je neudobnom kako za pacijente tako i za stomatolo?ke ordinacije. To je, prije svega, potreba da pacijent do?e u kontakt sa jonizuju?im zra?enjem, koje ?esto stvara zna?ajno optere?enje zra?enjem na tijelu, to je i potreba za fotoprocesom, a samim tim i potreba za fotoreagensima, uklju?uju?i otrovne. Ovo je, kona?no, glomazna arhiva, te?ki fascikli i koverte sa rendgenskim filmovima.

Osim toga, sada?nji nivo razvoja stomatologije ?ini subjektivnu procjenu rendgenskih snimaka ljudskim okom nedovoljnom. Kako se ispostavilo, od mno?tva nijansi sive koje se nalaze na rendgenskoj slici, oko percipira samo 64.

O?igledno, da bi se dobila jasna i detaljna slika tvrdih tkiva dentoalveolarnog sistema uz minimalno izlaganje zra?enju, potrebna su druga rje?enja. Potraga je dovela do stvaranja takozvanih radiografskih sistema, videografi - digitalni radiografski sistemi.

Bez tehni?kih detalja, princip rada ovakvih sistema je sljede?i. Rentgensko zra?enje ulazi kroz objekat ne na fotoosjetljivi film, ve? na poseban intraoralni senzor (posebna elektronska matrica). Odgovaraju?i signal iz matrice prenosi se na ure?aj za digitalizaciju (analogno-digitalni pretvara?, ADC) koji ga pretvara u digitalni oblik i povezuje s ra?unalom. Specijalni softver pravi rendgensku sliku na ekranu ra?unara i omogu?ava vam da je obradite, sa?uvate na tvrdom ili fleksibilnom mediju za skladi?tenje (tvrdi disk, diskete), od?tampate je kao sliku kao datoteku.

U digitalnom sistemu, rendgenska slika je skup ta?aka koje imaju razli?ite digitalne vrijednosti sivih tonova. Optimizacija prikaza informacija koju pru?a program omogu?ava postizanje optimalnog okvira u smislu svjetline i kontrasta pri relativno niskoj dozi zra?enja.

U modernim sistemima, koje su kreirali, na primjer, Trophy (Francuska) ili Schick (SAD), koristi se 4096 nijansi sive pri formiranju okvira, vrijeme ekspozicije ovisi o objektu prou?avanja i u prosjeku je stotinke - desetine drugo, smanjenje izlo?enosti zra?enju u odnosu na film - do 90% za intraoralne sisteme, do 70% za panoramske snimatelje.

Prilikom obrade slika, videografi dozvoljavaju:

Dobijte pozitivne i negativne slike, slike la?nih boja, reljefne slike.

Pove?ajte kontrast i pove?ajte podru?je od interesa na slici.

Procijeniti promjene u gusto?i zubnih tkiva i ko?tanih struktura, kontrolirati ujedna?enost punjenja kanala.

U endodonciji odrediti du?inu kanala bilo koje zakrivljenosti, a u kirurgiji odabrati veli?inu implantata s to?no??u od 0,1 mm.

Jedinstveni sistem detektora karijesa sa elementima ve?ta?ke inteligencije tokom analize slike omogu?ava vam da detektujete karijes u fazi mrlje, karijes korena i skriveni karijes.

?"F" u formuli (3) se odnosi na cijeli raspon izra?enih valnih du?ina i ?esto se naziva "integralni energetski tok".

X-zrake je slu?ajno otkrio njema?ki fizi?ar Wilhelm Conrad Roentgen 1895. godine.

Te?ko je zamisliti modernu medicinu bez rendgenskog aparata. I skoro svako od nas zna za rendgenske snimke. Ali bilo je trenutaka kada se o njemu ni?ta nije znalo.

Istorija otkri?a rendgenskih zraka

Dana 8. novembra 1895. Wilhelm Conrad Roentgen, profesor fizike i rektor Univerziteta u W?rzburgu, izveo je eksperiment prolaska elektri?nog pra?njenja kroz razrije?ene plinove. Na oba kraja zatvorene staklene cijevi, iz koje je uklonjen gotovo sav zrak, nalazile su se elektrode na koje je primijenjen visoki napon. Negativno nabijena elektroda (katoda) emitirala je elektrone u cijevi. Pod dejstvom razlike potencijala izme?u elektroda, elektroni su se ubrzali i udarili u drugu elektrodu. I svaki put kada bi elektri?no pra?njenje sko?ilo kroz cijev, ekran sinergizma barijuma u blizini zabljesnuo je zelenkastim svjetlom. Nakon ?to je isklju?io napon sa cijevi, X-ray je vidio da je i sjaj nestao. To zna?i da je elektronska cijev bila izvor nepoznatih zraka.

Pokazalo se da su nepoznati zraci sveprodorni. Rentgen je izme?u cijevi i ekrana postavio razne predmete: knjigu, plo?u, list papira. Kroz njih su lako prolazili nepoznati zraci. Kada je nau?nikova ruka bila na putu zraka, video je siluete kostiju svoje ruke na svetlosnom ekranu. ?tavi?e, ispostavilo se da su fotografski materijali upakovani u neprozirni papir i koji su le?ali nedaleko od elektronske cijevi bili osvijetljeni.

Priroda otkrivenih zraka bila je nepoznata, pa ih je Rentgen nazvao X-zracima. Rendgenske zrake je opisao u rukopisu "O novoj vrsti zraka". A sam rukopis je poslan u W?rzbur?ko fizi?ko-medicinsko dru?tvo. I ve? 23. januara 1896. Rentgen je svojim ?lanovima napravio nau?ni izve?taj. A nakon izvje?taja, uz aplauz publike, 80-godi?nji anatom Albert von K?lliker predlo?io je pozivanje rendgenskih zraka x-zrake.

Treba napomenuti da je jo? za vrijeme Roentgenovog ?ivota bilo mogu?e otkriti da su rendgenski zraci zra?enje elektromagnetnog talasa.

10. decembra 1901. Wilhelm Conrad Roentgen, prvi od fizi?ara, dobio je Nobelovu nagradu "u znak priznanja za izvanredno va?ne zasluge za nauku, izra?ene u otkri?u izuzetnih zraka, koje su kasnije nazvane po njemu". Rentgen je zave?tao sumu novca univerzitetu, unutar ?ijih zidova je napravio svoje najve?e otkri?e.

Primena rendgenskih zraka

Rentgenovo otkri?e na?lo je svoju primenu u raznim oblastima. Dakle, uz pomo? rendgenskih zraka postalo je mogu?e utvrditi unutra?nje nedostatke koji se javljaju tokom proizvodne obrade materijala. X-zrake su prona?le svoju primjenu u forenzi?koj nauci i umjetni?koj kritici. Njihova najva?nija primjena je medicinska dijagnostika. Za dijagnostiku preloma kostiju po?eli su se koristiti ve? 1896. Ubrzo se, pored rendgenske dijagnostike, pojavila i rendgenska terapija. Rendgensko zra?enje se koristilo u lije?enju raka, tuberkuloze i drugih bolesti. Po?to se tada jo? nije znalo o opasnostima rendgenskih zraka, ljekari su radili bez za?titne opreme. I nakon nekog vremena, mnogi od njih postali su ?rtve radijacijske bolesti. Mnogi pacijenti su tako?er umrli zbog previsoke doze zra?enja.

Danas se rendgenski zraci koriste u mnogim granama nauke i tehnologije: rendgenskoj astronomiji, radiografiji, radiologiji, za kontrolu unutra?nje strukture razli?itih proizvoda. X-zrake se koriste za odre?ivanje hemijskog sastava supstance, pa ?ak i strukture DNK.

RTG ZRA?ENJE
nevidljivo zra?enje sposobno da prodre, iako u razli?itom stepenu, u sve supstance. To je elektromagnetno zra?enje talasne du?ine od oko 10-8 cm.Poput vidljive svetlosti, rendgenski zraci izazivaju pocrnjenje fotografskog filma. Ova nekretnina je od velikog zna?aja za medicinu, industriju i nau?na istra?ivanja. Prolaze?i kroz predmet koji se prou?ava, a zatim padaju?i na film, rendgensko zra?enje oslikava njegovu unutra?nju strukturu na njemu. Budu?i da je prodorna mo? rendgenskog zra?enja razli?ita za razli?ite materijale, dijelovi objekta koji su za njega manje transparentni daju svjetlije povr?ine na fotografiji od onih kroz koje zra?enje dobro prodire. Dakle, ko?tano tkivo je manje transparentno za rendgenske zrake od tkiva koje ?ine ko?u i unutra?nje organe. Stoga ?e na rendgenskom snimku kosti biti ozna?ene kao svjetlije povr?ine, a mjesto prijeloma, koje je transparentnije za zra?enje, mo?e se vrlo lako otkriti. Rendgensko snimanje se tako?er 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 prou?avanje strukture kristala. Rendgenski snop koji prolazi kroz hemijsko jedinjenje izaziva karakteristi?no sekundarno zra?enje, ?ija spektroskopska analiza omogu?ava hemi?aru da odredi sastav jedinjenja. Prilikom pada na kristalnu tvar, snop rendgenskih zraka se raspr?uje od strane atoma kristala, daju?i jasan, pravilan uzorak mrlja i pruga na fotografskoj plo?i, ?to omogu?ava utvr?ivanje unutra?nje strukture kristala. Upotreba rendgenskih zraka u lije?enju raka temelji se na ?injenici da ubija ?elije raka. Me?utim, mo?e imati i nepo?eljan u?inak na normalne stanice. Stoga se pri ovoj upotrebi rendgenskih zraka mora biti izuzetno oprezan. Rentgensko zra?enje otkrio je njema?ki fizi?ar W. Roentgen (1845-1923). Njegovo ime je ovjekovje?eno u nekim drugim fizi?kim terminima povezanim s ovim zra?enjem: me?unarodna jedinica doze jonizuju?eg zra?enja zove se rendgen; slika napravljena rendgenskim aparatom naziva se radiografija; Podru?je radiolo?ke medicine koje koristi rendgenske zrake za dijagnosticiranje i lije?enje bolesti naziva se radiologija. Roentgen je otkrio radijaciju 1895. dok je bio profesor fizike na Univerzitetu u W?rzburgu. Provode?i eksperimente s katodnim zracima (elektroni teku u cijevima za pra?njenje), 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 mo? prodiranja nepoznatih zraka koje je otkrio, a koje je nazvao X-zrakama, zavisi od sastava materijala koji apsorbuje. Tako?e je snimio kosti svoje ruke tako ?to je postavio izme?u cevi za izbacivanje katodnih zraka i ekrana oblo?enog barijum cijanoplatinitom. Rentgenovo otkri?e pratili su eksperimenti drugih istra?iva?a koji su otkrili mnoga nova svojstva i mogu?nosti za kori?tenje ovog zra?enja. Veliki doprinos dali su M. Laue, W. Friedrich i P. Knipping, koji su 1912. demonstrirali difrakciju rendgenskih zraka kada pro?u kroz kristal; W. Coolidge, koji je 1913. izumio rendgensku cijev visokog vakuuma sa zagrijanom katodom; G. Moseley, koji je 1913. uspostavio vezu izme?u talasne du?ine zra?enja i atomskog broja elementa; G. i L. Braggi, koji su 1915. dobili Nobelovu nagradu za razvoj osnova analize rendgenske difrakcije.
DOBIJANJE RTG ZRA?ENJA
Rendgensko zra?enje nastaje kada elektroni koji se kre?u velikom brzinom stupaju u interakciju s materijom. Kada se elektroni sudare s atomima bilo koje tvari, oni brzo gube svoju kineti?ku energiju. U ovom slu?aju, ve?ina se pretvara u toplinu, a mali dio, obi?no manje od 1%, pretvara se u energiju rendgenskih zraka. Ova energija se osloba?a u obliku kvanta - ?estica zvanih fotoni koji imaju energiju, ali nemaju masu mirovanja. Rentgenski fotoni se razlikuju po svojoj energiji, koja je obrnuto proporcionalna njihovoj talasnoj du?ini. Konvencionalnom metodom dobijanja rendgenskih zraka dobija se ?irok raspon talasnih du?ina, koji se naziva rendgenski spektar. Spektar sadr?i izra?ene komponente, kao ?to je prikazano na Sl. 1. ?iroki "kontinuum" naziva se kontinuirani spektar ili bijelo zra?enje. O?tri vrhovi postavljeni na njega nazivaju se karakteristi?nim linijama rendgenske emisije. Iako je cijeli spektar rezultat sudara elektrona sa materijom, mehanizmi za pojavu njegovog ?irokog dijela i linija su razli?iti. Supstanca se sastoji od velikog broja atoma, od kojih svaki ima jezgro okru?eno elektronskim omota?ima, a svaki elektron u ljusci atoma datog elementa zauzima odre?eni diskretni energetski nivo. Obi?no se ove ljuske, ili energetski nivoi, ozna?avaju simbolima K, L, M, itd., po?ev?i od ljuske koja je najbli?a 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, ?to odgovara vi?oj energiji. Ovo potonje daje vi?ak energije emituju?i rendgenski foton. Po?to elektroni ljuske imaju diskretne vrijednosti energije, rezultiraju?i fotoni X-zraka tako?er imaju diskretni spektar. Ovo odgovara o?trim vrhovima za odre?ene valne du?ine, ?ije specifi?ne vrijednosti zavise od ciljnog elementa. Karakteristi?ne linije formiraju K-, L- i M-seriju, ovisno o tome iz koje je ljuske (K, L ili M) uklonjen elektron. Odnos izme?u talasne du?ine rendgenskih zraka i atomskog broja naziva se Moseleyjev zakon (slika 2).

Ako se elektron sudari s relativno te?kim jezgrom, tada se usporava, a njegova kineti?ka energija se osloba?a u obliku rendgenskog fotona pribli?no iste energije. Ako proleti pored jezgra, izgubit ?e samo dio svoje energije, a ostatak ?e se prenijeti na druge atome koji mu padnu na put. Svaki ?in gubitka energije dovodi do emisije fotona s odre?enom energijom. Pojavljuje se kontinuirani rendgenski spektar ?ija gornja granica odgovara energiji najbr?eg elektrona. Ovo je mehanizam za formiranje kontinuiranog spektra, a maksimalna energija (ili minimalna talasna du?ina) koja fiksira granicu kontinuiranog spektra proporcionalna je naponu ubrzanja, koji odre?uje brzinu upadnih elektrona. Spektralne linije karakteri?u materijal bombardovane mete, dok je kontinuirani spektar odre?en energijom elektronskog snopa i prakti?no ne zavisi od materijala mete. X-zrake se mogu dobiti ne samo bombardiranjem elektrona, ve? i zra?enjem mete rendgenskim zracima iz drugog izvora. U ovom slu?aju, me?utim, ve?ina energije upadnog snopa odlazi u karakteristi?ni rendgenski spektar, a vrlo mali dio pada u kontinuirani spektar. O?igledno, upadni snop rendgenskih zraka mora sadr?avati fotone ?ija je energija dovoljna da pobudi karakteristi?ne linije bombardiranog elementa. Visok procenat energije po karakteristi?nom spektru ?ini ovu metodu rendgenske ekscitacije pogodnom za nau?na istra?ivanja.
Rendgenske cijevi. Da bi se dobilo rendgensko zra?enje zbog interakcije elektrona sa materijom, potrebno je imati izvor elektrona, sredstva za njihovo ubrzanje do velikih brzina i metu sposobnu izdr?ati bombardiranje elektrona i proizvoditi rendgensko zra?enje potrebnog intenziteta. Ure?aj koji ima sve to zove se rendgenska cijev. Rani istra?iva?i koristili su "duboke vakuumske" cijevi kao ?to su dana?nje cijevi za pra?njenje. Vakum u njima nije bio veliki. Cijevi za pra?njenje sadr?e malu koli?inu plina, a kada se na elektrode cijevi primijeni velika razlika potencijala, atomi plina se pretvaraju u pozitivne i negativne ione. Pozitivni se kre?u prema negativnoj elektrodi (katodi) i, padaju?i na nju, izbijaju elektrone iz nje, a oni se zauzvrat kre?u prema pozitivnoj elektrodi (anodi) i bombardiraju?i je stvaraju tok rendgenskih fotona. . U modernoj rendgenskoj cijevi koju je razvio Coolidge (slika 3), izvor elektrona je volframova katoda zagrijana na visoku temperaturu. Elektroni se ubrzavaju do velikih brzina zbog velike razlike potencijala izme?u anode (ili antikatode) i katode. Budu?i da elektroni moraju do?i do anode bez sudara s atomima, potreban je vrlo visok vakuum, za koji cijev mora biti dobro evakuirana. Ovo tako?er smanjuje vjerovatno?u jonizacije preostalih atoma plina i pridru?enih bo?nih struja.

Elektroni su fokusirani na anodu pomo?u posebno oblikovane elektrode koja okru?uje katodu. Ova elektroda se naziva elektroda za fokusiranje i zajedno sa katodom ?ini "elektronski reflektor" cijevi. Anoda podvrgnuta bombardovanju elektrona mora biti izra?ena od vatrostalnog materijala, jer se ve?ina kineti?ke energije bombardiraju?ih elektrona pretvara u toplinu. Osim toga, po?eljno je da anoda bude izra?ena od materijala sa visokim atomskim brojem, jer prinos rendgenskih zraka raste sa pove?anjem atomskog broja. Za materijal anode naj?e??e se bira volfram ?iji je atomski broj 74. Dizajn rendgenskih cijevi mo?e biti razli?it u zavisnosti od uvjeta 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 uklju?uju ure?aje za rendgensku fluorografiju i fluoroskopiju, u kojima rendgenski snop prolazi kroz predmet koji se prou?ava, a preneseno zra?enje ulazi u luminiscentni ekran ili film. Slika se pojavljuje zbog ?injenice da razli?iti dijelovi predmeta koji se prou?ava apsorbiraju zra?enje na razli?ite na?ine - 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 mo?e se promatrati tek nakon ?to se film razvije. Drugi tip detektora uklju?uje ?iroku paletu ure?aja u kojima se energija X zraka pretvara u elektri?ne signale koji karakteriziraju relativni intenzitet zra?enja. To uklju?uje jonizacijske komore, Geigerov broja?, proporcionalni broja?, scintilacioni broja? i neke posebne detektore na bazi kadmijum sulfida i selenida. Trenutno se scintilacioni broja?i mogu smatrati najefikasnijim detektorima, koji dobro rade u ?irokom rasponu energije.
vidi tako?e DETEKTORI ?ESTICA . Detektor se bira uzimaju?i u obzir uslove problema. Na primjer, ako je potrebno precizno izmjeriti intenzitet difraktiranog rendgenskog zra?enja, tada se koriste broja?i koji omogu?avaju mjerenja s to?no??u od procenta. Ako je potrebno registrirati puno difrakiranih zraka, onda je preporu?ljivo koristiti rendgenski film, iako je u ovom slu?aju nemogu?e odrediti intenzitet s istom precizno??u.
RTG I GAMA DEFEKTOSKOPIJA
Jedna od naj?e??ih primjena rendgenskih zraka u industriji je kontrola kvaliteta materijala i detekcija gre?aka. Rendgenska metoda je nedestruktivna, tako da se materijal koji se ispituje, ako se utvrdi da ispunjava tra?ene zahtjeve, mo?e koristiti za namjeravanu svrhu. I rendgenska i gama detekcija gre?aka zasnivaju se na penetracijskoj mo?i rendgenskih zraka i karakteristikama njihove apsorpcije u materijalima. Probojna snaga je odre?ena energijom rendgenskih fotona, koja zavisi od napona ubrzanja u rendgenskoj cijevi. Zbog toga debeli uzorci i uzorci te?kih metala, poput zlata i uranijuma, za njihovo prou?avanje zahtijevaju izvor rendgenskih zraka ve?eg napona, a za tanke uzorke dovoljan je izvor ni?eg napona. Za detekciju gre?aka gama zrakama vrlo velikih odljevaka i velikih valjanih proizvoda koriste se betatroni i linearni akceleratori koji ubrzavaju ?estice do energije od 25 MeV i vi?e. Apsorpcija rendgenskih zraka u materijalu ovisi o debljini apsorbera d i koeficijentu apsorpcije m i odre?ena je formulom I = I0e-md, gdje je I intenzitet zra?enja propu?tenog kroz apsorber, I0 je intenzitet upadnog zra?enja, a e = 2,718 je baza prirodnih logaritama. Za dati materijal, na datoj talasnoj du?ini (ili energiji) rendgenskih zraka, koeficijent apsorpcije je konstanta. Ali zra?enje izvora rendgenskih zraka nije monokromatsko, ve? sadr?i ?irok raspon valnih duljina, zbog ?ega apsorpcija pri istoj debljini apsorbera ovisi o valnoj du?ini (frekvenciji) zra?enja. Rentgensko zra?enje ima ?iroku primenu u svim industrijama koje su povezane sa obradom metala pritiskom. Tako?e se koristi za ispitivanje artiljerijskih cevi, prehrambenih proizvoda, plastike, za ispitivanje slo?enih ure?aja i sistema u elektronskom in?enjerstvu. (Neutronografija se tako?er koristi u sli?ne svrhe, koja koristi neutronske zrake umjesto rendgenskih zraka.) X-zrake se tako?er koriste u druge svrhe, kao ?to je ispitivanje slika kako bi se utvrdila njihova autenti?nost ili za otkrivanje dodatnih slojeva boje preko glavnog sloja.
DIFRAKCIJA X-ZRAKA
Difrakcija rendgenskih zraka daje va?ne informacije o ?vrstim tvarima – njihovoj atomskoj strukturi i kristalnom obliku – kao i o teku?inama, amorfnim tijelima i velikim molekulima. Metoda difrakcije se tako?er koristi za precizno (sa gre?kom manjom od 10-5) odre?ivanje me?uatomskih udaljenosti, detekciju napona i defekata, te za odre?ivanje orijentacije monokristala. Difrakcijski uzorak mo?e identificirati nepoznate materijale, kao i otkriti prisustvo ne?isto?a u uzorku i odrediti ih. Va?nost metode difrakcije rendgenskih zraka za napredak moderne fizike te?ko se mo?e precijeniti, budu?i da se savremeno razumijevanje svojstava materije u kona?nici zasniva na podacima o rasporedu atoma u razli?itim hemijskim jedinjenjima, o prirodi veza. izme?u njih i na strukturnim defektima. Glavni alat za dobijanje ovih informacija je metoda difrakcije rendgenskih zraka. Kristalografija difrakcije rendgenskih zraka neophodna je za odre?ivanje strukture slo?enih velikih molekula, kao ?to su one deoksiribonukleinske kiseline (DNK), genetskog materijala ?ivih organizama. Neposredno nakon otkri?a rendgenskog zra?enja, nau?ni i medicinski interes je bio koncentrisan kako na sposobnost ovog zra?enja da prodire kroz tijela, tako i na njegovu prirodu. Eksperimenti o difrakciji rendgenskog zra?enja na prorezima i difrakcionim re?etkama pokazali su da ono pripada elektromagnetskom zra?enju i da ima talasnu du?inu reda 10-8-10-9 cm. Jo? ranije su nau?nici, posebno W. Barlow, pretpostavljali da je pravilan i simetri?an oblik prirodnih kristala rezultat ure?enog rasporeda atoma koji formiraju kristal. U nekim slu?ajevima, Barlow je mogao ispravno predvidjeti strukturu kristala. Vrijednost predvi?enih me?uatomskih udaljenosti iznosila je 10-8 cm, a ?injenica da su me?uatomske udaljenosti bile reda valne du?ine rendgenskih zraka omogu?ila je u principu posmatranje njihove difrakcije. Rezultat je bila ideja za jedan od najva?nijih eksperimenata u historiji fizike. M. Laue je organizovao eksperimentalno testiranje ove ideje, koje 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, moramo razmotriti redom: prvo, spektar rendgenskih zraka, drugo, prirodu kristalne strukture i, tre?e, sam fenomen difrakcije. Kao ?to je gore pomenuto, karakteristi?no rendgensko zra?enje se sastoji od niza spektralnih linija visokog stepena monohromatnosti, odre?enih materijalom anode. Uz pomo? filtera mo?ete odabrati najintenzivniji od njih. Stoga je odabirom materijala anode na odgovaraju?i na?in mogu?e dobiti izvor gotovo monokromatskog zra?enja sa vrlo precizno definiranom vrijedno??u valne du?ine. Valne du?ine karakteristi?nog zra?enja se obi?no kre?u od 2,285 za hrom do 0,558 za srebro (vrijednosti za razli?ite elemente poznate su na ?est zna?ajnih cifara). Karakteristi?ni spektar je superponiran na kontinuirani "bijeli" spektar mnogo ni?eg intenziteta, zbog usporavanja upadnih elektrona u anodi. Tako se iz svake anode mogu dobiti dvije vrste zra?enja: karakteristi?no i ko?no, od kojih svaka igra va?nu ulogu na svoj na?in. Atomi u kristalnoj strukturi nalaze se u pravilnim intervalima, formiraju?i niz identi?nih ?elija – prostornu re?etku. Neke re?etke (na primjer, za ve?inu obi?nih metala) su prili?no jednostavne, dok su druge (na primjer, za proteinske molekule) prili?no slo?ene. Kristalnu strukturu karakterizira sljede?e: ako se pomakne iz neke date ta?ke jedne ?elije u odgovaraju?u ta?ku susjedne ?elije, onda ?e se na?i potpuno isto atomsko okru?enje. A ako se neki atom nalazi u jednoj ili drugoj ta?ki jedne ?elije, onda ?e se isti atom nalaziti u ekvivalentnoj ta?ki bilo koje susjedne ?elije. Ovaj princip striktno vrijedi za savr?en, idealno ure?en kristal. Me?utim, mnogi kristali (na primjer, metalne ?vrste otopine) su u odre?enoj mjeri neure?eni; kristalografski ekvivalentna mjesta mogu zauzimati razli?iti atomi. U tim slu?ajevima nije odre?en polo?aj svakog atoma, ve? samo polo?aj atoma „statisti?ki prosje?an” na velikom broju ?estica (ili ?elija). Fenomen difrakcije razmatran je u ?lanku OPTIKA i ?italac mo?e pogledati ovaj ?lanak prije nego ?to nastavi dalje. Pokazuje da ako valovi (na primjer, zvuk, svjetlost, X-zrake) prolaze kroz mali prorez ili rupu, onda se potonji mo?e smatrati sekundarnim izvorom valova, a slika proreza ili rupe sastoji se od naizmjeni?ne svjetlosti i tamne pruge. Nadalje, ako postoji periodi?na struktura rupa ili utora, tada se kao rezultat poja?avanja i slabljenja interferencije zraka koje dolaze iz razli?itih rupa javlja jasan uzorak difrakcije. Difrakcija rendgenskih zraka je kolektivna pojava raspr?enja u kojoj ulogu rupa i centara raspr?enja imaju periodi?no raspore?eni atomi kristalne strukture. Me?usobno poja?avanje njihovih slika pod odre?enim uglovima daje uzorak difrakcije sli?an onom koji bi nastao difrakcijom svjetlosti na trodimenzionalnoj difrakcijskoj re?etki. Do raspr?ivanja dolazi zbog interakcije upadnog rendgenskog zra?enja s elektronima u kristalu. Zbog ?injenice da je talasna du?ina rendgenskog zra?enja istog reda kao i dimenzije atoma, talasna du?ina raspr?enog rendgenskog zra?enja je ista kao i upadnog. Ovaj proces je rezultat prisilnih oscilacija elektrona pod dejstvom upadnih rendgenskih zraka. Zamislite sada atom sa oblakom vezanih elektrona (oko jezgra) na koji upadaju X-zrake. Elektroni u svim smjerovima istovremeno raspr?uju incident i emituju vlastito rendgensko zra?enje iste valne du?ine, iako razli?itog intenziteta. Intenzitet raspr?enog zra?enja povezan je sa atomskim brojem elementa, jer atomski broj je jednak broju orbitalnih elektrona koji mogu u?estvovati u rasejanju. (Ovu ovisnost intenziteta od atomskog broja raspr?iva?a i smjera u kojem se intenzitet mjeri karakterizira faktor atomskog raspr?enja, koji igra izuzetno va?nu ulogu u analizi strukture kristala.) izaberite u kristalnoj strukturi linearni lanac atoma koji se nalaze na istoj udaljenosti jedan od drugog i razmotrite njihov uzorak difrakcije. Ve? je napomenuto da se rendgenski spektar sastoji od kontinuiranog dijela („kontinuuma“) i skupa intenzivnijih linija karakteristi?nih za element koji je anodni materijal. Recimo da smo filtrirali kontinuirani spektar i dobili skoro monohromatski snop rendgenskih zraka usmjeren na na? linearni lanac atoma. Uslov poja?anja (interferencija poja?anja) je zadovoljen ako je razlika izme?u putanja talasa raspr?enih susjednim atomima vi?estruka valne du?ine. Ako snop pada pod uglom a0 na liniju atoma razdvojenih intervalima a (period), tada ?e za ugao difrakcije a razlika putanja koja odgovara poja?anju biti zapisana kao a(cos a - cosa0) = hl, gdje je l je talasna du?ina, a h ceo broj (sl. 4 i 5).

Da bi se ovaj pristup pro?irio na trodimenzionalni kristal, potrebno je samo odabrati redove atoma u dva druga smjera u kristalu i zajedno rije?iti tri tako dobivene jednad?be za tri kristalne ose s periodima a, b i c. Druge dvije jedna?ine su

Ovo su tri osnovne Laueove jedna?ine za difrakciju rendgenskih zraka, sa brojevima h, k i c koji su Millerovi indeksi za ravan difrakcije.
vidi tako?e KRISTALI I KRISTALOGRAFIJA. Uzimaju?i u obzir bilo koju od Laueovih jednad?bi, na primjer prvu, mo?e se primijetiti da po?to su a, a0, l konstante i h = 0, 1, 2, ..., njeno rje?enje se mo?e predstaviti kao skup ?unjeva sa zajedni?ka osa a (sl. 5). Isto vrijedi i za pravce b i c. U op?tem slu?aju trodimenzionalnog rasejanja (difrakcije), tri Laueove jedna?ine moraju imati zajedni?ko re?enje, tj. tri difrakciona konusa koja se nalaze na svakoj od osi moraju se ukr?tati; zajedni?ka linija ukr?tanja je prikazana na sl. 6. Zajedni?ko rje?enje jedna?ina dovodi do Bragg-Wulfovog zakona:

l = 2(d/n)sinq, gdje je d udaljenost izme?u 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. Analiziraju?i jednad?bu Bragg-Vulfovog zakona za jedan kristal koji se nalazi na putanji monohromatskog rendgenskog snopa, mo?emo zaklju?iti da difrakciju nije lako uo?iti, 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 odre?enu vrijednost perioda d, talasna du?ina koja odgovara Bragg-Wulfovom uslovu se automatski bira iz cijelog spektra. Laue obrasci dobiveni na ovaj na?in omogu?avaju procjenu smjera difraktiranih zraka i, posljedi?no, orijentacije kristalnih ravnina, ?to tako?er omogu?ava da se izvuku va?ni zaklju?ci o simetriji, orijentaciji kristala i prisutnosti. nedostataka u njemu. U ovom slu?aju, me?utim, 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 zra?enje (l = const), a ugao q se mijenja. To se posti?e kori?tenjem polikristalnog uzorka koji se sastoji od brojnih malih kristalita nasumi?ne orijentacije, me?u kojima ima i onih koji zadovoljavaju Bragg-Wulfov uvjet. Difraktirani snopovi formiraju ?unjeve ?ija je os usmjerena du? snopa X zraka. Za snimanje se obi?no koristi uska traka rendgenskog filma u cilindri?noj kaseti, a rendgenski zraci se ?ire du? promjera kroz rupe u filmu. Ovako dobijeni debajgram (slika 8) sadr?i ta?ne podatke o periodu d, tj. o strukturi kristala, ali ne daje informacije koje Lauegram sadr?i. Stoga se obje metode me?usobno nadopunjuju. Razmotrimo neke primjene Debye-Scherrerove metode.

Identifikacija hemijskih elemenata i jedinjenja. Iz ugla q odre?enog iz Debyegrama, mo?e se izra?unati me?uplanarna udaljenost d karakteristika datog elementa ili spoja. Trenutno je sastavljeno mnogo tablica d vrijednosti, koje omogu?avaju identifikaciju ne samo jednog ili drugog kemijskog elementa ili spoja, ve? i razli?itih faznih stanja iste tvari, ?to ne daje uvijek kemijsku analizu. Tako?er je mogu?e odrediti sadr?aj druge komponente u supstitucionim legurama sa velikom precizno??u iz zavisnosti perioda d o koncentraciji.
Analiza stresa. Iz izmjerene razlike me?uplanarnih razmaka za razli?ite smjerove u kristalima, znaju?i modul elasti?nosti materijala, mogu?e je sa velikom precizno??u izra?unati male napone u njemu.
Studije preferencijalne orijentacije u kristalima. Ako mali kristaliti u polikristalnom uzorku nisu potpuno nasumi?no orijentirani, tada ?e prstenovi na Debyegramu imati razli?ite intenzitete. U prisustvu izra?ene preferirane orijentacije, maksimumi intenziteta su koncentrisani u pojedina?nim ta?kama na slici, ?to postaje sli?no slici za pojedina?ni kristal. Na primjer, tokom dubokog hladnog valjanja, metalni lim poprima teksturu - izra?enu orijentaciju kristalita. Prema debaygramu mo?e se suditi o prirodi hladnog obra?ivanja materijala.
Prou?avanje veli?ina zrna. Ako je veli?ina zrna polikristala ve?a od 10-3 cm, tada ?e se linije na Debyegramu sastojati od pojedina?nih mrlja, jer u ovom slu?aju broj kristalita nije dovoljan da pokrije cijeli raspon vrijednosti uglova q. Ako je veli?ina kristalita manja od 10-5 cm, tada difrakcijske linije postaju ?ire. Njihova ?irina je obrnuto proporcionalna veli?ini kristalita. ?irenje se javlja iz istog razloga zbog kojeg smanjenje broja proreza smanjuje rezoluciju difrakcione re?etke. Rentgensko zra?enje omogu?ava odre?ivanje veli?ine zrna u rasponu od 10-7-10-6 cm.
Metode za monokristale. Da bi difrakcija na kristalu dala informacije ne samo o prostornom periodu, ve? io orijentaciji svakog skupa ravan difrakcije, koriste se metode rotiraju?eg monokristala. Monokromatski snop rendgenskih zraka pada na kristal. Kristal se rotira oko glavne ose, za ?ta su Laueove jedna?ine zadovoljene. U ovom slu?aju se mijenja ugao q, koji je uklju?en u Bragg-Wulfovu formulu. Difrakcijski maksimumi se nalaze na presjeku Laueovih difrakcijskih konusa sa cilindri?nom povr?inom filma (slika 9). Rezultat je difrakcijski uzorak tipa prikazan na Sl. 10. Me?utim, mogu?e su komplikacije zbog preklapanja razli?itih redova difrakcije u jednoj ta?ki. Metoda se mo?e zna?ajno pobolj?ati ako se istovremeno s rotacijom kristala na odre?eni na?in pomjera i film.

Studije te?nosti i gasova. Poznato je da te?nosti, gasovi i amorfna tela nemaju ispravnu kristalnu strukturu. Ali i ovdje postoji kemijska veza izme?u atoma u molekulima, zbog ?ega udaljenost izme?u njih ostaje gotovo konstantna, iako su sami molekuli nasumi?no orijentirani u prostoru. Takvi materijali tako?er daju difrakcijski uzorak sa relativno malim brojem razmazanih maksimuma. Obrada takve slike modernim metodama omogu?ava dobivanje informacija o strukturi ?ak i takvih nekristalnih materijala.
SPEKTROHEMIJSKA ANALIZA X-ZRAKA
Ve? nekoliko godina nakon otkri?a rendgenskih zraka, Ch. Barkla (1877-1944) je otkrio da kada visokoenergetski rendgenski tok djeluje na supstancu, pojavljuju se sekundarne fluorescentne rendgenske zrake, koje su karakteristi?ne za element pod studija. Ubrzo nakon toga, G. Moseley je u nizu svojih eksperimenata izmjerio valne du?ine primarnog karakteristi?nog rendgenskog zra?enja dobijenog elektronskim bombardiranjem razli?itih elemenata i zaklju?io odnos izme?u valne du?ine i atomskog broja. Ovi eksperimenti, i Braggov izum rendgenskog spektrometra, postavili su osnovu za spektrohemijsku analizu rendgenskih zraka. Odmah su prepoznate mogu?nosti rendgenskih zraka za hemijsku analizu. Spektrografi su kreirani uz registraciju na fotografskoj plo?i, u kojoj je ispitivani uzorak slu?io kao anoda rendgenske cijevi. Na?alost, ispostavilo se da je ova tehnika vrlo naporna, pa se koristila samo kada su uobi?ajene metode kemijske analize bile neprimjenjive. Izvanredan primjer inovativnog istra?ivanja u oblasti analiti?ke rendgenske spektroskopije bilo je otkri?e 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 ?iroko rasprostranjena zbog brzine, prakti?nosti, nedestruktivne prirode analize i mogu?nosti potpune ili djelomi?ne automatizacije. Primjenjiv je u problemima kvantitativne i kvalitativne analize svih elemenata s atomskim brojem ve?im od 11 (natrijum). I iako se rendgenska spektrohemijska analiza obi?no koristi za odre?ivanje najva?nijih komponenti u uzorku (od 0,1-100%), u nekim slu?ajevima je pogodna za koncentracije od 0,005% pa ?ak i ni?e.
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 vi?e proreza, kao i spektrogoniometar za fino pode?avanje; i sistemi za registraciju sa Geigerovim ili proporcionalnim ili scintilacionim broja?em, kao i ispravlja?em, poja?alom, broja?ima i snima?em grafikona ili drugim ure?ajem za snimanje.

Rentgenska fluorescentna analiza. Analizirani uzorak se nalazi na putu uzbudljivih rendgenskih zraka. Podru?je uzorka koji se ispituje obi?no je izolirano maskom s rupom ?eljenog promjera, a zra?enje prolazi kroz kolimator koji formira paralelni snop. Iza kristala analizatora, prorezni kolimator emituje difraktirano zra?enje za detektor. Obi?no je maksimalni ugao q ograni?en na 80-85°, tako da samo rendgenski zraci ?ija je talasna du?ina l povezana sa me?uplanarnim razmakom d nejednako??u l Rentgenska mikroanaliza. Gore opisani kristalni spektrometar ravnog analizatora mo?e se prilagoditi za mikroanalizu. Ovo se posti?e su?enjem ili primarnog snopa rendgenskih zraka ili sekundarnog snopa koji emituje uzorak. Me?utim, smanjenje efektivne veli?ine uzorka ili otvora zra?enja dovodi do smanjenja intenziteta snimljenog difraktiranog zra?enja. Pobolj?anje ove metode mo?e se posti?i upotrebom zakrivljenog kristalnog spektrometra, koji omogu?ava registraciju konusa divergentnog zra?enja, a ne samo zra?enja paralelnog osi kolimatora. Sa takvim spektrometrom mogu se identificirati ?estice manje od 25 µm. Jo? ve?e smanjenje veli?ine analiziranog uzorka posti?e se mikroanalizatorom rendgenske elektronske sonde koji je izumio R. Kasten. Ovdje visoko fokusirani snop elektrona pobu?uje karakteristi?nu rendgensku emisiju uzorka, koja se zatim analizira spektrometrom sa savijenim kristalima. Pomo?u takvog ure?aja mogu?e je detektirati koli?ine tvari reda veli?ine 10-14 g u uzorku promjera 1 mm. Razvijene su i instalacije sa skeniranjem uzorka elektronskim snopom, uz pomo? kojih je mogu?e dobiti dvodimenzionalni obrazac raspodjele po uzorku elementa za ?ije je karakteristi?no zra?enje spektrometar pode?en.
MEDICINSKA RTG DIJAGNOSTIKA
Razvoj rendgenske tehnologije zna?ajno je smanjio vrijeme ekspozicije i pobolj?ao kvalitet slike, omogu?avaju?i pregled ?ak i mekih tkiva.
Fluorografija. Ova dijagnosti?ka metoda se sastoji u fotografiranju slike u sjeni sa prozirnog ekrana. Pacijent se postavlja izme?u izvora rendgenskih zraka i ravnog ekrana od fosfora (obi?no cezijum jodida), koji svijetli kada je izlo?en rendgenskim zracima. Biolo?ka tkiva razli?itog stepena gustine stvaraju senke rendgenskog zra?enja razli?itog intenziteta. Radiolog pregleda sliku sjene na fluorescentnom ekranu i postavlja dijagnozu. U pro?losti, radiolog se oslanjao na viziju za analizu slike. Sada postoje razli?iti sistemi koji poja?avaju sliku, prikazuju je na televizijskom ekranu ili snimaju podatke u memoriju ra?unara.
Radiografija. Snimanje rendgenske slike direktno na fotografski film naziva se radiografija. U ovom slu?aju, organ koji se prou?ava nalazi se izme?u izvora rendgenskih zraka i filma, koji bilje?i informacije o stanju organa u datom trenutku. Ponovljena radiografija omogu?ava suditi o njenoj daljnjoj evoluciji. Radiografija vam omogu?ava da vrlo precizno ispitate integritet ko?tanog tkiva, koje se sastoji uglavnom od kalcija i neprozirno je za rendgenske zrake, kao i rupture mi?i?nog tkiva. Uz njegovu pomo?, bolje od stetoskopa ili slu?anja, analizira se stanje plu?a u slu?aju upale, tuberkuloze ili prisustva te?nosti. Uz pomo? radiografije utvr?uje se veli?ina i oblik srca, kao i dinamika njegovih promjena kod pacijenata koji boluju od sr?anih bolesti.
kontrastna sredstva. Dijelovi tijela i ?upljine pojedinih organa koji su prozirni za rendgenske zrake postaju vidljivi ako su ispunjeni kontrastnim sredstvom koje je bezopasno za tijelo, ali omogu?ava vizualizaciju oblika unutra?njih organa i provjeru njihovog funkcionisanja. Pacijent ili uzima kontrastna sredstva oralno (kao ?to su barijeve soli u ispitivanju gastrointestinalnog trakta), ili se daju intravenozno (kao ?to su rastvori koji sadr?e jod u istra?ivanju bubrega i urinarnog trakta). Posljednjih godina, me?utim, ove metode su zamijenjene dijagnosti?kim metodama zasnovanim na kori?tenju radioaktivnih atoma i ultrazvuka.
CT skener. Sedamdesetih godina pro?log veka razvijena je nova metoda rendgenske dijagnostike, zasnovana na kompletnoj fotografiji tela ili njegovih delova. Slike tankih slojeva („kri?ke“) se obra?uju ra?unarom, a kona?na slika se prikazuje na ekranu monitora. Ova metoda se naziva kompjuterizovana rendgenska tomografija. ?iroko se koristi u savremenoj medicini za dijagnosticiranje infiltrata, tumora i drugih mo?danih oboljenja, kao i za dijagnostiku bolesti mekih tkiva unutar tijela. Ova tehnika ne zahtijeva uvo?enje stranih kontrastnih sredstava i stoga je br?a i u?inkovitija od tradicionalnih tehnika.
BIOLO?KO DJELOVANJE RTG ZRA?ENJA
?tetno biolo?ko djelovanje rendgenskog zra?enja otkriveno je ubrzo nakon ?to ga je otkrio Roentgen. Ispostavilo se da novo zra?enje mo?e izazvati ne?to poput jakih opekotina od sunca (eritema), pra?enih, me?utim, dubljim i trajnijim o?te?enjem ko?e. ?irevi koji se pojavljuju ?esto su se pretvarali u rak. U mnogim slu?ajevima, prsti ili ?ake su morali biti amputirani. Bilo je i smrtnih slu?ajeva. Utvr?eno je da se o?te?enje ko?e mo?e izbje?i smanjenjem vremena izlaganja i doze, kori?tenjem za?tite (npr. olovo) i daljinskih upravlja?a. Ali postepeno su otkriveni drugi, dugoro?niji efekti izlaganja rendgenskim zracima, koji su potom potvr?eni i prou?avani na eksperimentalnim ?ivotinjama. Efekti delovanja rendgenskih zraka, kao i drugih jonizuju?ih zra?enja (kao ?to je gama zra?enje koje emituju radioaktivni materijali) obuhvataju: 1) privremene promene u sastavu krvi nakon relativno malog prekomernog izlaganja; 2) ireverzibilne promene u sastavu krvi (hemoliti?ka anemija) nakon du?eg prekomernog izlaganja; 3) pove?anje incidencije karcinoma (uklju?uju?i leukemiju); 4) br?e starenje i ranu smrt; 5) pojava katarakte. Osim toga, biolo?ki eksperimenti na mi?evima, ze?evima i mu?icama (Drosophila) pokazali su da ?ak i male doze sistematskog zra?enja velikih populacija, zbog pove?anja stope mutacije, dovode do ?tetnih genetskih efekata. Ve?ina geneti?ara prepoznaje primjenjivost ovih podataka na ljudsko tijelo. ?to se ti?e biolo?kog djelovanja rendgenskog zra?enja na ljudski organizam, ono je odre?eno visinom doze zra?enja, kao i time koji je organ tijela bio izlo?en zra?enju. Na primjer, bolesti krvi nastaju zra?enjem organa za stvaranje krvi, uglavnom ko?tane sr?i, a genetske posljedice - zra?enjem genitalnih organa, ?to mo?e dovesti i do steriliteta. Akumulacija znanja o uticaju rendgenskog zra?enja na ljudski organizam dovela je do razvoja nacionalnih i me?unarodnih standarda za dozvoljene doze zra?enja, objavljenih u razli?itim referentnim knjigama. Osim rendgenskih zraka, koje ljudi namjenski koriste, postoji i takozvano raspr?eno, bo?no zra?enje koje nastaje iz razli?itih razloga, na primjer, zbog raspr?ivanja zbog nesavr?enosti olovnog za?titnog ekrana, koje ne djeluje. potpuno apsorbuju ovo zra?enje. Osim toga, mnogi elektri?ni ure?aji koji nisu dizajnirani da proizvode X-zrake ipak stvaraju X-zrake kao nusproizvod. Takvi ure?aji uklju?uju elektronske mikroskope, visokonaponske ispravlja?ke 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 ZRA?ENJA
Vrste i stepen opasnosti od izlaganja rendgenskim zracima zavise od kontingenta ljudi koji su izlo?eni zra?enju.
Profesionalci koji rade sa rendgenskom opremom. Ova kategorija uklju?uje radiologe, stomatologe, kao i nau?ne i tehni?ke radnike i osoblje koje odr?ava 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 zra?enja koji pacijenti primaju tokom lije?enja odre?uju ljekari koji prisustvuju. Ljekarima se savjetuje da ne izla?u pacijente nepotrebno rendgenskim zracima. Poseban oprez treba biti kod pregleda trudnica i djece. U tom slu?aju se poduzimaju posebne mjere.
Metode kontrole. Postoje tri aspekta ovoga:
1) dostupnost adekvatne opreme, 2) sprovo?enje sigurnosnih propisa, 3) pravilno kori??enje opreme. Kod rendgenskog pregleda, zra?enju treba biti izlo?eno samo ?eljeno podru?je, bilo da se radi o stomatolo?kim pregledima ili pregledima plu?a. Imajte na umu da odmah nakon isklju?ivanja rendgenskog aparata nestaju i primarno i sekundarno zra?enje; nema ni rezidualnog zra?enja, ?to nije uvijek poznato ?ak ni onima koji su s njim direktno povezani u svom radu.
vidi tako?e
ATOM STRUCTURE;