Röntgen sugárzás
láthatatlan sugárzás, amely képes, bár változó mértékben, minden anyagba áthatolni. képviseli elektromágneses sugárzás körülbelül 10-8 cm hullámhosszú. A látható fényhez hasonlóan a röntgen sugárzás a film elsötétülését is okozza. Ez a tulajdonság az orvostudomány, az ipar és az egészségügy szempontjából fontos tudományos kutatás. Áthaladva a vizsgált tárgyon, majd ráesve a filmre, a röntgen sugárzás rajta ábrázolja belső szerkezet. Mivel a röntgen áthatoló ereje különbözik az egyes anyagoktól, a tárgy kevésbé átlátszó részei világosabb részeket hoznak a fényképben, mint azok, amelyekben a sugárzás jól áthatol. Tehát a csontszövet kevésbé átlátszó a röntgen sugárzáshoz, mint a bőr és belső szervek alkotó szövetek. Ezért a roentgenogramon a csontok világosabb területeket jelölnek, és a sugárzásra átlátszóbb töréshely könnyen megfigyelhető. A röntgenképet a fogászatban használják a fogszuvasodás és a tályogok észlelésére is a fogak gyökérzetében, valamint az iparban az öntvények, műanyagok és gumik repedéseinek felismerésére. A röntgenfelvételeket használják a kémiában a vegyületek elemzésére és a fizikában a kristályok szerkezetének tanulmányozására. A kémiai vegyületen áthaladó röntgensugár-sugár egy jellegzetes szekunder sugárzást okoz, amelynek spektroszkópos elemzése lehetővé teszi a vegyész számára a vegyület összetételének meghatározását. Amikor egy fénysugár kristályos anyagra esik röntgensugarak a kristály atomjai szétszórva, egyértelműen pontos képet adnak a fényképlapon lévő foltokról és sávokról, lehetővé téve a kristály belső szerkezetének meghatározását. A röntgenfelvétel rákkezelésben történő felhasználása azon a tényen alapul, hogy megöli rákos sejtek. Ennek azonban nemkívánatos hatása lehet a normál sejtekre. Ezért rendkívül óvatosan kell eljárni a röntgenfelvételek ilyen alkalmazásakor. A röntgen sugárzást W. Roentgen (1845-1923) német fizikus fedezte fel. A nevét a sugárzáshoz kapcsolódó egyéb fizikai értelemben halhatatlanná tették: a röntgen az ionizáló sugárzás dózisának nemzetközi egysége; egy röntgengéppel készített képet röntgennek hívnak; A radiológiai orvoslás azon területét, amely röntgenfelvételeket használ a betegségek diagnosztizálására és kezelésére, radiológiának nevezzük. A röntgen 1895-ben fedezte fel a sugárzást, amikor a Würzburgi Egyetem fizikai professzora volt. Kísérleteket végezve katódsugarakkal (elektroncsövek a kisülési csövekben), észrevette, hogy a vákuumcső közelében elhelyezkedő, kristályos bárium-cianoplatinittel borított képernyő fényesen ragyog, bár a csövet maga fekete karton borítja. A röntgen azt is megállapította, hogy az általa felfedezett ismeretlen sugarak behatolóképessége, amelyet röntgennek nevezett, az abszorbens anyag összetételétől függ. Képet kapott a saját kezéből származó csontokról is, és a katódos sugarakkal ellátott kisülési cső és a bárium-cianoplatinit bevonatú képernyő között helyezte el. A röntgen felfedezését más kutatók kísérletei követték, akik a sugárzás sok új tulajdonságát és alkalmazását felfedezték. Nagyon hozzájárultak M. Laue, V. Friedrich és P. Knipping, akik 1912-ben bebizonyították a röntgensugár diffrakcióját kristályon keresztüli áthaladással; W. Coolidge, aki 1913-ban feltalált egy nagyvákuumú röntgencsövet fűtött katóddal; G. Mosley, aki 1913-ban megállapította a sugárzás hullámhossza és az elem atomszáma közötti kapcsolatot; G. és Braggie, akik 1915-ben Nobel-díjat kaptak a röntgenanalízis alapjainak kidolgozásáért.
Röntgen sugárzás
A röntgen sugárzás akkor fordul elő, amikor a nagy sebességgel mozgó elektronok kölcsönhatásba lépnek az anyaggal. Amikor az elektronok ütköznek egy anyag atomjával, gyorsan elveszítik kinetikus energiájukat. Ugyanakkor a legtöbb hővel átalakul, és egy kis része, általában kevesebb, mint 1%, átalakul röntgen energiává. Ez az energia kvantum részecskék formájában szabadul fel, amelyeket fotonoknak nevezünk, amelyeknek energiája van, de a többi tömege nulla. A röntgen fotonok energiájukban fordítva arányosak hullámhosszukkal. Nál nél a szokásos módon a röntgensugárzás széles hullámhossz-tartományt kap, amelyet röntgenspektrumnak hívnak. A spektrum kiemelkedő komponenseket tartalmaz, amint az a 4. ábrán látható. 1. A széles "folytonosságot" folyamatos spektrumnak vagy fehér sugárzásnak nevezzük. Az átfedő éles csúcsokat jellegzetes röntgenkibocsátási vonalaknak nevezzük. Bár a teljes spektrum az elektronok és az anyag ütközésének eredménye, a széles részének és a vonalak megjelenésének mechanizmusai eltérnek. Az anyag nagy számú atomból áll, amelyek mindegyikének atomja elektronhéjakkal körülvéve van, és az adott elem atomjának héjában lévő egyes elektronok elkülönített energiaszintet foglalnak el. Jellemzően ezeket a héjakat vagy energiaszinteket a K, L, M stb. Szimbólumok jelölik, a maghoz legközelebb eső héttól kezdve. Amikor egy elegendő nagy energiájú beeső elektron összeütközik az atomhoz kötött elektronok egyikével, akkor leüti ezt az elektronot a házából. Az üres helyet egy másik elektron foglalja el a héjból, amely nagy energianak felel meg. Ez utóbbi röntgen foton kibocsátásával felesleges energiát bocsát ki. Mivel a héjon elektronok diszkrét energiaértékekkel rendelkeznek, a kapott röntgen fotonoknak diszkrét spektrumuk is van. Bizonyos hullámhosszok éles csúcsa ennek felel meg, amelynek specifikus értékei a célelemetől függnek. A jellegzetes vonalak K-, L- és M-sorozatot alkotnak, attól függően, hogy mely héjon (K, L vagy M) eltávolították az elektronot. A röntgenhullámhossz és az atomszám közötti kapcsolatot Mosley-törvénynek nevezzük (2. ábra).

Ha egy elektron egy viszonylag nehéz atommaggal találkozik, akkor azt gátolják, és kinetikus energiája nagyjából azonos energiájú röntgen foton formájában szabadul fel. Ha az atommag elé repül, energiájának csak egy részét veszíti el, a fennmaradó rész pedig az atomjaiba kerül, amelyek útjában állnak. Minden energiavesztés valamilyen energiával járó foton kibocsátásához vezet. Folyamatos röntgenspektrum keletkezik, amelynek felső határa megfelel a leggyorsabb elektron energiájának. Ez a folyamatos spektrum kialakulásának mechanizmusa, és a maximális energia (vagy minimális hullámhossz), amely rögzíti a folyamatos spektrum határát, arányos a gyorsulási feszültséggel, amely meghatározza a beeső elektronok sebességét. A spektrális vonalak jellemzik a bombázott cél anyagát, a folyamatos spektrumot az elektronnyaláb energiája határozza meg, és gyakorlatilag független a cél anyagától. A röntgen sugárzás nemcsak elektronbombázással érhető el, hanem azzal is, hogy a célt egy másik forrás röntgen sugárzásával besugározzuk. Ebben az esetben azonban a legtöbb A beeső sugár energiája átjut a jellemző röntgenspektrumba, és ennek nagyon kis része a folyamatosra esik. Nyilvánvaló, hogy a beeső röntgennyalábnak olyan fotonokat kell tartalmaznia, amelyeknek energiája elegendő a bombázott elem jellegzetes vonalainak gerjesztéséhez. A jellemző spektrumonkénti magas energiaszint lehetővé teszi a röntgen gerjesztés ezen módszerét a tudományos kutatáshoz.
Röntgencsövek. Annak érdekében, hogy az elektronok és az anyag kölcsönhatása miatt röntgenfelvételt érjen el, rendelkeznie kell egy elektronforrással, eszközökkel nagysebességű gyorsításra, valamint egy olyan célpontra, amely képes ellenállni az elektronikus robbantásoknak és a kívánt intenzitású röntgenfelvételeket adni. Egy olyan eszközt, amelyben minden megvan, röntgencsőnek nevezzük. A korai kutatók "mélyen evakuált" csöveket használtak, például modern gázkisülési csöveket. A vákuum bennük nem volt túl magas. A kisülési csövek tartalmaznak kis mennyiségű ha a cső elektródáin nagy potenciálkülönbség van, a gázatomok pozitív és negatív ionokká alakulnak. A pozitívok a negatív elektródra (katódra) mozognak, és ráesve leütik az elektronokat, és viszont a pozitív elektródra (anódra) lépnek, és bombázva röntgen fotonok áramlását hozzák létre. A Coolidge által kifejlesztett modern röntgencsőben (3. ábra) az elektronforrás egy volfrám-katód, amelyet magas hőmérsékletű. Az elektronok nagy sebességgel gyorsulnak fel az anód (vagy antikatód) és a katód közötti nagy potenciálkülönbséggel. Mivel az elektronoknak atomokkal való ütközés nélkül kell elérniük az anódot, nagyon nagy vákuumra van szükség, amelyre a csövet jól kell szivattyúzni. Ez csökkenti a fennmaradó gázatomok és a kapcsolódó oldaláramok ionizációjának valószínűségét is.

Az elektronok a katódot körülvevő speciális alakú elektród segítségével az anódra fókuszálnak. Ezt az elektródot fókuszáló elektródnak nevezik, és a katóddal együtt a cső "elektronikus reflektorfényét" képezi. Az elektronbombázott anódnak tűzálló anyagból kell készülnie, mivel a bombázó elektronok kinetikus energiájának nagy része hőn alakul át. Ezenkívül kívánatos, hogy az anód nagy atomszámú anyagból készüljön, mert a röntgen hozam növekszik az atomi szám növekedésével. Az anód anyaga a leggyakrabban választott volfrám, amelynek atomszáma 74. A röntgencsövek kialakítása a felhasználás körülményeitől és a követelményektől függően eltérő lehet.
A Röntgen sugárzás kimutatása
Az összes röntgendetektáló módszer az anyaggal való kölcsönhatásukon alapszik. Az érzékelők kétféle lehetnek: azok, amelyek képet adnak, és azok, amelyek nem adnak képet. Az első olyan röntgenfluorográfiai és fluoroszkópiás készülékeket foglal magában, amelyekben a röntgennyaláb áthalad a vizsgált tárgyon, és a továbbított sugárzás bejut a fluoreszkáló képernyőhöz vagy filmbe. A kép abból a tényből adódik, hogy a vizsgált tárgy különböző részei eltérő módon absorbálják a sugárzást - az anyag vastagságától és összetételétől függően. Lumineszcens képernyővel rendelkező detektorokban a röntgenenergiát közvetlenül megfigyelhető képpé konvertálják, röntgenfelvételkor érzékeny emulzióra rögzítik, és csak a film kialakulása után figyelhetők meg. A második típusú detektorok olyan készülékek széles skáláját tartalmazzák, amelyekben a röntgen sugárzás energiáját elektromos jelekké alakítják át, amelyek jellemzik a sugárzás relatív intenzitását. Ide tartoznak az ionizációs kamrák, a Geiger-számláló, az arányos számláló, a szcintillációs számláló és a kadmium-szulfidon és szelenidön alapuló különleges detektorok. Jelenleg a széles energiatartományban jól működő szcintillációs számlálók tekinthetők a leghatékonyabb detektoroknak.
Lásd még RÉSZTELMEZŐK. Az érzékelőt a feladat körülményeinek figyelembe vételével választják ki. Például, ha pontosan meg kell mérnie a diffrakcionált röntgen sugárzás intenzitását, akkor olyan számlálókat kell használni, amelyek lehetővé teszik a mérések elvégzését egy százalékrész pontossággal. Ha sok diffraktált sugarat kell regisztrálnia, akkor tanácsos egy röntgenfilmet használni, bár ebben az esetben lehetetlen azonos pontossággal meghatározni az intenzitást.
X-RAY ÉS GAMMA DEFEKTOSZKÓPIA
A röntgenfelvételek egyik leggyakoribb alkalmazása az iparban az anyagminőség-ellenőrzés és a hibák észlelése. A röntgen módszer nem romboló, tehát ha a vizsgált anyag megfelel a szükséges követelményeknek, akkor azt a rendeltetésszerűen felhasználhatja. A röntgen- és a gamma-sugárzás ellenőrzése mind a röntgen sugárzás áthatoló képességén, mind az anyagok abszorpciójának jellemzőin alapul. A behatolást a röntgen fotonok energiája határozza meg, amely a röntgencső gyorsító feszültségétől függ. Ezért vastag minták és a nehéz fémekpéldául az aranyra és az uránra egy nagyobb feszültségű röntgenforrás szükséges, hogy tanulmányozzák azokat, és vékony mintákhoz alacsonyabb feszültségű forrás is elegendő. Nagyon nagy öntvények és nagy hengerelt termékek gamma-sugárzásának ellenőrzésére olyan bétatroneket és lineáris gyorsítókat használnak, amelyek felgyorsítják a részecskéket legalább 25 MeV energiáig. Az anyagban a röntgensugár-abszorpció az d abszorbens vastagságától és az m abszorpciós együtthatótól függ, és az I \u003d I0e-md képlettel határozható meg, ahol I az abszorbensen átadott sugárzás intenzitása, I0 a beeső sugárzás intenzitása és e \u003d 2,718 az alap természetes logaritmusok. Egy adott anyag esetében, a röntgen sugárzás adott hullámhosszán (vagy energiájában), az abszorpciós együttható állandó. A röntgenforrás sugárzása azonban nem monokromatikus, hanem széles hullámhossz-spektrumot tartalmaz, amelynek eredményeként az abszorpció ugyanolyan abszorpciós vastagságban függ a sugárzás hullámhosszától (frekvenciájától). A röntgen sugárzást széles körben alkalmazzák minden olyan iparágban, amely a fémek nyomásos feldolgozására vonatkozik. Tüzérségi hordók vezérlésére is használják, élelmiszer termékekműanyagok összetett eszközök és rendszerek tesztelésére Magyarországon elektronikus technológia. (A neutrondiffrakciót hasonló célokra is használják, amikor a röntgen sugarai helyett neutronnyalábot használnak.) A röntgen sugárzást más feladatokhoz is használják, például festmények tanulmányozására, azok valódiságának megállapítása céljából, vagy további festékrétegek felismerésére a fő réteg fölött.
röntgendiffrakció
A röntgendiffrakció adja fontos információ ról ről szilárd - atomszerkezetük és a kristályok, valamint a folyadékok, amorf testek és nagy molekulák alakja. A diffrakciós módszert az interratomikus távolságok pontos meghatározására (10-5-nél kisebb hibával), a feszültségek és hibák észlelésére, valamint az egyes kristályok tájolásának meghatározására is használják. A diffrakciós mintázat alapján ismeretlen anyagokat lehet azonosítani, és a mintában lévő szennyeződések kimutathatók és meghatározhatók. A röntgen-diffrakciós módszer jelentőségét a modern fizika fejlődésében nehéz túlbecsülni, mivel az anyag tulajdonságainak modern megértése végső soron az atomok különféle elrendezésével kapcsolatos adatokra épül. kémiai vegyületek, a köztük lévő kötések jellegéről és a szerkezeti hibákról. Ennek az információnak a megszerzéséhez a fő eszköz a röntgendiffrakciós módszer. A röntgendiffrakciós kristályosítás rendkívül fontos komplex nagy molekulák, például a dezoxiribonukleinsav (DNS) molekuláinak, az élő szervezetek genetikai anyagának meghatározásához. Közvetlenül a röntgen sugárzás felfedezése után a tudományos és orvosi érdeklődés mind a test sugárzásának képességére, mind a természetére összpontosult. A rések és diffrakciós ráccsal végzett röntgendiffrakcióval végzett kísérletek azt mutatták, hogy az elektromágneses sugárzásra vonatkozik, és a hullámhossza körülbelül 10-8-10-9 cm. Korábban a tudósok, különösen W. Barlow, azt sejtették, hogy a természetes kristályok a kristályt alkotó atomok rendezett eloszlása \u200b\u200bmiatt. Bizonyos esetekben Barlow képes volt helyesen megjósolni a kristályszerkezetet. A becsült interatomikus távolságok 10–8 cm voltak, és az a tény, hogy az interatomikus távolságok a röntgenhullámhossz nagyságrendjéhez igazodtak, elvileg lehetővé tette diffrakciójuk megfigyelését. Ennek eredményeként felmerült a fizika történetének egyik legfontosabb kísérlete. M. Laue ennek az ötletnek a kísérleti tesztjét szervezi, amelyet kollégái V. Friedrich és P. Knipping készítettek. 1912-ben hárman közzétették a röntgendiffrakció eredményeiről szóló munkájukat. Röntgendiffrakciós alapelvek. A röntgendiffrakció jelenségének megértéséhez sorrendben kell figyelembe vennünk: egyrészt a röntgen spektrumát, másrészt a kristályszerkezet természetét, harmadszor pedig a diffrakció jelenségét. Mint fentebb említettük, a jellegzetes röntgen sugárzás spektrális vonalak sorozatából áll magas fokozat az anód anyagától függő monokrómatosság. A szűrők segítségével kiválaszthatja a legerősebbet. Ezért az anód anyag megfelelő megválasztásával lehetőség nyílik szinte monokromatikus sugárzás forrásának meghatározására nagyon precízen konkrét érték hullámhosszon. A karakterisztikus hullámhosszok jellemzően a króm 2,285-től az ezüst-0,558-ig terjednek (a különféle elemek értékei hat számjeggyel pontossággal ismertek). A karakterisztikus spektrum egy folyamatos "fehér" spektrumra van rá helyezve, sokkal alacsonyabb intenzitással, az anódban levő elektronok fékezése miatt. Így mindenféle anódból kétféle sugárzás érhető el: a jellemző és a bremsstrahlung, amelyek mindegyike a maga módján fontos szerepet játszik. A kristályszerkezetben az atomok szabályos periodicitással vannak elrendezve, azonos sejtek sorozatát képezve - egy térbeli rácsot. Néhány rács (például a legtöbb közönséges fém esetében) meglehetősen egyszerű, míg mások (például a fehérjemolekulák esetében) nagyon összetettek. A kristályszerkezetre a következő jellemző: ha valamelyikből származik adott pont Ha egy cella a szomszédos cella megfelelő pontjába mozog, akkor pontosan ugyanazt az atomi környezetet fogja detektálni. És ha valamelyik atom egy vagy másik ponton helyezkedik el egy cellában, akkor ugyanaz az atom a szomszédos cellák azonos pontján található. Ez az elv szigorúan érvényes a tökéletes, tökéletesen rendezett kristályra. Sok kristály (például fémszilárd oldatok) azonban többé-kevésbé rendezetlen, azaz a kristályföldrajzilag ekvivalens helyeket különböző atomok foglalhatják el. Ezekben az esetekben nem az egyes atomok helyzetét kell meghatározni, hanem csak az atom helyzetét "statisztikailag átlagolva" nagy számra részecskék (vagy sejtek). A diffrakció jelenségét az OPTICS cikk tárgyalja, és az olvasó a továbblépés előtt hivatkozhat erre a cikkre. Megmutatja, hogy ha a hullámok (például hang, fény, röntgen) áthalad egy kis résen vagy lyukon, akkor az utóbbi hullámok másodlagos forrásának tekinthető, és a rés vagy lyuk képe váltakozó világos és sötét csíkokból áll. Továbbá, ha periodikusan van lyukak vagy rések, akkor a különféle lyukakból származó sugarak interferenciájának erősítése és gyengítése eredményeként egyértelmű diffrakciós mintázat alakul ki. A röntgendiffrakció kollektív szóródási jelenség, amelyben a kristályszerkezet periodikusan elrendezett atomjai lyukak és szóródási központok szerepet játszanak. A képeik kölcsönös erősítése bizonyos szögekből egy olyan diffrakciós mintázatot eredményez, mint amely a fény diffrakciójánál jött volna létre egy háromdimenziós diffrakciós rács segítségével. A szóródás a beeső röntgen-sugárzásnak a kristályban lévő elektronokkal való kölcsönhatása miatt fordul elő. Mivel a röntgen sugárzás hullámhossza megegyezik az atom méretével, a szétszórt röntgen sugárzás hullámhossza megegyezik a beeső hullámhosszával. Ez a folyamat az erőltetett elektronrángások eredménye a beeső röntgen sugárzás hatására. Fontoljuk meg most egy atomot, amelyhez kötött elektronok felhője (a magot körülveszi), amelyen röntgen sugárzás zajlik. Az elektronok minden irányba egyidejűleg szórják a beesést, és ugyanazon hullámhosszú, de eltérő intenzitású röntgen sugárzásukat bocsátják ki. A szórt sugárzás intenzitása az elem atomszámával függ össze, mert atomszám megegyezik a számmal orbitális elektronok, amelyek részt vehetnek a szórásban. (Az intenzitásnak a szóródó elem atomszámától és az intenzitás mérésének irányától való függését az atomszórási tényező jellemzi, amely rendkívül fontos szerepet játszik a kristályszerkezet elemzésében.) A kristályszerkezetben egymástól azonos távolságra elhelyezkedő atomok lineáris láncát választjuk, és mérlegelje diffrakciós mintájukat. Már rámutattunk, hogy a röntgenspektrum egy folytonos részből (“kontinuumból”) és az elemre jellemző intenzívebb vonalakból áll, amely az anód anyag. Tegyük fel, hogy kiszűrjük a folytonos spektrumot, és szinte monokromatikus röntgennyalábot kapunk, amely az atomok lineáris lánca felé irányul. Az erősítés (erősítő interferencia) feltétele teljesül, ha a szomszédos atomok által szétszórt hullámok irányában mutatkozó különbség a hullámhossz szorzata. Ha a fénysugár a0 szögben esik az a (periódus) elválasztott atomok vonalához, akkor az a diffrakciós szögnél az erõsítésnek megfelelõ útkülönbséget a (cos a - cosa0) \u003d hl formában írják, ahol l a hullámhossz és h értéke egész szám (4. és 5. ábra).

Annak érdekében, hogy ezt a megközelítést kiterjesszük egy háromdimenziós kristályra, csak ki kell választani az atom sorokat a kristály két különböző irányába, és meg kell oldani az így kapott három egyenletet három a, b és c periódusú kristálytengelyre. Két másik egyenletnek van ilyen formája

Ez a három alapvető Laue-egyenlet a röntgendiffrakcióhoz, ahol a h, k és c számok a diffrakciós sík Miller-indexei.
Lásd még KRISTÁLYOK ÉS KRISTALLOGRÁFIA. Figyelembe véve például a Laue-egyenletek bármelyikét, az első észrevehető, hogy mivel a, a0, l állandó, és h \u003d 0, 1, 2, ..., megoldása ábrázolható kúpkészlettel, amelynek közös a tengelye van (1. ábra). öt). Ugyanez vonatkozik a b és c irányokra is. BAN BEN általános eset háromdimenziós szórás (diffrakció) három Laue-egyenletnek rendelkeznie kell közös döntés, azaz az egyes tengelyeken elhelyezkedő három diffrakciós kúp keresztezi egymást; az általános kereszteződés vonala a 2. ábrán látható. 6. Az egyenletek együttes megoldása a Bragg - Wolfe törvényhez vezet:

l \u003d 2 (d / n) sinq, ahol d a h, k és c indexű síkok közötti távolság (periódus), n \u003d 1, 2, ... egész számok (diffrakciós sorrend), és q a kialakított szög beeső fény (valamint diffrakció) a kristály síkjával, amelyben a diffrakció bekövetkezik. Elemezve a Bragg - Wulf törvény egyenletét egykristályon, amely a monokróm röntgennyaláb útján helyezkedik el, megállapíthatjuk, hogy a diffrakciót nem könnyű megfigyelni, mert az l és q mennyiségek rögzítve vannak, és sinq DIFFRAKCIÓS ELEMZÉSI MÓDSZEREK
Laue módszer. A Laue-módszer a röntgensugárzás folyamatos "fehér" spektrumát alkalmazza, amelyet egy álló monokristályra továbbítanak. mert konkrét jelentés A teljes spektrum d periódusa automatikusan kiválasztja a Bragg - Wolfe körülménynek megfelelő hullámhossz-értéket. Az ily módon kapott lauegramok lehetővé teszik a diffúz gerendák irányának és így a kristálysíkok tájolásának megítélését, ami fontos következtetések levonását is lehetővé teszi a kristály szimmetriájára, tájolására és a benne lévő hibák jelenlétére vonatkozóan. A d térbeli periódusra vonatkozó információk azonban elvesznek. Ábra A 7. ábra példa egy lauegramra. A röntgenfilm a kristály azon oldalán helyezkedik el, amelyen a forrásból származó röntgensugár beesett.

Debye - Scherrer módszer (polikristályos mintákhoz). Az előző módszerrel ellentétben itt monokromatikus sugárzást (l \u003d const) használunk, és a q szög változik. Ezt olyan polikristályos mintával lehet elérni, amely számos véletlenszerű orientációjú kis kristályból áll, amelyek között a Bragg - Wulf feltétel is teljesül. A diffragált gerendák kúpokat képeznek, amelyek tengelye a röntgen sugara mentén irányul. A felvételhez általában keskeny röntgenfilm-csíkot használnak hengeres patronban, és a röntgen átmérője a film lyukain terjed. Az így kapott debyegram (8. ábra) pontos információkat tartalmaz a d periódusról, azaz a kristály szerkezetéről, de nem adja meg azokat az információkat, amelyeket az asztalgram tartalmaz. Ezért mindkét módszer kölcsönösen kiegészíti egymást. Vizsgáljuk meg a Debye - Scherrer módszer néhány alkalmazását.

A kémiai elemek és vegyületek azonosítása. A de-gram alapján meghatározott q szög felhasználásával kiszámítható az adott elem vagy ízület síkközi távolsága. Jelenleg sok d-értékű táblázat összeállítása lehetővé teszi nemcsak egy adott kémiai elem vagy vegyület, hanem azonos anyag különböző fázisállapotának azonosítását is, amely nem mindig ad kémiai elemzést. Helyettesítő ötvözeteknél a második komponens tartalma szintén nagy pontossággal meghatározható a d időszaknak a koncentrációtól való függésétől függően.
Stressz elemzés. A síkközi távolságok mért különbsége szerint különböző irányok a kristályokban az anyag rugalmassági modulusának ismeretében nagy pontossággal lehet kiszámítani az abban levő kis feszültségeket.
A kristályok előnyös orientációjának vizsgálata. Ha a polikristályos mintában lévő kis kristályok nem teljesen véletlenszerűen vannak orientálva, akkor a de-gram gyűrűinek különböző intenzitása van. Egy határozott domináns orientáció jelenlétében a maximális intenzitás a kép egyes pontjain koncentrálódik, amely hasonló lesz az egyetlen kristály képéhez. Például mélyhideg hengerlés során egy fémlemez textúrát nyer - a kristályok kifejezett tájolását. A de-gram alapján megítélheti az anyag hideg feldolgozását.
A szemcseméret vizsgálata. Ha a polikristály szemcsemérete meghaladja a 10-3 cm-t, akkor a debyegram vonalai különálló foltokból állnak, mivel ebben az esetben a kristályok száma nem elegendő a teljes q szögtartomány lefedéséhez. Ha a kristályos méret kisebb, mint 10-5 cm, akkor a diffrakciós vonalak szélesebbé válnak. Szélességük fordítva arányos a kristályok méretével. A kiszélesedés ugyanabból az okból következik be, hogy amikor a rések száma csökken, a diffrakciós rács felbontása csökken. A röntgen sugárzás lehetővé teszi a szemcseméret meghatározását 10-7-10-6 cm tartományban.
Módszerek egyes kristályokra. Annak érdekében, hogy a kristályon a diffrakció információkkal szolgáljon nemcsak a térbeli periódusról, hanem a diffrakciós síkok minden egyes sorozatának tájolásáról, az egykristályos forgó módszereket alkalmazzák. A kristályon monokromatikus röntgennyaláb van. A kristály a főtengely körül forog, amelyre a Laue-egyenletek teljesülnek. Ebben az esetben a Bragg - Wolfe képletben szereplő q szög megváltozik. A diffrakciós maximumok a Laue-féle diffrakciós kúpok és a film hengeres felületének metszéspontjában találhatók (9. ábra). Az eredmény a 2. ábrán bemutatott típusú diffrakciós mintázat. 10. A különböző diffrakciós sorrend átfedése miatt azonban lehetséges komplikációk. Az eljárás jelentősen javítható, ha a kristály forgatásával egyidejűleg a filmet is bizonyos módon mozgatják.

Folyadékok és gázok vizsgálata. Ismeretes, hogy a folyadékok, a gázok és az amorf testek nem rendelkeznek megfelelőekkel kristályszerkezet. De itt, a molekulák atomjai között, ott kémiai kötésamelyek miatt a távolság közöttük szinte állandó marad, bár a molekulák a térben véletlenszerűen vannak orientálva. Az ilyen anyagok diffrakciós mintázatot adnak, viszonylag kis számú diffúz maximummal. Egy ilyen kép feldolgozása modern módszerek információt nyújt még az ilyen nem kristályos anyagok szerkezetéről is.
SZEKTROKÉMIAI Röntgenanalízis
Néhány évvel a röntgenfelfedezés után C. Barkla (1877-1944) felfedezte, hogy amikor egy nagy energiájú röntgen sugárzás folyik egy anyagon, akkor megjelenik a vizsgált elemre jellemző másodlagos fluoreszcens röntgen sugárzás. Röviddel ezután G. Mosley kísérleteinek egy sorozatában megmérte a primer karakterisztikus röntgensugárzás hullámhosszait, amelyeket különféle elemek elektronos bombázásával nyertek, és kiszámította a hullámhossz és az atomszám közötti összefüggést. Ezek a kísérletek, valamint Bragg találmánya a röntgen-spektrométer találmányáról megalapozták a spektrokémiai röntgen elemzést. Azonnal felismerték a röntgen sugárzás kémiai analízis lehetőségeit. Készítettünk egy fényképtáblán regisztrált spektrográfiákat, amelyekben a tesztminta röntgencső anódjaként viselkedett. Sajnos ez a módszer nagyon nehézkesnek bizonyult, és ezért csak akkor használták, amikor a szokásos kémiai elemzési módszerek nem voltak alkalmazhatók. Kiváló példa Az úttörő kutatás az analitikus röntgenspektroszkópia területén Heveshi G. és D. Coster által 1923-ban felfedezett új elem - a hafnium. A nagy teljesítményű röntgencsövek és a radiokémiai mérésekre érzékeny detektorok fejlesztése a második világháború alatt nagyrészt meghatározta a röntgen spektrográfia gyors növekedését a következő években. Ez a módszer széles körben elterjedt az elemzés gyorsasága, kényelme, roncsolásmentes jellege és a teljes vagy részleges automatizálás lehetősége miatt. Alkalmazható minden olyan elem kvantitatív és kvalitatív elemzéséhez, amelynek atomi száma nagyobb, mint 11 (nátrium). Noha a mintában a legfontosabb alkotóelemek meghatározására (0,1-100% tartalommal) a röntgen-spektrokémiai elemzést alkalmazzák, egyes esetekben 0,005% vagy ennél alacsonyabb koncentrációk esetén is alkalmas.
Röntgenspektrométer. A modern röntgen spektrométer három fő rendszerből áll (11. ábra): gerjesztő rendszerek, azaz röntgencső volfrám vagy más tűzálló anyag anódjával és tápegységgel; elemző rendszerek, azaz gázelemző kristály két többréses kollimátorral, valamint egy spektroszkópmérő a pontos igazítás érdekében; és regisztrációs rendszerek Geiger számlálóval vagy arányos vagy szcintillációs számlálóval, valamint egyenirányítóval, erősítővel, számláló eszközökkel és felvevővel vagy más rögzítő eszközzel.

Röntgen fluoreszcencia analízis. Az elemzett minta az izgalmas röntgen sugárzás útján helyezkedik el. A minta vizsgált régióját általában megkülönbözteti a kívánt átmérőjű lyukkal ellátott maszk, és a sugárzás áthalad egy kollimátoron, amely párhuzamos sugárt képez. Az analizátor kristály mögött a hasított kollimátor diffúz sugárzást bocsát ki a detektor számára. Általában a q maximális szöget 80-85 ° -ra korlátozzák, így csak az a röntgen sugárzás, amelynek l hullámhosszát az d egyenlőtlenség a d síkközi távolsággal társítja, diffrakcionálja az analizátor kristályán Röntgen mikroanalízis. A fent leírt síkkristály-elemző spektrométer alkalmazható mikroanalízisre. Ezt úgy lehet elérni, hogy szűkítjük vagy az elsődleges röntgennyalábot, vagy a minta által kibocsátott másodlagos sugárnyalábot. Ugyanakkor a tényleges mintaméret vagy a sugárzási nyílás csökkenése a detektált diffrakciós sugárzás intenzitásának csökkenéséhez vezet. Ennek a módszernek a javítását hajlított kristályspektrométerrel lehet elérni, amely lehetővé teszi az eltérő sugárzás kúpjának rögzítését, és nem csak a kollimátor tengelyével párhuzamos sugárzást. Egy ilyen spektrométerrel 25 mikronnál kisebb részecskék azonosíthatók. A vizsgált minta méretének még nagyobb csökkentését érjük el az elektronszonda röntgen-mikroanalíziskészítőben, amelyet R. Castan talált ki. Itt a minta jellegzetes röntgen sugárzását élesen fókuszált elektronnyaláb gerjeszti, amelyet egy ívelt kristályspektrométerrel analizálunk. Egy ilyen készülékkel 10-14 g nagyságrendű anyagmennyiséget lehet kimutatni az 1 μm átmérőjű mintában. Kidolgozták a minta elektronnyaláb letapogatására szolgáló berendezéseket is, amelyekkel kétdimenziós képet kaphat az elem azon mintáján történő eloszlásáról, amelyre a spektrométer be van hangolva a jellemző sugárzásra.
Orvosi röntgen-diagnosztika
A röntgen technológia fejlesztése jelentősen csökkentette az expozíciós időt és javította a képminőséget, lehetővé téve még a lágy szövetek tanulmányozását is.
Fluorography. Ez a diagnosztikai módszer az árnyékkép áttetsző képernyőről történő fényképezését foglalja magában. A beteg a röntgenforrás és a foszfor (általában cézium-jodid) síkképernyője között helyezkedik el, amely a röntgen sugárzás hatására világít. A változó sűrűségű biológiai szövetek röntgen árnyékokat hoznak létre, amelyeknek van különböző mértékben intenzitás. A radiológus megvizsgál egy árnyékképet a fluoreszkáló képernyőn és diagnosztizál. A múltban a radiológus a képet elemezve a látásra támaszkodott. Most elérhető változatos rendszereka kép megerősítése, tévéképernyőn történő megjelenítése vagy adatok rögzítése a számítógép memóriájában.
Röntgenografia. A röntgenfelvétel közvetlenül a fényképészeti filmre történő felvételét radiográfiának nevezzük. Ebben az esetben a vizsgált szerv a röntgenforrás és a film között helyezkedik el, amely információkat gyűjt a szerv állapotáról ebben a pillanatban idő. Az ismételt radiográfia lehetővé teszi annak további fejlődésének megítélését. A radiográfia lehetővé teszi, hogy nagyon pontosan megvizsgálja a csontszövet integritását, amely elsősorban kalciumból áll, és átlátszatlan a röntgen sugárzáshoz, valamint az izomszövet törésekhez. Segítségével jobb, mint sztetoszkóp vagy hallgatás, hogy elemezze a tüdő állapotát gyulladással, tuberkulózissal vagy folyadék jelenlétével. A radiográfia meghatározza a szív méretét és alakját, valamint annak változásainak dinamikáját a szívbetegségben szenvedő betegek esetében.
Kontraszt média. A röntgen sugárzásra átlátszó testrészek és egyes szervek üregei akkor válnak láthatóvá, ha olyan kontrasztanyaggal töltik meg, amely a test számára ártalmatlan, de lehetővé teszi az alak megjelenítését. belső szervek és ellenőrizze működését. A beteg vagy a kontrasztanyagokat szájon át veszi (például báriumsókat a gyomor-bél traktus vizsgálatában), vagy intravénásan adják be (például jódtartalmú oldatokat a vesék és húgyúti vizsgálatok során). BAN BEN utóbbi évekezeket a módszereket azonban felváltják a radioaktív atomok felhasználásán és az ultrahangon alapuló diagnosztikai módszerek.
CT vizsgálat. Az 1970-es években kifejlesztettek egy új röntgendiagnosztikai módszert, amely a test vagy annak részeinek teljes felmérésén alapul. A vékony rétegek („szeletek”) képeit a számítógép dolgozza fel, és a végső kép megjelenik a monitor képernyőjén. Ezt a technikát számítógépes tomográfiának nevezzük. A modern orvostudományban széles körben alkalmazzák beszivárgások, daganatok és egyéb agyi rendellenességek diagnosztizálására, valamint a test belsejében található lágyszöveti betegségek diagnosztizálására. Ez a technika nem követeli meg idegen bevezetését kontrasztanyagok és ezért gyorsabb és hatékonyabb, mint a hagyományos módszerek.
A Röntgen-sugárzás biológiai hatása
A röntgen káros biológiai hatását röviddel a röntgen felfedezése után fedezték fel. Kiderült, hogy az új sugárzás valami hasonlót okozhat leégés (eritéma), azonban a bőr mélyebb és tartósabb károsodása kíséri. A kialakuló fekélyek gyakran rákká váltak. Sok esetben az ujjakat vagy a kezét amputálni kellett. Végzetes kimenetelek voltak. Megállapítást nyert, hogy a bőrelváltozások elkerülhetők az idő és a sugárzás dózisának csökkentésével árnyékolás (például ólom) és távirányító segítségével. De fokozatosan felfedezték a röntgen expozíció további, hosszabb távú hatásait, amelyeket később megerősítettek és megvizsgáltak kísérleti állatokban. A röntgen hatása, valamint az egyéb ionizáló sugárzás (például radioaktív anyagok által kibocsátott gamma-sugárzás) a következőket foglalja magában: 1) a vér összetételének átmeneti változásai egy viszonylag kis felesleges sugárzás után; 2) visszafordíthatatlan változások a vér összetételében (hemolitikus vérszegénység) hosszantartó túlzott expozíció után; 3) a rák (beleértve a leukémiát) előfordulásának növekedése; 4) gyorsabb öregedés és korai halál; 5) szürkehályog előfordulása. Ezen túlmenően, egerekkel, nyulakkal és legyekkel (Drosophila) végzett biológiai kísérletek kimutatták, hogy a nagy populációk szisztematikus expozíciójának még a kis adagjai is a mutáció sebességének növekedése miatt káros genetikai hatásokhoz vezetnek. A legtöbb genetikus elismeri ezen adatok alkalmazhatóságát az emberi testben. A röntgen sugárzásnak az emberi testre gyakorolt \u200b\u200bbiológiai hatását a sugárzás dózisának szintje határozza meg, valamint az is, hogy a test melyik szerve volt kitéve a sugárzásnak. Például a vérbetegségeket a vérképző szervek, elsősorban a csontvelő besugárzása okozza, a genetikai következményeket a nemi szervek besugárzása okozza, ami szintén a sterilitáshoz vezethet. A röntgen sugárzásnak az emberi testre gyakorolt \u200b\u200bhatásáról szóló ismeretek felhalmozódása a megengedett sugárzási dózisokra vonatkozó nemzeti és nemzetközi szabványok kidolgozásához vezetett, amelyeket különféle referencia-kiadványokban publikáltak. A röntgen sugárzás mellett, amelyet az ember célszerűen használ, ott van az úgynevezett szétszórt oldalsó sugárzás is, amely különféle okokból merül fel, például az ólompajzs hiányosságának következtében fellépő szétszóródás miatt, amelyet ez a sugárzás nem vesz fel teljesen. Ezenkívül számos olyan elektromos készülék, amelyet nem röntgen sugárzás fogadására terveztek, melléktermékként generálja. Az ilyen eszközök közé tartoznak az elektronmikroszkópok, a nagyfeszültségű egyenirányító lámpák (kenotronok), valamint az elavult színes televíziók kémcsövei. A modern színes kémcsövek gyártása sok országban jelenleg kormányzati ellenőrzés alatt áll.
VESZÉLYES Röntgen-tényezők
Az emberrel végzett röntgen sugárterhelés típusa és súlyossága az expozícióval rendelkező személyek állandójától függ.
Röntgenberendezéssel dolgozó szakemberek. Ez a kategória magában foglalja a radiológusokat, a fogorvosokat, valamint a tudományos és műszaki dolgozókat, valamint a röntgenberendezéseket kiszolgáló és használó személyzetet. Hatékony intézkedéseket hoznak annak érdekében, hogy csökkentsék a sugárzás szintjét.
A betegek. Itt nincsenek szigorú kritériumok, és a kezelés során a betegek biztonságos expozíciós szintjét a kezelő orvos határozza meg. Az orvosok nem javasolják röntgenbetegek igénye nélkül. Különös figyelmet kell fordítani a terhes nők és gyermekek vizsgálatakor. Ebben az esetben különleges intézkedéseket kell hozni.
Ellenőrzési módszerek. Itt van három szempont szem előtt tartva:
1) megfelelő felszerelés rendelkezésre állása, 2) a biztonsági előírások betartásának ellenőrzése, 3) a felszerelés helyes használata. Nál nél röntgen vizsgálat csak a kívánt területet szabad kitetni sugárzásnak, legyen szó fogászati \u200b\u200bvagy tüdővizsgálatról. Vegye figyelembe, hogy a röntgenkészülék kikapcsolása után az elsődleges és a másodlagos sugárzás is eltűnik; nincs olyan maradó sugárzás is, amelyet még azok, akik munkájukhoz közvetlenül kapcsolódnak, nem mindig ismerik.
Lásd még

A röntgen sugárzást elektromágneses hullámok ábrázolják. A röntgenhullámhossz 100 és 10-3 nm között lehet. Az elektromágneses hullámokkal ellátott speciális skála szerint a gamma sugárzás és az UV sugárzás között röntgenfelvétel található. A röntgen a tizenkilencedik század végén jelent meg, a díjazottnak köszönhetően Nóbel díj K. Roentgen.

Rövid információk

A röntgen jellegét 1895-ben elismerték. A történelem szerint a röntgen tulajdonságainak felfedezése V. K. Roentgen fizikushoz tartozik. Egy ilyen felfedezés áttörést jelentett a történelemben, amely lehetőséget adott az embernek, hogy röntgenfelvételeket használjon a gyógyászatban. Bizonyos hatással van az emberi testre. Meg kell jegyezni, hogy egy ilyen felfedezés felbecsülhetetlen mértékben hozzájárult az orvostudomány jövőjének fejlődéséhez.

Az ilyen sugárzásnak megfelelő elektromágneses hullámai vannak, amelyek hossza száz és 10-3 nm között lehet. A rövidhullámú sugárzást a hosszúhullám blokkolja, és fordítva.

A fókuszáláshoz többrétegű tükröket használnak, amelyek képesek a sugárzás akár 40% -át tükrözni. Leggyakrabban az emberi test sugárzása kemény hatást fejt ki. Vannak azonban konkáv tükrök, hasonlóak az optikai tükrökhöz, de tartalmaznak a lemez külső részét, amely röntgen sugarat tükröz, és lágy hatású. A fókusz fontos szerepet játszik, amely segít megelőzni a test súlyos hatásait.

A röntgenkibocsátás a megfelelő csövekben fordul elő. A cső egy speciális üveg izzó, amely nagy vákuumot tartalmaz. A cső elektródákkal van ellátva, nevezetesen K (katód), valamint A (anód), és nagyfeszültség van hozzájuk csatlakoztatva. A katód elektronforrás, az anód ferde felületű fém rudat tartalmaz. Az ilyen szerkezetnek van olyan anyaga, amelynek hővezető tulajdonságai vannak. Az elektronbombázáskor alakulnak ki. A ferde vég egy fémlemez volfrámmal van ellátva.

A röntgen sugárzásnak saját sugárforrása lehet természetes (radioaktív izotópok), valamint mesterséges (csövek). A cső vákuumot és két elektródot tartalmaz. Az elektronokat a katód melegíti, a mező miatt meglehetősen tisztességes sebességet szerezve. Ezen elektronok felhasználásával, vákuumban, a röntgenhatások kölcsönhatásba lépnek az anyaggal. Ennek eredményeként az ilyen kibocsátásoknak két fő típusa van.

A röntgen sugárzás típusai:

• jellegzetes;
• fék.

Az összes elektron energia mintegy egy százaléka sugarakká alakul. A fennmaradó energia hőáram formájában érkezik. E célból az anód munkafelületét tűzálló anyagokból készítik.

Jellemző sugárzás

Amikor kapcsolat lép fel az anód atomok és a katód elektronok között, röntgenkép alakul ki a bremsstrahlung-nal együtt, amelynek tartománya külön vonalakkal rendelkezik. Az ilyen sugárzásnak, nevezetesen a jellegzetes röntgen sugárzásnak különleges eredete van.

Egyszerű szavakkal, a katód elektronok átjutnak az atomba. Az üres helyet azokkal az elektronok töltik meg, amelyek a felső héjában voltak, így kiszámolhatja a emisszióképességet. Frekvenciakészletet tartalmaz, amelyet úgynevezett - jellegzetes röntgen sugárzás.

A Mosley-törvény egy speciális törvény, amely képes kombinálni a jellemző vizsgálatának spektrális vonalainak gyakoriságát a kémiai elemek számával. A törvény 1913-ban került felfedezésre G. Mosley-nak köszönhetően. Ez a felfedezés egyértelmű bizonyíték arra, hogy a periódusos rendszer összes eleme megtalálható, igaz, ami hozzájárult a fizikai jelentés kiszámításához.

Moseley törvénye kimondja, hogy a karakterisztikus tartomány nem képes kimutatni az optikai spektrumban rejlő periódikus mintázatot. Egyszerű szavakkal: Mosley segít meghatározni a számot kémiai elem, a jellemző sugárzási tartomány használatának idején, amely fontos szerepet játszott az elemek táblában való elrendezésében.

Féklámpa

Amikor egy elektron egy adott környezetben mozog, elveszíti saját sebességét. Negatív gyorsulás jelenik meg. Az anódban az elektronok lassulása során keletkező sugárzást bremsstrahlung-nak hívják. Tulajdonságait speciális tényezők alapján határozzák meg, nevezetesen:

• a sugárzás bizonyos kvantumokban történik, energiájuk a képlet frekvenciájához kapcsolódik;
• az anódot elérő elektronok energiája egyenlő;
• az energia átvihető az anyagba, hogy melegítse.

Csillapítási törvény

Az anyag kétféle módon érintkezhet egy anyaggal:

• fotoeffekt - foton abszorpciója;
• szórás.

A szórás a következő:

• Rugalmas vagy koherens. Ilyen szórás akkor fordul elő, ha a fotonnak nincs elegendő energiája az atomionizációs folyamat végrehajtásához. A koherens szórás alkalmazáshoz vezet különböző utak mozgás közben az energia változatlan marad. Ez az oka annak, hogy ezt a fajta szórást koherensnek nevezzük.
• Kompton vagy inkoherens szórás. Ez a típus szóródás akkor lehetséges, ha a fotonnak lényegesen több energiája van, mint a belső ionizációs energia szintjén. Ezzel a szórással a mozgás iránya megváltozik, az energia kevesebb lesz.

Néhány szót kell mondanom a röntgencsillapítás törvényéről. Amikor ez bekövetkezik, a fotoelektromos hatás és a röntgen szóródása csökkenti a sugárzás sugarat. Így gyengült. A csillapítási törvény felfedezése exponenciális. A sugárzásnak a speciális atomok általi csökkentése az additív tulajdonságokkal rendelkezik. Például, ha az egyes alkatrészek tömegcsillapítási együtthatóját használja, akkor megtalálhatja a komplexebb elemek tömegcsillapítását. Ebben az esetben a megfelelő képletet kell használnia.

A képlet alkalmazásával megismerheti a lineáris csillapítási együttható jellemzőit megegyezik az összeggel 3 kifejezés, amelyek fotoelektromos effektusra és szórásra utalnak. A csillapítási együttható a kibocsátás tartományától függ. A csillapítási együttható kiszámításának sebessége a tömegcsillapítási együttható befolyásától függ, amely megegyezik a lineáris együtthatóval az elem sűrűségével. Az összetett anyagok együtthatójának meghatározásához kémiai képletre van szüksége.

Monokróm sugárzás

A monokromatikus sugárzás belép a kristályrácsba, diffraktál, majd terjedés és szóródás következik be. Hasonló sugarak képesek zavarni. A hullámhosszú monokróm röntgen sugárzás a grafitot terjeszti. Ennek az elektromágneses sugárzásnak egyetlen frekvenciája van.

A következő módon szerezhető be:

• diffrakciós rács;
• lézer;
• prizmatikus rendszer;
• különféle fényforrások;
• kisülőlámpa.

Az alfa-sugárzás jellemzői

Az alfa-sugárzás egy olyan speciális fluxus, amely pozitív töltésű részecskékből áll, sebessége 20 ezer km / s. Az alfa-sugarak nagy sorozatszámú atommagok bomlása után fordulnak elő. A patak energiája 2-11 MeV. Ami az alfa-részecskék kiszabadulását illeti, az egész az anyag lényegétől és sebességétől függ.

Fontos megjegyezni, hogy az alfa-részecskék hatalmasak, energikusak és ionizációt okoznak.

A kapott alfa-részecskék (nem a röntgenáram) negatív hatással vannak az emberi testre. Egy darab papír segítségével visszatarthatja az alfa-részecskéket, hogy azok ne tudják behatolni az emberi bőrbe.

Az alfa-sugárzás nem jelent veszélyt az emberi testre, amíg az alfa-részecskék kibocsátásában részt vevő radioaktív anyagok nem jutnak be a testbe a sebön keresztül. Ha az alfa-sugárzás levegővel, táplálékkal jut az emberi testbe súlyos veszély Egészség.

Vevőkészülékek fajtái

A gyógyászatban kapható röntgenvevők többféle típusúak:

• dosimetrikus számláló;
• film;
• fényérzékeny lemez;
• fluoreszkáló képernyő;
• elektron-optikai átalakító.

Ezen vevőkészülékek mindegyikének eltérő hatása van az emberi testre, mivel más tartomány működik. A vevők adatai alapján a következő röntgen kutatási módszereket fejlesztették ki:

• átvilágítás;
• radiográfiai;
• electrorengenography;
• digitális röntgen;
• röntgen televízió.

Hatások az emberi testre

Annak ellenére, hogy a röntgenfelvételek hatalmas előnyei vannak a gyógyászatban, kiderült, hogy ezeknek a testre gyakorolt \u200b\u200bhatása meglehetősen súlyos. Ezért fontos, hogy a gyógyászatban speciális védőeszközöket használjunk.

Az emberi test röntgenfelvétel után:

• a sugárzás bőrváltozásokat, égési sérüléseket okozhat, amelyek nagyon hosszú ideig gyógyulnak;
• tekintettel a röntgen tulajdonságaira, a vizsgálatok, valamint az infravörös, ultraibolya sugárterhelés folyamatos lehet. Például: az öregedés üteme növekszik, a vér összetétele megváltozik, a leukémia kialakulásának kockázata;
• a röntgen elleni speciális védelem segít elkerülni az ilyen károkat, ezért szükség van ólomvédelemre, valamint a folyamat távolról történő vezérlésére;
• a következmények attól függnek, hogy melyik szervet besugárzták, valamint az adagot. Például, meddőség jelentkezhet;
• a szisztematikus expozíció genetikai mutációkat okoz.

Számos tapasztalatnak, tanulmánynak köszönhetően a szakemberek képesek voltak a megfelelő védelem előkészítésére, valamint a sugárzás adagolására vonatkozó nemzetközi szabvány kidolgozására.

A következő védelmi módszerek állnak rendelkezésre:

• speciális eszköz, amely megmentheti az alkalmazottakat;
• kollektív védelem, nevezetesen: mobil, helyhez kötött;
• pénzeszközök a betegek számára;
• közvetlen röntgen sugarai.

Az összes szükséges intézkedés betartásával megvédheti saját egészségét.

Különböző kibocsátások jellemzői

A sugárzásnak több fajtája létezik, amelyek mindegyike rendelkezik bizonyos hatástartományúakkal, nevezetesen:

• ultraibolya;
• infravörös;
• x-ray.

meg kell említeni, hogy infravörös sugárzás 3 1011 - 3,75 1014 Hz frekvenciatartományban működik. A forrás egy meleg test. Például az infravörös sugárzás megtalálható a fűtőelemekben, kályhákban, fűtőberendezésekben, lámpákban. Ezért nagyon gyakran nevezik infravörös hullámokat termikusnak.

Ultraibolya sugárzás egy bizonyos tartományban működik, nevezetesen 8 1014–3 1016 Hz. Az ultraibolya sugárzás nagyon magas kémiai aktivitással rendelkezik. Vizuális képeket okozhatnak, mivel láthatatlanok.

Ami a röntgen sugárzást illeti, annak tartománya 3 1016 és 3 1020 Hz között van. Nagyon fontos, hogy megvédje magát a sugár negatív hatásaival szemben, mivel a következmények szomorúak lehetnek!

A modern orvostudományban hatalmas szerepet játszik a röntgen, a röntgen felfedezésének története a 19. századra nyúlik vissza.

A röntgen olyan elektromágneses hullámok, amelyek elektronok részvételével keletkeznek. A töltött részecskék gyors gyorsulásával mesterséges röntgen sugárzás jön létre. Speciális berendezéseken halad át:

• röntgencsövek;
• töltött részecskegyorsítók.

Felfedezési történet

Roentgen német tudós feltalálta ezeket a sugarakat 1895-ben: miközben katódsugárral dolgozott, felfedezte a platina-cianid-bárium fluoreszcens hatását. Aztán leírásra került az ilyen sugarak és azok csodálatos képessége, hogy behatoljanak a test szövetébe. A sugarakat röntgennek (röntgennek) hívták. Később Oroszországban röntgenképnek hívták őket.

A röntgen a falakon keresztül is áthatolhat. Tehát a röntgen rájött, hogy megtette legnagyobb felfedezés a medecinben. Ettől az időtől kezdve alakultak a tudomány külön szakaszai, például a radiológia és a radiológia.

A sugarak képesek behatolni a lágy szövetekbe, de késleltetve vannak, hosszukat a kemény felület akadálya határozza meg. Puha szövetek ban ben az emberi test - ez a bőr, és kemény - ezek a csontok. 1901-ben a tudós Nobel-díjat kapott.

Még William Conrad Roentgen felfedezése előtt más tudósok érdeklődtek hasonló témában. 1853-ban Antoine-Philibert Mason francia fizikus egy üvegcsőben vizsgálta az elektródák közötti nagyfeszültségű kisülést. Az benne lévő gáz alacsony nyomáson vöröses ragyogást vált ki. A fölösleges gáz kivezetése a csőből az izzás bomlásához vezetett az egyes fényrétegek komplex sorozatához, amelynek árnyalata a gáz mennyiségétől függött.

1878-ban William Crookes (angol fizikus) azt állította, hogy a fluoreszcencia a sugaraknak a cső üvegfelületére gyakorolt \u200b\u200bhatásáról származik. De ezeket a tanulmányokat sehol nem tették közzé, így Roentgen nem tudott ilyen felfedezésekről. A felfedezéseinek 1895 - ben közzététele után tudományos folyóirat, ahol a tudós azt írta, hogy az összes test átlátszó ezeknek a sugaraknak, bár más tudósok nagyon eltérő mértékben érdeklődtek hasonló kísérletek iránt. Megerősítették a röntgen feltalálását, és később megkezdték a röntgen fejlesztését és fejlesztését.

Maga Wilhelm Roentgen újabb két publikációt tett közzé tudományos munkák a röntgenfelvételek témájában 1896-ban és 1897-ben, majd más tevékenységeket folytatott. Így több tudós feltalálta a röntgenfelvételeket, de a röntgenfelvétel publikálta tudományos munkák ez alkalommal.

Képszerzési alapelvek

A sugárzás jellemzőit megjelenésük természete határozza meg. A sugárzás oka elektromágneses hullám. Fő tulajdonságai a következők:

1. Visszaverődés. Ha a hullám merőlegesen érinti a felületet, akkor nem tükröződik. Bizonyos helyzetekben a gyémánt rendelkezik a visszaverődés tulajdonságával.
2. Az a képesség, hogy behatoljon a szövetekbe. Ezenkívül a sugarak áthaladhatnak az olyan anyagok átlátszatlan felületein is, mint a fa, a papír stb.
3. Nedvszívó képessége. Az abszorpció az anyag sűrűségétől függ: minél sűrűbb, annál nagyobb a röntgenfelvétel.
4. Egyes anyagok fluoreszcenciát mutatnak, azaz lumineszcenciát mutatnak. Amint a sugárzás megszűnik, a fény is elmúlik. Ha ez folytatódik még a sugarak befejezése után, akkor ezt a hatást foszforeszcenciának nevezzük.
5. A röntgen sugallhatja a filmet és a látható fényt is.
6. Ha a sugár áthalad a levegőn, akkor ionizáció lép fel a légkörben. Ezt az állapotot villamosan vezetőnek nevezzük, és egy doziméter segítségével határozzuk meg, amely beállítja a sugárzás dózisát.

Sugárzás - kár és haszon

Amikor felfedezték, Roentgen fizikus még csak el sem tudta képzelni, mennyire veszélyes a találmánya. BAN BEN régi idők az összes sugárzást előidéző \u200b\u200beszköz messze nem volt tökéletes, és ennek eredményeként a sugárzott sugárzás nagy dózisai voltak. Az emberek nem értették az ilyen sugárzás veszélyeit. Bár egyes tudósok akkor is előterjesztették a röntgen veszélyeinek verzióját.

A szövetekbe hatoló röntgen biológiai hatást gyakorol rájuk. A sugárzási dózis egység röntgen / óra. A legfontosabb befolyás az ionizáló atomokra, amelyek a szövetekben vannak. Ezek a sugarak közvetlenül az élő sejt DNS-szerkezetére hatnak. Az ellenőrizetlen sugárzás következményei a következők:

• sejt mutáció;
• a daganatok megjelenése;
• sugárzás égése;
• sugárbetegség.

A röntgen vizsgálatok ellenjavallatai:

1. Súlyos állapotú betegek.
2. Terhesség esedékessége negatív hatás a magzatra.
3. Vérző vagy nyitott pneumothoraxban szenvedő betegek.

Hogyan működik a röntgen, és hol használják?

1. A gyógyászatban. A radiodiagnózist az élő szövetek áttetsződéséhez használják annak érdekében, hogy a testben bizonyos rendellenességeket kimutathassanak. A röntgen terápiát a daganatos képződmények kiküszöbölésére végezzük.
2. A tudományban. Kiderül az anyagok szerkezete és a röntgen jellege. Az ilyen kérdésekkel olyan tudományok foglalkoznak, mint a kémia, a biokémia, a krisztallográfia.
3. Iparban. A fémtermékek megsértésének azonosítása.
4. A lakosság biztonsága érdekében. A röntgenfelvételeket a repülőterekre és más nyilvános helyekre telepítik a poggyász átvizsgálása céljából.

A röntgen sugárzás orvosi felhasználása. Az orvostudományban és a fogászatban a röntgenfelvételeket széles körben használják a következő célokra:

1. Betegségek diagnosztizálására.
2. A metabolikus folyamatok nyomon követése.
3. Sok betegség kezelésére.

A röntgen alkalmazása gyógyászati \u200b\u200bcélokra

A csonttörések kimutatása mellett a röntgenfelvételeket széles körben használják a gyógyászati \u200b\u200bcélokra. A röntgen speciális felhasználása az alábbi célok elérése:

1. A rákos sejtek elpusztítása.
2. A daganat méretének csökkentése érdekében.
3. A fájdalom csökkentése érdekében.

Például az endokrinológiai betegségekben alkalmazott radioaktív jódot aktívan használják a rákban. pajzsmirigyezáltal sok embernek segít megszabadulni ettől szörnyű betegség. Jelenleg a bonyolult betegségek diagnosztizálása érdekében a röntgenfelvételeket a számítógépekhez kapcsolják, végül megjelennek legújabb technikák tanulmányok, mint cT vizsgálat és számítógépes axiális tomográfia.

Az ilyen letapogatás az orvosok számára színes képeket nyújt, amelyekben láthatja az ember belső szerveit. A belső szervek munkájának észleléséhez elegendő egy kis adag sugárzás. Szintén széles körben alkalmazott röntgenfelvételek a fizioterápiában.

A röntgen fő tulajdonságai

1. Áttörő képesség. A röntgen minden testét átlátszónak tekintik, és az átlátszóság mértéke a test vastagságától függ. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően kezdték el használni a gyógyszert a gyógyászatban a szervek működésének, a törések és idegen testek a szervezetben.
2. Képesek egyes tárgyak ragyogását okozni. Például, ha báriumot és platinát alkalmaznak kartonra, akkor a sugarak által végzett letapogatás zöldessárga színűvé válik. Ha a kezét a röntgencső és a képernyő közé helyezi, a fény inkább a csontba hatol, mint a szövetbe, tehát a képernyő világosabbá válik, mint bármi más. csontés az izom kevésbé világos.
3. Akció a filmre. A röntgen képes a filmet sötétté tenni, mint a fény, ez lehetővé teszi az árnyék oldalának fényképezését, amelyet a testek röntgenfelvételekkel történő vizsgálatával kapunk.
4. A röntgen sugarak ionizálhatják a gázokat. Ez lehetővé teszi nem csak a sugarak megtalálását, hanem azok intenzitásának feltárását a gáz ionizációs áramának mérésével.
5. Biokémiai hatással vannak az élőlények testére. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a röntgenfelvételeket széles körben alkalmazzák a gyógyászatban: mind bőr-, mind belső szervek betegségeket kezelhetik. Ebben az esetben a sugárzás kívánt dózisát és a sugarak időtartamát választjuk meg. Az ilyen kezelés tartós és túlzott használata nagyon káros és romboló a testre.

A röntgen használata sok emberi életet ment meg. A röntgen nemcsak a betegség időben történő diagnosztizálásában segít, hanem a sugárterápiás kezelési módszerek megkönnyítik a betegeket a különböző kóros betegségektől, kezdve a hipertireoidizmussal és a csontszövetek rosszindulatú daganataival.