Rentgeno spindulys
  nematoma radiacija, galinti prasiskverbti į visas medžiagas, nors ir skirtingai. Yra a elektromagnetine spinduliuote   kurių bangos ilgis yra apie 10–8 cm. Kaip ir matoma šviesa, rentgeno spinduliuotė sukelia juodos spalvos filmo juodėjimą. Ši savybė svarbi medicinai, pramonei ir moksliniai tyrimai. Praeidamas pro tiriamą objektą ir tada nukritęs ant plėvelės, rentgeno spinduliuotė jį vaizduoja vidinė struktūra. Kadangi skirtingų medžiagų rentgeno spindulių skverbimo galia skiriasi, objekto dalys, kurios yra mažiau skaidrios, nuotraukoje sukuria lengvesnes dalis nei tos, per kurias spinduliuotė gerai prasiskverbia. Taigi kaulinis audinys rentgeno spinduliuotei yra mažiau skaidrus nei audiniai, iš kurių susidaro oda ir vidaus organai. Todėl roentgenogramoje kaulai nurodomi kaip lengvesni plotai, o lūžio vieta, kuri yra skaidresnė radiacijai, gali būti gana lengvai aptinkama. Rentgeno vaizdai taip pat naudojami odontologijoje aptikti ėduonį ir abscesus dantų šaknyse, taip pat pramonėje aptikti liejinių, plastikų ir gumos įtrūkimus. Rentgeno spinduliai naudojami chemijoje junginių analizei ir fizikoje tiriant kristalų struktūrą. Rentgeno spinduliuotės pluoštas, praeinantis per cheminį junginį, sukelia būdingą antrinę spinduliuotę, kurios spektroskopinė analizė leidžia chemikui nustatyti junginio sudėtį. Kai sija krinta ant kristalinės medžiagos rentgeno spinduliai   išsklaidyti krištolo atomai, pateikiant aiškų teisingą dėmelių ir juostų vaizdą ant fotografinės plokštelės, leidžiančią nustatyti vidinę kristalo struktūrą. Rentgeno spindulių naudojimas gydant vėžį yra pagrįstas tuo, kad jis žudo vėžio ląstelės. Tačiau tai gali turėti nepageidaujamą poveikį normalioms ląstelėms. Todėl, naudojant rentgeno spindulius, reikia būti labai atsargiems. Rentgeno spinduliuotę atrado vokiečių fizikas W. Roentgenas (1845–1923). Jo vardas įamžintas kai kuriais kitais fiziniais terminais, susijusiais su šia radiacija: Rentgeno spinduliai yra tarptautinis jonizuojančiosios spinduliuotės dozės vienetas; vaizdas, padarytas rentgeno aparatu, vadinamas rentgeno spinduliu; Radiologinės medicinos sritis, kurioje rentgeno spinduliai naudojami diagnozuoti ir gydyti ligas, vadinama radiologija. Rentgeno spinduliuotę atrado 1895 m., Būdamas fizikos profesoriumi Viurcburgo universitete. Atlikdamas eksperimentus su katodiniais spinduliais (elektronų srautais išlydžio vamzdeliuose), jis pastebėjo, kad prie vakuuminio vamzdelio esantis ekranas, padengtas kristaliniu bario cianoplatinitu, švyti ryškiai, nors pats vamzdis yra padengtas juodu kartonu. Rentgenas taip pat nustatė, kad jo atrastų nežinomų spindulių, kuriuos jis pavadino rentgeno spinduliais, skverbimosi galia priklauso nuo sugeriančios medžiagos sudėties. Jis taip pat gavo savo rankos kaulų atvaizdą, padėdamas jį tarp išleidimo vamzdžio su katodo spinduliais ir ekrano, padengto bario cianoplatinitu. Po rentgeno spinduliuotės atradimo sekė kitų tyrėjų eksperimentai, kurie atrado daug naujų šios radiacijos savybių ir pritaikymų. Didelį indėlį įnešė M. Lauet, V. Friedrich ir P. Knipping, kurie 1912 m. Pademonstravo rentgeno spindulių difrakciją praleidžiant jį pro kristalą; W. Coolidge'as, kuris 1913 m. Išrado aukšto vakuumo rentgeno vamzdelį su šildomu katodu; G. Mosley, 1913 m. Nustatęs ryšį tarp radiacijos bangos ilgio ir elemento atominio skaičiaus; G. ir L. Braggie, 1915 m. Gavę Nobelio premiją už rentgeno analizės pagrindų parengimą.
RADIACIJOS RADIACIJA
  Rentgeno spinduliuotė atsiranda, kai dideliu greičiu judantys elektronai sąveikauja su materija. Kai elektronai susiduria su medžiagos atomais, jie greitai praranda kinetinę energiją. Šiuo atveju didžioji jo dalis virsta šiluma, o nedidelė dalis, paprastai mažesnė nei 1%, virsta rentgeno energija. Ši energija išsiskiria kvantų pavidalu - dalelėmis, vadinamomis fotonais, kurios turi energiją, bet kurių poilsio masė lygi nuliui. Rentgeno spindulių fotonai skiriasi savo energija, atvirkščiai proporcingi jų bangos ilgiui. prie įprastu būdu gaunantys rentgeno spindulius gauna platų bangų ilgį, kuris vadinamas rentgeno spektru. Spektrą sudaro ryškūs komponentai, kaip parodyta fig. 1. Platus „tęstinumas“ vadinamas ištisiniu spektru arba baltąja spinduliuote. Aštrios viršūnės, kertančios ją, vadinamos būdingomis rentgeno spinduliuotės linijomis. Nors visas spektras yra elektronų susidūrimo su materija rezultatas, jo plačiosios dalies ir linijų atsiradimo mechanizmai yra skirtingi. Medžiaga susideda iš daugybės atomų, kurių kiekvienas turi branduolį, apsuptą elektronų apvalkalų, o kiekvienas elektronas, esantis tam tikro elemento atomo apvalkale, užima tam tikrą diskretinį energijos lygį. Paprastai šie apvalkalai arba energijos lygiai žymimi simboliais K, L, M ir kt., Pradedant nuo korpuso, esančio arčiausiai šerdies. Kai kritęs elektronas, turintis pakankamai didelę energiją, susiduria su vienu iš atomo surištų elektronų, jis nuplėšia šį elektroną nuo jo korpuso. Tuščią vietą užima kitas elektronas iš apvalkalo, kuris atitinka didelę energiją. Pastarasis išskiria perteklinę energiją skleidžiant rentgeno fotoną. Kadangi apvalkalo elektronai turi atskiras energijos vertes, gaunami rentgeno fotonai taip pat turi diskretinį spektrą. Tam tikros bangos ilgio aštrios smailės atitinka tai, kurių specifinės vertės priklauso nuo tikslinio elemento. Būdinga linija sudaro K-, L- ir M-serijas, atsižvelgiant į tai, iš kurio apvalkalo (K, L ar M) elektronas buvo pašalintas. Ryšys tarp rentgeno bangos ilgio ir atominio skaičiaus vadinamas Mosley dėsniu (2 pav.).

Jei elektronas susiduria su palyginti sunkiu branduoliu, tada jis yra slopinamas, o jo kinetinė energija yra išleidžiama kaip maždaug tokios pačios energijos rentgeno fotonas. Jei jis skris pro branduolį, jis praras tik dalį savo energijos, o likusioji dalis bus perduota kitiems jo keliams atomai. Kiekvienas energijos praradimo aktas sukelia tam tikros rūšies energijos fotono išmetimą. Atsiranda nepertraukiamas rentgeno spektras, kurio viršutinė riba atitinka greičiausio elektrono energiją. Tai yra nenutrūkstamo spektro susidarymo mechanizmas, o maksimali energija (arba minimalus bangos ilgis), fiksuojanti nenutrūkstamo spektro ribą, yra proporcinga pagreičio įtampai, nuo kurios priklauso krentančių elektronų greitis. Spektrinės linijos apibūdina susprogdinto taikinio medžiagą, o ištisinis spektras nustatomas pagal elektronų pluošto energiją ir praktiškai nepriklauso nuo tikslinės medžiagos. Rentgeno spinduliuotę galima gauti ne tik bombarduojant elektronus, bet ir švitinant taikinį rentgeno spinduliuote iš kito šaltinio. Tačiau šiuo atveju dauguma   krintančio pluošto energija patenka į būdingą rentgeno spindulių spektrą ir labai maža jo dalis patenka į ištisinį. Akivaizdu, kad kritiniame rentgeno spindulyje turi būti fotonų, kurių energijos pakanka sužadintoms bombarduojamo elemento linijoms. Didelis procentas energijos vienam būdingam spektrui daro šį rentgeno sužadinimo metodą patogų moksliniams tyrimams.
Rentgeno vamzdeliai.   Norint gauti rentgeno spindulius dėl elektronų sąveikos su materija, reikia turėti elektronų šaltinį, priemones jiems pagreitinti iki didelio greičio ir taikinį, kuris galėtų atlaikyti elektroninį sprogdinimą ir suteikti norimo intensyvumo rentgeno spindulius. Prietaisas, turintis visa tai, vadinamas rentgeno vamzdeliu. Ankstyvieji tyrėjai naudojo „giliai evakuotus“ vamzdelius, tokius kaip modernūs dujų išleidimo vamzdžiai. Vakuumas juose nebuvo labai didelis. Iškrovimo mėgintuvėliuose yra mažas kiekis dujos, o kai vamzdžio elektrodams taikomas didelis potencialo skirtumas, dujų atomai virsta teigiamais ir neigiamais jonais. Teigiami juda į neigiamą elektrodą (katodą) ir, krisdami ant jo, išmuša iš jo elektronus, o jie, savo ruožtu, juda į teigiamą elektrodą (anodą) ir, bombarduodami jį, sukuria rentgeno fotonų srautą. Šiuolaikiniame rentgeno vamzdyje, kurį sukūrė Coolidge (3 pav.), Elektronų šaltinis yra volframo katodas, kaitinamas iki aukšta temperatūra. Elektronai įsibėgėja dideliu greičiu dideliu potencialo skirtumu tarp anodo (arba antikatodo) ir katodo. Kadangi elektronai turi pasiekti anodą be susidūrimo su atomais, reikalingas labai didelis vakuumas, kuriam reikia gerai išpumpuoti vamzdelį. Tai taip pat sumažina likusių dujų atomų ir susijusių šoninių srovių jonizacijos tikimybę.

  Elektronai sufokusuojami ant anodo, naudojant specialios formos elektrodą, supantį katodą. Šis elektrodas vadinamas fokusuojančiu elektrodu ir kartu su katodu sudaro vamzdžio „elektroninį prožektorių“. Elektronų bombarduojamas anodas turi būti pagamintas iš ugniai atsparios medžiagos, nes didžioji dalis bombarduojančių elektronų kinetinės energijos virsta šiluma. Be to, pageidautina, kad anodas būtų pagamintas iš medžiagos, turinčios didelį atominį skaičių, nes rentgeno spinduliuotė padidėja didėjant atominiam skaičiui. Anodo medžiaga dažniausiai pasirenkamas volframas, kurio atominis skaičius yra 74. Rentgeno vamzdžių konstrukcija gali būti skirtinga, atsižvelgiant į naudojimo sąlygas ir reikalavimus.
Rentgeno spinduliuotės aptikimas
Visi rentgeno aptikimo metodai yra pagrįsti jų sąveika su medžiaga. Detektoriai gali būti dviejų tipų: tie, kurie suteikia vaizdą, ir tie, kurie neturi. Pirmieji apima rentgeno fluorografijos ir fluoroskopijos prietaisus, kuriuose rentgeno spindulys praeina per tiriamą objektą, o perduodama radiacija patenka į liuminescencinį ekraną ar plėvelę. Vaizdas susidaro dėl to, kad skirtingos tiriamo objekto dalys sugeria radiaciją skirtingais būdais - priklausomai nuo medžiagos storio ir jos sudėties. Detektoriuose su liuminescenciniu ekranu rentgeno spinduliuotės energija paverčiama tiesiogiai stebimu vaizdu, o rentgeno metu ji įrašoma į jautrią emulsiją ir gali būti stebima tik sukūrus plėvelę. Antrojo tipo detektorius apima daugybę prietaisų, kuriuose rentgeno spinduliuotės energija paverčiama elektriniais signalais, apibūdinančiais santykinį radiacijos intensyvumą. Tai apima jonizacijos kameras, Geigerio skaitiklį, proporcinį skaitiklį, scintiliacijos skaitiklį ir kai kuriuos specialius detektorius, pagrįstus kadmio sulfidu ir selenidu. Šiuo metu efektyviausiais detektoriais gali būti laikomi scintiliacijos skaitikliai, kurie gerai veikia plačiame energijos diapazone.
Taip pat žiūrėkite   DALIŲ DIKTORIAI. Detektorius parenkamas atsižvelgiant į užduoties sąlygas. Pvz., Jei jums reikia tiksliai išmatuoti difrakcijuotos rentgeno spinduliuotės intensyvumą, tada naudojami skaitikliai, kurie leidžia matuoti procento trupmenos tikslumu. Jei jums reikia užregistruoti daug difrakcinių pluoštų, tada patartina naudoti rentgeno juostą, nors tokiu atveju neįmanoma nustatyti tokio paties tikslumo ryškumo.
Rentgeno spinduliuotės ir gama defektoskopija
  Vienas iš labiausiai paplitusių rentgeno spindulių taikymo pramonėje yra medžiagų kokybės kontrolė ir trūkumų aptikimas. Rentgeno metodas nėra naikinantis, todėl, jei bus nustatyta, kad tiriama medžiaga atitinka būtinus reikalavimus, ją galima naudoti pagal paskirtį. Tiek rentgeno, tiek gama spindulių tikrinimas pagrįstas rentgeno spinduliuotės skverbimosi jėga ir jos absorbcijos medžiagose charakteristikomis. Skverbimąsi lemia rentgeno fotonų energija, kuri priklauso nuo pagreičio įtampos rentgeno vamzdyje. Todėl stori mėginiai ir mėginiai iš sunkieji metalaipavyzdžiui, auksui ir uranui, norint juos ištirti, reikalingas aukštesnės įtampos rentgeno spindulių šaltinis, o ploniems mėginiams pakanka mažesnės įtampos šaltinio. Labai didelių liejinių ir didelių valcavimo produktų gama spinduliuotės patikrinimui naudojami betatronai ir linijiniai greitintuvai, kurie daleles pagreitina iki 25 MeV ar didesnės energijos. Rentgeno spinduliuotės sugertis medžiagoje priklauso nuo absorberio storio d ir absorbcijos koeficiento m ir yra nustatoma pagal formulę I \u003d I0e-md, kur I yra per absorberį perduodamos radiacijos intensyvumas, I0 yra krentančios radiacijos intensyvumas, o e \u003d 2,718 yra bazė. natūralūs logaritmai. Tam tikrai medžiagai, esant tam tikram rentgeno spinduliuotės bangos ilgiui (arba energijai), absorbcijos koeficientas yra pastovus. Bet rentgeno spinduliuotės spinduliuotė nėra monochromatinė, bet apima platų bangų ilgių spektrą, todėl absorbcija tuo pačiu absorbcijos storiu priklauso nuo radiacijos bangos ilgio (dažnio). Rentgeno spinduliuotė plačiai naudojama visose pramonės šakose, susijusiose su metalo formavimu. Jis taip pat naudojamas artilerijos statinėms valdyti, maisto produktaiplastikai sudėtingiems prietaisams ir sistemoms išbandyti elektroninės technologijos. (Neutronų difrakcija taip pat naudojama panašiems tikslams, kai vietoj rentgeno spindulių naudojami neutronų pluoštai.) Rentgeno spinduliuotė taip pat naudojama kitoms užduotims, pavyzdžiui, tyrinėti paveikslus, siekiant nustatyti jų autentiškumą arba aptikti papildomus dažų sluoksnius ant pagrindinio sluoksnio.
Rentgeno spindulių difrakcija
  Rentgeno spindulių difrakcija suteikia svarbios informacijos apie kietosios medžiagos   - jų atominė struktūra ir kristalų, taip pat skysčių, amorfinių kūnų ir didelių molekulių forma. Difrakcijos metodas taip pat naudojamas norint tiksliai (su mažesne kaip 10–5 paklaida) nustatyti tarptomatinius atstumus, nustatyti įtempius ir defektus bei nustatyti atskirų kristalų orientaciją. Pagal difrakcijos schemą galima nustatyti nežinomas medžiagas, o mėginyje galima aptikti ir nustatyti priemaišų buvimą. Rentgeno spindulių difrakcijos metodo svarbą šiuolaikinės fizikos progresui sunku pervertinti, nes šiuolaikinis materijos savybių supratimas galiausiai remiasi duomenimis apie atomų išsidėstymą įvairiuose. cheminiai junginiai, apie tarpusavio ryšių pobūdį ir konstrukcijos defektus. Pagrindinis šios informacijos gavimo įrankis yra rentgeno spindulių difrakcijos metodas. Rentgeno spinduliuotės difrakcijos kristalografija yra nepaprastai svarbi nustatant sudėtingų didelių molekulių struktūras, tokias kaip dezoksiribonukleorūgšties (DNR) molekulės, gyvųjų organizmų genetinė medžiaga. Iškart po rentgeno spinduliuotės atradimo, mokslinis ir medicininis susidomėjimas buvo sutelktas tiek į šios spinduliuotės sugebėjimą įsiskverbti į kūnus, tiek į jos pobūdį. Rentgeno spinduliuotės difrakcijos, padarytos tarpais ir difrakcijos grotelėmis, eksperimentai parodė, kad ji yra susijusi su elektromagnetine spinduliuote ir turi bangos ilgį apie 10-8-10-9 cm. Anksčiau mokslininkai, ypač W. Barlow, atspėjo, kad teisinga ir simetriška natūralios gamtos forma kristalai dėl kristalą sudarančių atomų paskirstyto paskirstymo. Kai kuriais atvejais Barlow sugebėjo teisingai nuspėti kristalų struktūrą. Prognozuojami tarptominiai atstumai buvo 10–8 cm. Tai, kad interatominiai atstumai buvo rentgeno spindulių bangos ilgio eilės, iš esmės leido stebėti jų difrakciją. Dėl to atsirado vieno iš svarbiausių eksperimentų fizikos istorijoje projektas. M. Laue surengė eksperimentinį šios idėjos testą, kurį atliko jo kolegos V. Friedrichas ir P. Knippingas. 1912 m. Trys iš jų paskelbė savo darbą apie rentgeno spindulių difrakcijos rezultatus. Rentgeno spindulių difrakcijos principai. Norėdami suprasti rentgeno spinduliuotės difrakcijos reiškinį, turite atsižvelgti į eilės tvarka: pirma, rentgeno spindulių spektrą, antra, kristalų struktūros pobūdį ir, trečia, difrakcijos fenomeną. Kaip minėta aukščiau, būdinga rentgeno spinduliuotė susideda iš spektrinių linijų aukštasis laipsnis   monochromiškumas, nustatomas pagal anodo medžiagą. Naudodami filtrus galite pasirinkti intensyviausius iš jų. Todėl, tinkamai parinkus anodo medžiagą, labai tiksliai įmanoma gauti beveik monochromatinės spinduliuotės šaltinį konkreti vertė bangos ilgiai. Būdingas bangos ilgis paprastai būna nuo 2,285 chromo iki 0,558 sidabro (įvairių elementų vertės žinomos šešių reikšminių skaitmenų tikslumu). Būdingas spektras yra uždėtas ant ištisinio „baltojo“ spektro, kurio intensyvumas yra mažesnis, dėl anode esančių elektronų stabdymo. Taigi iš kiekvieno anodo galima gauti dviejų rūšių spinduliuotę: būdingąją ir bremsstrahlung, kurios kiekviena savaip vaidina svarbų vaidmenį. Atomai kristalinėje struktūroje yra išdėstyti reguliariai, sudarant identiškų ląstelių seką - erdvinę gardelę. Kai kurios grotelės (pavyzdžiui, daugumai paprastų metalų) yra gana paprastos, o kitos (pavyzdžiui, baltymų molekulėms) yra labai sudėtingos. Kristalų struktūrai būdinga: jei iš kai kurių duotas taškas   Jei viena ląstelė juda į atitinkamą kaimyninės ląstelės tašką, tada bus aptikta ta pati atominė aplinka. Ir jei kuris nors atomas yra vienoje ar kitoje vienoje ląstelėje, tada tas pats atomas bus lygiaverčiame bet kurios gretimos ląstelės taške. Šis principas griežtai galioja tobulam, nepriekaištingai užsakomam kristalui. Tačiau daugelis kristalų (pvz., Kietų metalų tirpalų) yra daugiau ar mažiau netvarkingi, t. kristalografiškai lygiavertes vietas gali užimti skirtingi atomai. Tokiais atvejais nustatoma ne kiekvieno atomo padėtis, o tik atomo padėtis, „statistiškai vidutinė" prie daugybės dalelės (arba ląstelės). Difrakcijos reiškinys nagrinėjamas OPTICS straipsnyje, o skaitytojas gali remtis šiuo straipsniu prieš pereidamas toliau. Tai rodo, kad jei bangos (pavyzdžiui, garsas, šviesa, rentgeno spinduliai) praeina per mažą tarpą ar skylę, pastarąją galima laikyti antriniu bangų šaltiniu, o tarpo ar skylės atvaizdą sudaro kintamos šviesos ir tamsios juostelės. Be to, jei yra periodinė skylių ar plyšių struktūra, tada, stiprinant ir silpninant spindulių, sklindančių iš skirtingų skylių, trukdžius, atsiranda aiškus difrakcijos bruožas. Rentgeno spindulių difrakcija yra kolektyvinis išsibarstymo reiškinys, kai periodiškai išdėstomi kristalų struktūros atomai atlieka skylių ir išsklaidymo centrų vaidmenį. Abipusis jų atvaizdų amplifikavimas tam tikrais kampais suteikia difrakcijos modelį, panašų į tą, kuris būtų susidaręs šviesos difrakcijos metu trimatėje difrakcijos grotelėje. Išsisklaidymas atsiranda dėl kritusios rentgeno spinduliuotės sąveikos su krištolo elektronais. Dėl to, kad rentgeno spinduliuotės bangos ilgis yra tokios pačios eilės kaip ir atomo dydis, išsklaidytos rentgeno spinduliuotės bangos ilgis yra toks pat kaip ir atsitiktinai. Šis procesas yra priverstinių elektronų virpesių, atsirandančių dėl atsitiktinės rentgeno spinduliuotės, rezultatas. Leiskite mums dabar apsvarstyti atomą, kuriame yra surištų elektronų debesis (aplink branduolį), ant kurio patenka rentgeno spinduliuotė. Elektronai visomis kryptimis tuo pačiu metu išsklaido įvykius ir skleidžia savo rentgeno spinduliuotę tuo pačiu bangos ilgiu, nors ir skirtingo intensyvumo. Išsklaidytas radiacijos intensyvumas yra susijęs su elemento atominiu skaičiumi, nes atominis skaičius lygus skaičiui orbitiniai elektronai, galintys dalyvauti išsibarstyme. (Šiai intensyvumo priklausomybei nuo išsklaidymo elemento atominio skaičiaus ir krypties, kuria matuojamas intensyvumas, būdingas atominis sklaidos koeficientas, kuris vaidina nepaprastai svarbų vaidmenį kristalų struktūros analizėje.) Kristalų struktūroje pasirenkame tiesinę atomų grandinę, esančią tuo pačiu atstumu vienas nuo kito, ir apsvarstykite jų difrakcijos modelį. Jau buvo pastebėta, kad rentgeno spindulių spektrą sudaro ištisinė dalis („kontinuumas“) ir intensyvesnių linijų rinkinys, būdingas elementui, kuris yra anodo medžiaga. Tarkime, kad filtruojame ištisinį spektrą ir gauname beveik vienspalvį rentgeno spindulį, nukreiptą į tiesinę mūsų atomų grandinę. Stiprinimo sąlyga (stiprinantys trukdžiai) tenkinama, jei kaimyninių atomų išsklaidytų bangų kelio skirtumas yra bangos ilgio kartotinis. Jei pluoštas krinta a0 kampu atomų linijai, atskirtoms a dalimis (periodu), tada difrakcijos kampui a kelio skirtumas, atitinkantis padidėjimą, užrašomas taip: (cos a - cosa0) \u003d hl, kur l yra bangos ilgis ir h yra. sveikasis skaičius (4 ir 5 pav.).

  Norint išplėsti šį požiūrį į trijų matmenų kristalą, reikia tik parinkti atomų eiles dviem skirtingomis kryptimis kristaluose ir išspręsti tokiu būdu gautas tris lygtis, skirtas trims kristalų ašims, turinčioms a, b ir c periodus. Kitos dvi lygtys turi formą

  Tai yra trys pagrindinės rentgeno spindulių difrakcijos Laue'o lygtys: skaičiai h, k ir c yra difrakcijos plokštumos Millerio indeksai.
Taip pat žiūrėkite   KRISTALAI IR KRISTALLOGRAFIJA. Atsižvelgiant į bet kurią iš Laue lygčių, pavyzdžiui, pirmąją, galima pastebėti, kad kadangi a, a0, l yra konstantos, o h \u003d 0, 1, 2, ..., jos sprendimas gali būti pavaizduotas kaip kūgių, turinčių bendrą ašį a, rinkinys (pav. .5). Tas pats pasakytina ir apie b ir c kryptis. Į bendras atvejis   trimatis išsibarstymas (difrakcija) turi turėti tris Laue lygtis bendras sprendimas, t.y. trys difrakcijos kūgiai, esantys kiekvienoje ašyje, turi kirstis; bendra sankryžos linija parodyta fig. 6. Bendras lygčių sprendimas lemia Brago - Wolfe dėsnį:

l \u003d 2 (d / n) sinq, kur d yra atstumas tarp plokštumų su indeksais h, k ir c (periodas), n \u003d 1, 2, ... yra sveikieji skaičiai (difrakcijos tvarka), o q yra suformuotas kampas krintanti sija (taip pat ir difrakcija) su kristalo plokštuma, kurioje vyksta difrakcija. Analizuodami Bragg - Wulf dėsnio lygtį vienam kristalui, esančiam monochromatinio rentgeno spindulio kelyje, galime daryti išvadą, kad difrakciją nėra lengva pastebėti, nes l ir q dydžiai yra fiksuoti, o sinq DIFFRAKCIJOS ANALIZĖS METODAI
Laue metodas.   Laue metodu naudojamas nenutrūkstamas „baltasis“ rentgeno spinduliuotės spektras, kuris siunčiamas į nejudantį vienkristalą. Už konkreti prasmė   laikotarpiui d nuo viso spektro, automatiškai pasirenkama bangos ilgio vertė, atitinkanti „Bragg - Wolfe“ sąlygas. Taip gautos lauegramos leidžia spręsti apie difrakcinių pluoštų kryptis, taigi ir kristalų plokštumų orientaciją, o tai taip pat leidžia daryti svarbias išvadas dėl kristalų simetrijos, orientacijos ir defektų buvimo jame. Tačiau prarandama informacija apie erdvinį periodą d. Fig. 7 pateiktas lauegramos pavyzdys. Rentgeno spinduliuotės plėvelė buvo išdėstyta toje kristalo pusėje, kuriai esant buvo šaltinis.

Debye - Scherrer metodas (polikristaliniams mėginiams).   Skirtingai nuo ankstesnio metodo, čia naudojama monochromatinė spinduliuotė (l \u003d const), o kampas q skiriasi. Tai pasiekiama naudojant polikristalinį mėginį, susidedantį iš daugybės mažų atsitiktinės orientacijos kristalitų, tarp kurių yra ir Bragg - Wulf sąlygų. Difrakcijuotos sijos sudaro kūgius, kurių ašis nukreipta išilgai rentgeno spindulio. Fotografavimui paprastai naudojama siaura rentgeno plėvelės juostelė cilindrinėje kasetėje, o rentgeno spinduliai sklinda skersmeniu per plėvelės skyles. Tokiu būdu gautoje dejegramoje (8 pav.) Pateikiama tiksli informacija apie d periodą, t. apie kristalo struktūrą, tačiau nesuteikia informacijos, kurią turi stalogram. Todėl abu metodai vienas kitą papildo. Panagrinėkime kai kuriuos „Debye-Scherrer“ metodo taikymo atvejus.

Cheminių elementų ir junginių identifikavimas. Naudojant kampą q, nustatytą pagal degramą, galima apskaičiuoti tam tikro elemento ar jungties tarp plokštumos atstumą d. Šiuo metu yra sudaryta daugybė d reikšmių lentelių, leidžiančių identifikuoti ne tik tam tikrą cheminį elementą ar junginį, bet ir įvairias tos pačios medžiagos fazės būsenas, kurios ne visada suteikia cheminę analizę. Pakaitiniuose lydiniuose antrojo komponento kiekis taip pat gali būti labai tiksliai nustatomas atsižvelgiant į d laikotarpio priklausomybę nuo koncentracijos.
Streso analizė.   Pagal išmatuotą tarpplokštumo tarpo skirtumą skirtingos kryptys   kristaluose, žinant medžiagos elastinį modulį, galima labai tiksliai apskaičiuoti mažus įtempius joje.
Tinkamiausios kristalų orientacijos tyrimai.   Jei maži kristalitai polikristaliniame mėginyje yra orientuoti ne visiškai atsitiktinai, tada žiedai, esantys degrame, turės skirtingą intensyvumą. Esant ryškiai vyraujančiai orientacijai, intensyvumo maksimumai yra sukoncentruojami atskirose vaizdo vietose, kurios tampa panašios į atvaizdą, esant vienam kristalui. Pavyzdžiui, giliai šalto valcavimo metu metalo lakštas įgauna tekstūrą - ryškų kristalitų orientaciją. Iš de-gram galite spręsti apie šalto medžiagos apdorojimo pobūdį.
Grūdų dydžių tyrimas.   Jei polikristalų grūdelių dydis yra didesnis nei 10–3 cm, tada debyegramoje esančias linijas sudarys atskiros dėmės, nes tokiu atveju kristalitų skaičius nėra pakankamas, kad apimtų visą kampų diapazoną q. Jei kristalito dydis yra mažesnis nei 10–5 cm, tada difrakcijos linijos tampa platesnės. Jų plotis yra atvirkščiai proporcingas kristalitų dydžiui. Išsiplėtimas įvyksta dėl tos pačios priežasties, kad, mažėjant plyšių skaičiui, mažėja difrakcijos grotelių skiriamoji geba. Rentgeno spinduliuotė leidžia nustatyti grūdo dydį 10–7–10–6 cm diapazone.
Pavienių kristalų metodai. Tam, kad difrakcija ant kristalo suteiktų informacijos ne tik apie erdvinį periodą, bet ir apie kiekvieno difrakcinių plokštumų komplekto orientaciją, naudojami vieno besisukančio kristalo sukimosi metodai. Ant kristalo patenka monochromatinis rentgeno spindulys. Kristalas sukasi aplink pagrindinę ašį, kuriai tenkina Laue'o lygtys. Tokiu atveju keičiasi kampas q, įtrauktas į „Bragg - Wolfe“ formulę. Difrakcijos maksimumai yra Laue difrakcijos kūgių sankirtoje su cilindriniu plėvelės paviršiumi (9 pav.). Rezultatas yra tokio tipo difrakcijos schema, kaip parodyta fig. 10. Tačiau komplikacijos galimos dėl skirtingų difrakcijos įsakymų sutapimo viename taške. Metodas gali būti žymiai patobulintas, jei kartu su kristalo pasukimu tam tikru būdu judama ir plėvelė.

Skystų ir dujų tyrimai.   Yra žinoma, kad skysčiai, dujos ir amorfiniai kūnai netinka kristalų struktūra. Bet čia, tarp molekulių atomų, ten cheminis ryšysdėl to atstumas tarp jų išlieka beveik pastovus, nors pačios molekulės erdvėje yra atsitiktinės orientacijos. Tokios medžiagos taip pat suteikia difrakcijos modelį su santykinai mažu difuzinių maksimumų skaičiumi. Apdorojama tokia nuotrauka šiuolaikiniai metodai   pateikia informaciją apie net tokių nekristalinių medžiagų struktūrą.
SPEKTROCHEMINĖ rentgeno analizė
  Praėjus keleriems metams po rentgeno spindulių atradimo, C. Barkla (1877–1944) atrado, kad kai medžiagai veikia didelės energijos rentgeno spinduliuotės srautas, atsiranda antrinė fluorescencinė rentgeno spinduliuotė, būdinga tiriamam elementui. Neilgai trukus G. Mosley eksperimento serijoje išmatavo pirminės būdingos rentgeno spinduliuotės bangų ilgį, gautą bombarduojant įvairius elementus, ir išvedė ryšį tarp bangos ilgio ir atomo skaičiaus. Šie eksperimentai, taip pat Braggo išrastas rentgeno spektrometras padėjo pagrindą spektrocheminei rentgeno analizei. Iškart buvo pripažintos rentgeno spinduliuotės galimybės atlikti cheminę analizę. Buvo sukurti spektrografai su registracija ant fotografinės plokštelės, kuriuose tiriamasis mėginys veikė kaip rentgeno vamzdžio anodas. Deja, ši technika pasirodė labai daug darbo, todėl ji buvo naudojama tik tada, kai nebuvo įprasti cheminės analizės metodai. Nuostabus pavyzdys Pirminiai tyrimai analitinės rentgeno spektroskopijos srityje buvo 1923 m. G. Heveshi ir D. Costerio atradimas naujo elemento - hafnio. Didelės galios rentgeno vamzdžių, skirtų radiografijai, ir jautrių detektorių, skirtų radiocheminiams matavimams, sukūrimas Antrojo pasaulinio karo metais lėmė greitą rentgeno spektrografijos augimą vėlesniais metais. Šis metodas yra plačiai naudojamas dėl spartos, patogumo, neardomojo analizės pobūdžio ir galimybės visiškai ar iš dalies automatizuoti. Tai taikoma visų elementų, kurių atominis skaičius didesnis kaip 11 (natris), kiekybinei ir kokybinei analizei. Nors rentgeno spindulių spektrocheminė analizė dažniausiai naudojama svarbiausiems mėginio komponentams nustatyti (kurių kiekis yra 0,1–100%), kai kuriais atvejais ji tinka esant 0,005% ar dar mažesnei koncentracijai.
Rentgeno spektrometras.   Šiuolaikinį rentgeno spektrometrą sudaro trys pagrindinės sistemos (11 pav.): Sužadinimo sistemos, t. rentgeno vamzdis su volframo ar kitos ugniai atsparios medžiagos anoda ir maitinimo šaltiniu; analizės sistemos, t.y. analizatoriaus kristalai su dviem daugiasluoksniais kolimatoriais, taip pat spektro goniometras tiksliam išlyginimui; ir registravimo sistemos su „Geiger“ skaitikliu arba proporciniu ar scintiliacijos skaitikliu, taip pat lygintuvu, stiprintuvu, skaičiavimo prietaisais ir įrašymo įrenginiu ar kitu registravimo įtaisu.

Rentgeno fluorescencinė analizė.   Ištirtas mėginys yra patrauklių rentgeno spindulių kelyje. Ištirtas mėginio regionas paprastai išsiskiria kauke su norimo skersmens skylute, o radiacija praeina per kolimatorių, sudarantį lygiagretų pluoštą. Už analizatoriaus kristalo plyšinis kolimatorius skleidžia detektoriaus difuzinę spinduliuotę. Paprastai maksimalus kampas q yra apribotas iki 80–85 °, kad tik rentgeno spinduliuotė, kurios bangos ilgis l yra susijęs su tarpplanariniu atstumu d nelygybe l, galėtų difrakcionuoti ant analizatoriaus kristalo. Rentgeno mikroanalizė. Aukščiau aprašytą plokščiųjų kristalų analizatoriaus spektrometrą galima pritaikyti atlikti mikroanalizę. Tai pasiekiama susiaurinant pirminį rentgeno spindulį arba mėginio skleidžiamą antrinį pluoštą. Tačiau sumažėjus efektyviam mėginio dydžiui ar radiacijos diafragmai, sumažėja aptiktos difrakcijos spinduliuotės intensyvumas. Šį metodą galima patobulinti naudojant išlenktą kristalų spektrometrą, kuris leidžia aptikti skirtingos, o ne tik lygiagrečios kolimatoriaus ašiai spinduliuotės kūgį. Naudojant tokį spektrometrą, galima nustatyti mažesnes nei 25 mikronų daleles. Dar didesnis analizuoto mėginio dydžio sumažinimas pasiekiamas elektroninio zondo rentgeno spindulių mikroanalizatoriuje, kurį išrado R. Castanas. Čia būdinga mėginio rentgeno spinduliuotė sužadinama smarkiai sufokusuotu elektronų pluoštu, kuris vėliau analizuojamas išlenktu kristalų spektrometru. Naudojant tokį įtaisą 1 μm skersmens mėginyje galima aptikti 10–14 g medžiagos kiekį. Taip pat buvo sukurti įrenginiai su mėginio nuskaitymu elektronų pluoštu, su kuriuo galite gauti dvimatį elemento, kuriam spektrometras yra pritaikytas, charakteristikų spinduliuotės pasiskirstymo paveikslą.
MEDICININĖ rentgeno spindulių diagnostika
  Vystant rentgeno technologiją žymiai sutrumpėjo ekspozicijos laikas ir pagerėjo vaizdo kokybė, leidžianti ištirti net minkštuosius audinius.
Fluorografija.   Šis diagnostikos metodas apima šešėlio vaizdo fotografavimą iš permatomo ekrano. Pacientas yra tarp rentgeno spindulių šaltinio ir fosforo (dažniausiai cezio jodido), kuris švyti veikiant rentgeno spinduliuotei, plokščiaekranyje. Įvairaus tankio biologiniai audiniai sukuria rentgeno spindulių šešėlius, turinčius įvairaus laipsnio   intensyvumas. Radiologas tiria šešėlio atvaizdą fluorescenciniame ekrane ir nustato diagnozę. Anksčiau radiologas, analizuodamas vaizdą, rėmėsi regėjimu. Dabar prieinama įvairios sistemosvaizdo sustiprinimas, rodymas televizoriaus ekrane arba duomenų įrašymas kompiuterio atmintyje.
Rentgenografija. Rentgeno vaizdo įrašymas tiesiai į fotografinį filmą vadinamas radiografija. Tokiu atveju tiriamas organas yra tarp rentgeno šaltinio ir plėvelės, kurioje užfiksuota informacija apie organo būklę akimirka   laikas. Pakartotinė radiografija leidžia spręsti apie jos tolimesnę raidą. Radiografija leidžia labai tiksliai ištirti kaulinio audinio vientisumą, kurį sudaro daugiausia kalcis ir nepermatomas rentgeno spinduliuote, taip pat raumenų audinio plyšimai. Su jo pagalba geriau nei stetoskopas ar klausymasis analizuoti plaučių būklę esant uždegimui, tuberkuliozei ar skysčių buvimui. Radiografija nustato širdies dydį ir formą, taip pat jos pokyčių dinamiką pacientams, kenčiantiems nuo širdies ligų.
Kontrastinė terpė.   Kūno dalys ir atskirų organų ertmės, skaidrios rentgeno spinduliuotei, tampa matomos, jei jos užpildytos kontrastine medžiaga, kuri yra nekenksminga kūnui, tačiau leidžia vizualizuoti formą vidaus organai   ir patikrinkite jų veikimą. Pacientas vartoja kontrastines medžiagas peroraliai (tokias kaip bario druskos tiriant virškinimo traktą), arba jos skiriamos į veną (pvz., Tirpalai, kurių sudėtyje yra jodo, tiriant inkstus ir šlapimo takus). Į pastaraisiais metaistačiau šie metodai yra pakeisti diagnostiniais metodais, pagrįstais radioaktyviųjų atomų naudojimu ir ultragarsu.
Kompiuterinė tomografija.   Aštuntajame dešimtmetyje buvo sukurtas naujas rentgeno diagnostikos metodas, pagrįstas išsamiu kūno ar jo dalių tyrimu. Plonų sluoksnių („pjūvių“) vaizdai apdorojami kompiuteriu, o galutinis vaizdas rodomas monitoriaus ekrane. Ši technika vadinama kompiuterine tomografija. Jis plačiai naudojamas šiuolaikinėje medicinoje diagnozuojant infiltratus, navikus ir kitus smegenų sutrikimus, taip pat minkštųjų audinių ligoms kūno viduje diagnozuoti. Ši technika nereikalauja užsienio įvedimo kontrastinės medžiagos   todėl jis yra greitesnis ir efektyvesnis nei tradiciniai metodai.
Rentgeno spinduliuotės biologinis poveikis
  Kenksmingas biologinis rentgeno spindulių poveikis buvo aptiktas netrukus po jo atradimo rentgeno spinduliais. Paaiškėjo, kad nauja radiacija gali sukelti kažką panašaus į stiprų saulės nudegimas (eritema), kartu pridedant gilesnius ir nuolatinius odos pažeidimus. Atsiradusios opos dažnai virto vėžiu. Daugeliu atvejų reikėjo amputuoti pirštus ar rankas. Atsitiko ir mirčių. Buvo nustatyta, kad odos pažeidimų galima išvengti sumažinant laiką ir radiacijos dozę, naudojant apsauginius (pvz., Švino) ir nuotolinius valdiklius. Bet palaipsniui paaiškėjo kitos, ilgalaikės rentgeno spindulių poveikio pasekmės, kurios vėliau buvo patvirtintos ir ištirtos su eksperimentiniais gyvūnais. Poveikis, atsirandantis dėl rentgeno spindulių, taip pat kitos jonizuojančiosios spinduliuotės (pavyzdžiui, gama spinduliuotės, kurią skleidžia radioaktyviosios medžiagos) apima: 1) laikinus kraujo sudėties pokyčius po palyginti nedidelio perteklinio apšvitos; 2) negrįžtami kraujo sudėties pokyčiai (hemolizinė anemija) po ilgo per didelio ekspozicijos; 3) padažnėja vėžys (įskaitant leukemiją); 4) greitesnis senėjimas ir ankstyva mirtis; 5) kataraktos atsiradimas. Be to, biologiniai pelių, triušių ir musių (Drosophila) eksperimentai parodė, kad net ir nedidelės dozės sistemingai veikiant dideles populiacijas dėl padidėjusio mutacijos greičio sukelia žalingą genetinį poveikį. Dauguma genetikų pripažįsta šių duomenų pritaikomumą žmogaus organizmui. Biologinis rentgeno spinduliuotės poveikis žmogaus kūnui yra nustatomas atsižvelgiant į radiacijos dozės lygį, taip pat pagal tai, kuris kūno organas buvo veikiamas radiacijos. Pavyzdžiui, kraujo ligas sukelia kraują formuojančių organų, daugiausia kaulų čiulpų, švitinimas, o genetinius padarinius sukelia lytinių organų švitinimas, kuris taip pat gali sukelti sterilumą. Sukaupus žinių apie rentgeno spinduliuotės poveikį žmogaus organizmui, buvo sukurti nacionaliniai ir tarptautiniai leistinų radiacijos dozių standartai, paskelbti įvairiuose informaciniuose leidiniuose. Be rentgeno spinduliuotės, kurią tikslingai naudoja žmonės, yra ir vadinamoji išsklaidytoji, šoninė radiacija, atsirandanti dėl įvairių priežasčių, pavyzdžiui, dėl išsibarstymo dėl švino apsauginio skydo netobulumo, kurio ši spinduliuotė visiškai nesugeria. Be to, daugelis elektrinių prietaisų, kurie nėra skirti rentgeno spinduliams priimti, sukuria jį kaip šalutinį produktą. Tokie įtaisai apima elektroninius mikroskopus, aukštos įtampos lygintuvo lempas (kenotronus), taip pat pasenusių spalvotų televizorių vaizdo vamzdelius. Šiuolaikinę spalvotų vaizdo kamerų gamybą daugelyje šalių dabar kontroliuoja vyriausybė.
PAVOJINGI X-RAY VEIKSNIAI
  Rentgeno spinduliuotės poveikio žmonėms tipai ir laipsnis priklauso nuo radiacijos veikiančių asmenų kontingento.
Profesionalai, dirbantys su rentgeno įranga.   Šiai kategorijai priskiriami radiologai, stomatologai, taip pat mokslo ir technikos darbuotojai bei darbuotojai, aptarnaujantys ir naudojantys rentgeno įrangą. Imamasi veiksmingų priemonių radiacijos lygiui, su kuriuo jie susiduria, sumažinti.
Pacientai Čia nėra griežtų kriterijų, o saugų apšvitos lygį, kurį pacientai gauna gydymo metu, nustato gydantis gydytojas. Gydytojams nerekomenduojama be reikalo tirti pacientų. Ypač atsargiai turėtų būti tiriamos nėščios moterys ir vaikai. Tokiu atveju imamasi specialių priemonių.
Kontrolės metodai.   Turime omenyje tris aspektus:
  1) ar nėra tinkamos įrangos, 2) ar laikomasi saugos taisyklių, 3) ar teisingai naudojama įranga. prie rentgeno tyrimas   radiacija turėtų būti veikiama tik norimoje vietoje, nesvarbu, ar tai dantų apžiūros, ar plaučių tyrimai. Atminkite, kad iškart išjungus rentgeno aparatą išnyksta tiek pirminė, tiek antrinė spinduliuotė; taip pat nėra likutinės radiacijos, apie kurią ne visada žino net tie, kurie tiesiogiai su ja susiję.
Taip pat žiūrėkite

Rentgeno spinduliuotę vaizduoja elektromagnetinės bangos. Rentgeno spinduliuotės bangos ilgis gali būti nuo šimto iki 10–3 nm. Pagal specialią skalę su elektromagnetinėmis bangomis rentgeno spindulys yra tarp gama spinduliuotės ir UV. Rentgeno nuotrauka atsirado laureato dėka XIX amžiaus pabaigoje Nobelio premija   K. Roentgenas.

Trumpa informacija

Rentgeno spinduliuotės pobūdis buvo pripažintas 1895 m. Remiantis istorija, rentgeno spindulių savybių atradimas priklauso fizikui V. K. Roentgenui. Toks atradimas buvo lūžis istorijoje, kuris žmogui suteikė galimybę medicinoje naudoti rentgeno spinduliuotę. Tai turi tam tikrą poveikį žmogaus organizmui. Reikia pažymėti, kad toks atradimas padarė neįkainojamą indėlį į visos medicinos ateities raidą.

Tokia radiacija turi atitinkamas elektromagnetines bangas, kurių ilgis yra nuo šimto iki 10-3 nm. Trumpojo bangos spinduliuotę blokuoja ilgoji banga, ir atvirkščiai.

Fokusavimui naudojami daugiasluoksniai veidrodžiai, kurie atspindi iki 40% radiacijos. Dažniausiai radiacija žmogaus kūnui sukelia atšiaurų poveikį. Tačiau yra įgaubtų veidrodžių, jie yra panašūs į optinius, vis dėlto juose yra išorinė plokštės dalis, atspindinti rentgeno spindulius, turinti švelnų efektą. Dėmesys vaidina svarbų vaidmenį, kuris padės išvengti skaudaus kūno poveikio.

Atitinkamuose mėgintuvėliuose sklinda rentgeno spinduliai. Vamzdis yra speciali stiklinė lemputė, kurioje yra didelis vakuumas. Vamzdyje įrengti elektrodai, būtent, K (katodas), taip pat A (anodas), ir prie jų pritvirtinta aukšta įtampa. Katodas yra elektronų šaltinis, anodas yra metalinis strypas su pasvirusiu paviršiumi. Tokia konstrukcija turi medžiagą, kurios savybės yra laidžios šilumai. Jie susiformuoja elektronų bombardavimo metu. Pasviręs galas yra su volframo metaline plokštele.

Rentgeno spinduliuotė turi savo radiacijos šaltinius, kurie gali būti natūralūs (radioaktyvieji izotopai), taip pat dirbtiniai (vamzdžiai). Vamzdyje yra vakuumas ir du elektrodai. Elektronai yra kaitinami katodo, įgyjant gana gerą greitį dėl lauko. Dėl šių elektronų naudojimo vakuume atsiranda rentgeno spindulių sąveika su medžiaga. Todėl yra 2 pagrindiniai tokių išmetimų tipai.

Rentgeno spinduliuotės tipai:

• būdingas;
• stabdyti.

Apie vieną procentą visų elektronų energijos paverčiama spinduliais. Likusi energija gaunama kaip šilumos srautas. Šiuo tikslu darbinis anodo paviršius yra pagamintas iš ugniai atsparių medžiagų.

Būdinga radiacija

Kai įvyksta kontaktas tarp anodo atomų ir katodo elektronų, rentgeno spinduliai formuojami kartu su bremsstrahlung, kurių diapazonas turi atskiras linijas. Tokia radiacija, būtent būdinga rentgeno spinduliuotė, turi ypatingą kilmę.

Paprastais žodžiais, katodo elektronai pereina į atomą. Tuščią vietą užpildo tie elektronai, kurie buvo viršutiniame apvalkale, todėl galite apskaičiuoti skleidžiamąjį spinduliavimą. Jame yra dažnių rinkinys, kuris vadinamas - būdinga rentgeno spinduliuote.

Mosley'io dėsnis yra specifinis dėsnis, galintis sujungti charakteristikos tyrimo spektrinių linijų dažnį su cheminių elementų skaičiumi. Įstatymas buvo atrastas 1913 m. G. Moseley dėka. Šis atradimas yra aiškus įrodymas, kad visi periodinės lentelės elementai yra teisingi, ir tai prisidėjo prie fizinės prasmės išvedimo.

Moseley įstatymas teigia, kad būdingas diapazonas negali aptikti periodinio modelio, būdingo optiniam spektrui. Paprastais žodžiais tariant, Mosley padeda nustatyti skaičių cheminis elementas, tuo metu, kai buvo naudojamas charakteringas radiacijos diapazonas, kuris turėjo svarbų vaidmenį išdėstant elementus lentelėje.

Stabdžių lemputė

Kai elektronas juda tam tikroje aplinkoje, jis praranda savo greitį. Atsiranda neigiamas pagreitis. Spinduliuotė, susidaranti lėtėjant elektronams anode, vadinama bremsstrahlung. Jo savybės nustatomos remiantis specialiais veiksniais, būtent:

• radiacija vyksta tam tikrais kvantais, jų energija yra susijusi su formulės dažniu;
• elektroną pasiekiančių elektronų energija lygi;
• energija gali būti perduota medžiagai, ją pašildyti.

Nuslopinimo dėsnis

Medžiaga gali liestis su medžiaga dviem būdais:

• fotoefektas - fotono sugertis;
• išsibarstę.

Išsklaidymas yra toks:

• Elastingas arba darnus. Toks išsisklaidymas įvyksta, jei fotonas neturi pakankamai energijos atomo jonizacijos procesui vykdyti. Nuoseklus išsklaidymas reiškia pritaikymą skirtingais būdais   judėjimas, tačiau energija išlieka nepakitusi. Štai kodėl šio tipo išsibarstymas vadinamas koherentiniu.
• Komptono ar nenuoseklus išsklaidymas. Šis tipas   išsibarstyti galima, jei fotonas turi žymiai daugiau energijos nei vidinės jonizacijos energijos lygis. Dėl šio išsibarstymo judesio kryptis keičiasi, energijos mažiau.

Turiu pasakyti keletą žodžių apie rentgeno spindulių silpninimo dėsnį. Kai jis atsiranda, atsiranda fotoelektrinis efektas ir rentgeno spindulių išsklaidymas, kuris silpnina radiacijos spindulį. Taigi atsirado silpnėjimas. Slopinimo dėsnio atradimas yra eksponentinis. Specialiųjų atomų radiacijos slopinimas turi adityvumo savybių. Pvz., Jei naudojate atskirų komponentų masės silpninimo koeficientą, galite rasti sudėtingesnių elementų masės silpninimą. Tokiu atveju turėsite naudoti tinkamą formulę.

Taikant formulę bus galima žinoti tiesinio silpnėjimo koeficiento ypatybes, kurios lygus sumai   3 terminai, informuojantys apie fotoelektros efektą ir išsklaidymą. Silpinimo koeficientas priklauso nuo išmetamųjų teršalų diapazono. Silpinimo koeficiento apskaičiavimo greitis priklauso nuo masės silpnėjimo koeficiento, kuris lygus tiesiniam koeficientui su elemento tankiu, įtakos. Norint nustatyti sudėtingų medžiagų koeficientą, jums reikia cheminės formulės.

Monochrominė spinduliuotė

Monochromatinė spinduliuotė patenka į kristalų gardelę, difrakcionuojasi, tada vyksta sklidimas ir išsisklaidymas. Panašūs spinduliai sugeba trukdyti. Monochromatinė rentgeno spinduliuotė, kurios bangos ilgis skleidžia grafitą. Ši elektromagnetinė spinduliuotė turi vieną dažnį.

Jį galima gauti šiais būdais:

• difrakcijos grotelės;
• lazeris;
• prizminė sistema;
• įvairūs šviesos šaltiniai;
• išlydžio lempa.

Alfa spinduliuotės ypatybės

Alfa spinduliuotė yra specifinis srautas, susidedantis iš teigiamai įkrautų dalelių, kurių greitis yra 20 tūkstančių km / s. Alfa spinduliai atsiranda po branduolių, turinčių didelį eilės numerį, irimo. Srovės energija yra 2–11 MeV. Kalbant apie alfa dalelių pabėgimą, viskas priklauso nuo medžiagos pobūdžio ir jos greičio.

Svarbu pažymėti, kad alfa dalelės yra masyvios, energingos ir sukelia jonizaciją.

Gauta alfa dalelių srovė (o ne rentgeno spinduliai) daro neigiamą poveikį žmogaus organizmui. Naudojant popieriaus lapą, alfa dalelės gali būti laikomos taip, kad jos nepatektų į žmogaus odą.

Alfa radiacija nekelia pavojaus žmogaus kūnui, kol radioaktyviosios medžiagos, dalyvaujančios alfa dalelių išmetime, prasiskverbia pro kūną per žaizdą. Jei alfa spinduliuotė patenka į žmogaus organizmą su oru, maistu, kyla rimtas pavojus sveikatai.

Imtuvų veislės

Medicinoje naudojami rentgeno spindulių imtuvai yra kelių tipų:

• dozimetrinis skaitiklis;
• filmas;
• šviesai jautri plokštė;
• fluorescencinis ekranas;
• elektroninis-optinis keitiklis.

Kiekvienas iš šių imtuvų turi skirtingą poveikį žmogaus organizmui, nes veikia skirtingas diapazonas. Remiantis imtuvų duomenimis, buvo sukurti šie rentgeno tyrimų metodai:

• fluoroskopija;
• rentgenografija;
• elektrorengenografija;
• skaitmeninė radiografija;
• fluoroskopijos rentgeno televizija.

Poveikis žmogaus organizmui

Nepaisant didžiulės rentgeno spindulių naudos medicinoje, buvo nustatyta, kad jų poveikis organizmui yra gana stiprus. Todėl medicinoje svarbu naudoti specialias apsaugines priemones.

Žmogaus kūnas po rentgeno:

• radiacija gali sukelti odos pokyčius, nudegimus, kurie labai ilgai gyja;
• atsižvelgiant į rentgeno spindulių savybes, žala, atsirandanti dėl tyrimų, taip pat nuo infraraudonųjų spindulių, ultravioletinių spindulių, gali būti tęstinė. Pvz .: senėjimo greitis didėja, keičiasi kraujo sudėtis, leukemijos išsivystymo rizika;
• speciali apsauga nuo rentgeno spindulių padės išvengti tokios žalos, todėl reikės švino ekrano, taip pat proceso valdymą per atstumą;
• pasekmės priklauso nuo to, kuris organas yra apšvitintas, taip pat nuo dozės. Pavyzdžiui, gali atsirasti nevaisingumas;
• sistemingas poveikis sukelia genetines mutacijas.

Dėl gausios patirties, tyrimų specialistai sugebėjo paruošti tinkamą apsaugą, taip pat sukurti tarptautinį radiacijos dozavimo standartą.

Galimi šie apsaugos būdai:

• specialus prietaisas, galintis sutaupyti darbuotojų;
• kolektyvinė apsauga, būtent: mobilioji, nejudančioji;
• lėšos pacientams;
• medžiagos iš tiesioginių rentgeno spindulių.

Stebėdami visas būtinas priemones galite apsaugoti savo sveikatą.

Įvairių išmetamųjų teršalų savybės

Yra keli radiacijos tipai, kurių kiekvienas turi tam tikrą veikimo diapazoną, būtent:

• ultravioletinis;
• infraraudonųjų spindulių;
• rentgeno.

Pažymėtina, kad infraraudonųjų spindulių   veikia diapazone 3 1011 - 3,75 1014 Hz. Šaltinis yra šiltas kūnas. Pavyzdžiui, infraraudonosios spinduliuotės yra šildymo baterijose, krosnyse, šildytuvuose, lempose. Štai kodėl labai dažnai infraraudonosios bangos vadinamos šiluminėmis.

Ultravioletinė šviesa   veikia tam tikru diapazonu, būtent nuo 8 1014 iki 3 1016 Hz. Ultravioletinė spinduliuotė turi labai didelį cheminį aktyvumą. Jie gali sukelti vaizdinius vaizdus, \u200b\u200bnes yra nematomi.

Rentgeno spinduliuotės diapazonas yra nuo 3 1016 iki 3 1020 Hz. Labai svarbu apsisaugoti nuo neigiamas poveikis   išvardytų spindulių, nes pasekmės gali būti liūdnos!

Didžiulį vaidmenį šiuolaikinėje medicinoje atlieka rentgeno nuotraukos, rentgeno spindulių atradimo istorija siekia XIX a.

Rentgeno spinduliai yra elektromagnetinės bangos, kurios sukuriamos dalyvaujant elektronams. Stipriai pakraunant daleles, sukuriama dirbtinė rentgeno spinduliuotė. Jis praeina per specialią įrangą:

• rentgeno vamzdeliai;
• įkrautų dalelių greitintuvai.

Atradimų istorija

1895 m. Vokiečių mokslininkas Roentgenas išrado šiuos spindulius: dirbdamas su katodinių spindulių vamzdeliu jis atrado platinos-cianido bario fluorescencinį poveikį. Tada buvo tokių spindulių aprašymas ir nuostabus jų sugebėjimas įsiskverbti į kūno audinius. Spinduliai buvo pradėti vadinti rentgeno spinduliais (rentgeno spinduliais). Vėliau Rusijoje juos pradėjo vadinti rentgeno spinduliais.

Rentgeno spinduliai gali prasiskverbti net per sienas. Taigi rentgenas suprato, kad padarė didžiausias atradimas   medicinos srityje. Būtent nuo to laiko moksle pradėjo formuotis atskiri skyriai, tokie kaip radiologija ir radiologija.

Spinduliai gali prasiskverbti pro minkštus audinius, tačiau yra atidėliojami, jų ilgį lemia kieto paviršiaus kliūtis. Minkšti audiniai   į žmogaus kūnas   - tai oda, o kieti - kaulai. 1901 m. Mokslininkui buvo paskirta Nobelio premija.

Tačiau dar prieš Williamo Conrado Roentgeno atradimą panašią temą domino ir kiti mokslininkai. 1853 m. Prancūzų fizikas Antoine'as-Philibertas Masonas tyrė aukštos įtampos iškrovą tarp elektrodų stikliniame vamzdyje. Jame esančios dujos esant žemam slėgiui pradėjo skleisti rausvą spindesį. Iš vamzdelio išsiurbdamas perteklinį dujų kiekį, žvilgsnis suskaidomas į sudėtingą atskirų šviečiančių sluoksnių seką, kurios atspalvis priklausė nuo dujų kiekio.

1878 m. William Crookes (anglų fizikas) pasiūlė, kad fluorescencija atsiranda dėl spindulių įtakos vamzdžio stikliniam paviršiui. Bet visi šie tyrimai niekur nebuvo paskelbti, todėl Roentgenas apie tokius atradimus nežinojo. Paskelbus savo atradimus 1895 m mokslo žurnalas, kur mokslininkas rašė, kad visi kūnai yra skaidrūs šiems spinduliams, nors labai skirtingai, kiti mokslininkai susidomėjo panašiais eksperimentais. Jie patvirtino rentgeno spinduliuotės išradimą ir vėliau pradėjo kurti ir tobulinti rentgeno spindulius.

Pats Wilhelmas Roentgenas paskelbė dar du mokslinis darbas   rentgeno spindulių tema 1896 ir 1897 m., po to jis ėmėsi kitos veiklos. Taigi keli mokslininkai išrado rentgeno spindulius, tačiau būtent Roentgenas paskelbė mokslo darbai   apie tai.

Vaizdo gavimo principai

Šios radiacijos ypatybes lemia pats jų atsiradimo pobūdis. Spinduliuotė atsiranda dėl elektromagnetinė banga. Pagrindinės jo savybės:

1. Apmąstymai. Jei banga atsitrenkia į paviršių statmenai, ji neatspindės. Kai kuriose situacijose deimantas turi atspindžio savybę.
2. Gebėjimas įsiskverbti į audinius. Be to, spinduliai gali praeiti pro nepermatomus medžiagų, tokių kaip mediena, popierius ir kt., Paviršius.
3. Sugeriamumas. Sugertis priklauso nuo medžiagos tankio: kuo tankesnė, tuo daugiau rentgeno spindulių sugeria.
4. Kai kurios medžiagos turi fluorescenciją, tai yra, liuminescenciją. Kai tik radiacija nutrūksta, švytėjimas taip pat praeina. Jei jis tęsiasi net ir nutraukus spindulių veikimą, tada šis poveikis vadinamas fosforescencija.
5. Rentgeno spinduliai gali apšviesti ir filmą, ir matomą šviesą.
6. Jei sija praeina per orą, atmosferoje vyksta jonizacija. Ši būsena vadinama elektrai laidžiu ir ji nustatoma naudojant dozimetrą, kuris nustato radiacijos dozės greitį.

Spinduliuotė - žala ir nauda

Kai buvo padarytas atradimas, fizikas Roentgenas net negalėjo įsivaizduoti, koks pavojingas yra jo išradimas. Į senais laikais   visi prietaisai, kurie skleidė radiaciją, buvo toli gražu ne tobuli, todėl buvo gautos didelės skleidžiamų spindulių dozės. Žmonės nesuprato tokios radiacijos pavojų. Nors kai kurie mokslininkai net tada pateikė versiją apie rentgeno spindulių pavojų.

Rentgeno spinduliai, prasiskverbdami į audinius, daro jiems biologinį poveikį. Spinduliavimo dozės vienetas yra rentgeno spindulys per valandą. Didžiausią įtaką daro jonizuojantys atomai, esantys audinių viduje. Šie spinduliai veikia tiesiogiai gyvos ląstelės DNR struktūrą. Nekontroliuojamos radiacijos pasekmės yra šios:

• ląstelių mutacija;
• navikų atsiradimas;
• radiacijos nudegimai;
• radiacijos liga.

Kontraindikacijos rentgeno tyrimams:

1. Pacientai, kurių būklė sunki.
2. Dėl nėštumo neigiamas poveikis   vaisiui.
3. Pacientai, kuriems yra kraujavimas ar atviras pneumotoraksas.

Kaip veikia rentgeno spinduliai ir kur jis naudojamas

1. Medicinoje. Radiodiagnostika naudojama gyvų audinių permatymui, siekiant aptikti kai kuriuos organizmo sutrikimus. Siekiant pašalinti naviko formacijas, atliekama rentgeno terapija.
2. Moksle. Atskleista medžiagų struktūra ir rentgeno spindulių pobūdis. Šias problemas sprendžia tokie mokslai kaip chemija, biochemija, kristalografija.
3. Pramonėje. Nustatyti pažeidimus metalo gaminiuose.
4. Visuomenės saugumui. Rentgeno spinduliai yra montuojami oro uostuose ir kitose viešose vietose lagaminams apžiūrėti.

Medicininis rentgeno spinduliuotės naudojimas. Medicinoje ir odontologijoje rentgeno spinduliai yra plačiai naudojami šiais tikslais:

1. Ligoms diagnozuoti.
2. Stebėti medžiagų apykaitos procesus.
3. Daugelio ligų gydymui.

Rentgeno spindulių naudojimas medicininiais tikslais

Be kaulų lūžių nustatymo, rentgeno spinduliai taip pat plačiai naudojami medicinos tikslais. Specializuotas rentgeno spindulių naudojimas yra toks:

1. Norėdami sunaikinti vėžio ląsteles.
2. Norėdami sumažinti naviko dydį.
3. Norėdami sumažinti skausmą.

Pavyzdžiui, radioaktyvusis jodas, naudojamas sergant endokrinologinėmis ligomis, aktyviai naudojamas sergant vėžiu skydliaukėtokiu būdu padedant daugeliui žmonių to atsikratyti baisi liga. Šiuo metu, diagnozuojant sudėtingas ligas, ilgainiui atsiranda rentgeno spinduliai naujausios technikos   studijos patinka kompiuterinė tomografija   ir kompiuterinė ašinė tomografija.

Toks nuskaitymas suteikia gydytojams spalvotus vaizdus, \u200b\u200bkuriuose galite pamatyti žmogaus vidaus organus. Norint aptikti vidaus organų darbą, pakanka nedidelės radiacijos dozės. Taip pat plačiai naudojami rentgeno spinduliai, randami fizioterapijoje.

Pagrindinės rentgeno spindulių savybės

1. Įsiskverbimo galimybė. Visi rentgeno kūnai yra skaidrūs, o skaidrumo laipsnis priklauso nuo kūno storio. Dėl šios savybės spindulys buvo pradėtas naudoti medicinoje organų darbui, lūžių ir svetimkūniai   kūne.
2. Jie sugeba sukelti kai kurių objektų spindesį. Pvz., Jei baris ir platina užtepami ant kartono, tada, nuskaitytas spinduliais, jis švys žalsvai geltonos spalvos. Jei įdėsite ranką tarp rentgeno vamzdelio ir ekrano, šviesa labiau prasiskverbs į kaulą, o ne į audinį, todėl ekranas bus ryškesnis nei bet kas kaulinis audinyso raumenys yra mažiau šviesūs.
3. Veiksmas filme. Dėl rentgeno spindulių filmas gali būti tamsus kaip šviesa, tai leidžia fotografuoti šešėlio pusę, gaunamą tiriant kūnus rentgeno spinduliais.
4. Rentgeno spinduliai gali jonizuoti dujas. Tai leidžia ne tik surasti spindulius, bet ir atskleisti jų intensyvumą išmatuojant jonizacijos srovę dujose.
5. Jie turi biocheminį poveikį gyvų daiktų kūnui. Dėl šios savybės rentgeno spinduliai buvo plačiai pritaikyti medicinoje: jie gali gydyti tiek odos, tiek vidaus organų ligas. Tokiu atveju pasirenkama norima radiacijos dozė ir spindulių trukmė. Ilgas ir per didelis tokio gydymo naudojimas yra labai kenksmingas ir destruktyvus kūnui.

Rentgeno spindulių naudojimas išgelbėjo daugelio žmonių gyvybes. Rentgeno spinduliai padeda ne tik laiku diagnozuoti ligą, gydymo metodai, naudojant spindulinę terapiją, atleidžia pacientus nuo įvairių patologijų, pradedant hipertiroze ir baigiant piktybiniais kaulų navikais.