X-RAY RADIĀCIJA
  neredzams starojums, kas, kaut arī dažādās pakāpēs, var iekļūt visās vielās. Ir a elektromagnētiskais starojums   ar viļņa garumu aptuveni 10-8 cm. Tāpat kā redzamā gaisma, rentgenstaru starojums izraisa filmas melnumu. Šis īpašums ir svarīgs medicīnai, rūpniecībai un zinātniskie pētījumi. Caur pētāmo objektu un pēc tam nokrītot uz filmas, rentgena starojums to attēlo iekšējā struktūra. Tā kā rentgenstaru caurspīdīgā jauda dažādiem materiāliem ir atšķirīga, objekta daļas, kas tam ir mazāk caurspīdīgas, fotogrāfijā rada vieglākas daļas nekā tās, caur kurām starojums labi iekļūst. Tātad kaulu audi nav tik caurspīdīgi rentgena starojumam nekā audi, kas veido ādu un iekšējos orgānus. Tāpēc roentgenogrammā kauli ir norādīti kā gaišāki laukumi, un diezgan viegli var atklāt lūzuma vietu, kas ir caurspīdīgāka starojumam. Rentgena attēlveidošana tiek izmantota arī zobārstniecībā, lai noteiktu kariesu un abscesus zobu saknēs, kā arī rūpniecībā, lai atklātu plaisu lējumus, plastmasu un gumijas. Rentgenstari tiek izmantoti ķīmijā savienojumu analīzei un fizikā, lai pētītu kristālu struktūru. Rentgena starojuma stars, kas iziet cauri ķīmiskam savienojumam, rada raksturīgu sekundāru starojumu, kura spektroskopiskā analīze ļauj ķīmiķim noteikt savienojuma sastāvu. Kad stars krīt uz kristāliskas vielas rentgenstari   izkaisīti pa kristāla atomiem, dodot skaidru pareizu priekšstatu par plankumiem un joslām uz fototēkas, ļaujot noteikt kristāla iekšējo struktūru. Rentgena staru izmantošana vēža ārstēšanā ir pamatota ar to, ka tas nogalina vēža šūnas. Tomēr tam var būt nevēlama ietekme uz normālām šūnām. Tāpēc, izmantojot rentgena starus, jāievēro ļoti piesardzība. Rentgena starojumu atklāja vācu fiziķis W. Roentgen (1845-1923). Viņa vārds ir iemūžināts citos fiziskos terminos, kas saistīti ar šo starojumu: X-ray ir jonizējošā starojuma devas starptautiskā vienība; attēlu, kas uzņemts rentgena aparātā, sauc par rentgenu; Radioloģiskās medicīnas jomu, kurā rentgenstaru izmanto slimību diagnosticēšanai un ārstēšanai, sauc par radioloģiju. Rentgenstūris atklāja starojumu 1895. gadā, būdams fizikas profesors Vircburgas universitātē. Veicot eksperimentus ar katoda stariem (elektronu plūsmas izlādes caurulēs), viņš pamanīja, ka ekrāns, kas atrodas netālu no vakuuma caurules un pārklāts ar kristālisku bārija cianoplatinītu, spoži spīd, kaut arī pati caurule ir pārklāta ar melnu kartonu. Rentgenstūris turklāt noskaidroja, ka viņa atklāto nezināmo staru, ko viņš sauca par rentgeniem, caurspīdīgā jauda ir atkarīga no absorbējošā materiāla sastāva. Viņš arī saņēma savas rokas kaulu attēlu, ievietojot to starp izlādes cauruli ar katoda stariem un ekrānu, kas pārklāts ar bārija cianoplatinītu. Rentgena atklāšanai sekoja citu pētnieku eksperimenti, kuri atklāja daudzas jaunas šī starojuma īpašības un pielietojumus. Lielu ieguldījumu sniedza M. Lauets, V. Frīdrihs un P. Knipings, kuri 1912. gadā demonstrēja rentgenstaru difrakciju, izlaižot to caur kristālu; W. Coolidge, kurš 1913. gadā izgudroja augsta vakuuma rentgena cauruli ar apsildāmu katodu; G. Moslijs, kurš 1913. gadā izveidoja sakarību starp starojuma viļņa garumu un elementa atomu numuru; G. un L. Braggie, kuri 1915. gadā saņēma Nobela prēmiju par rentgena analīzes pamatnoteikumu izstrādi.
RADIĀCIJAS RADIĀCIJA
  Rentgena starojums rodas, ja elektroni, kas pārvietojas ar lielu ātrumu, mijiedarbojas ar matēriju. Kad elektroni saduras ar vielas atomiem, tie ātri zaudē kinētisko enerģiju. Šajā gadījumā tā lielāko daļu pārvērš siltumā, un neliela daļa, parasti mazāk nekā 1%, tiek pārveidota par rentgena enerģiju. Šī enerģija izdalās kvantu veidā - daļiņas, ko sauc par fotoniem, kurām ir enerģija, bet kuru atpūtas masa ir nulle. Rentgenstaru fotoni atšķiras pēc enerģijas, apgriezti proporcionāli to viļņa garumam. Plkst parastais veids uztver rentgenstarus, saņem plašu viļņu garumu, ko sauc par rentgena spektru. Spektrā ir izteikti komponenti, kā parādīts 4. att. 1. Plašo "nepārtrauktību" sauc par nepārtrauktu spektru vai balto starojumu. Asās virsotnes, kas to pārklājas, sauc par raksturīgajām rentgenstaru emisijas līnijām. Lai arī viss spektrs ir elektronu sadursmes ar matēriju rezultāts, tā plašās daļas un līniju parādīšanās mehānismi ir atšķirīgi. Viela sastāv no liela skaita atomu, no kuriem katram ir kodols, kuru ieskauj elektronu čaulas, un katrs elektrons dotā elementa atoma apvalkā aizņem noteiktu diskrētu enerģijas līmeni. Parasti šie apvalki jeb enerģijas līmeņi tiek apzīmēti ar simboliem K, L, M utt., Sākot no apvalka, kas ir vistuvāk kodolam. Kad krītošais elektrons, kuram ir pietiekami liela enerģija, saduras ar vienu no atomiem, kas piesaistīts atomam, tas šo elektronu notriec no apvalka. Tukšo vietu aizņem vēl viens elektrons no apvalka, kas atbilst lielai enerģijai. Pēdējais izdala lieko enerģiju, izstarojot rentgena fotonu. Tā kā apvalka elektroniem ir diskrētas enerģijas vērtības, iegūtajiem rentgena fotoniem ir arī diskrēts spektrs. Asiem pīķiem noteiktiem viļņu garumiem tas atbilst, kuru īpašās vērtības ir atkarīgas no mērķa elementa. Raksturīgās līnijas veido K-, L- un M-sērijas atkarībā no tā, no kura apvalka (K, L vai M) elektrons tika noņemts. Attiecības starp rentgena viļņu garumu un atomu skaitli sauc par Moslija likumu (2. att.).

Ja elektrons sastopas ar salīdzinoši smagu kodolu, tad tas tiek kavēts, un tā kinētiskā enerģija tiek atbrīvota aptuveni tādas pašas enerģijas rentgena fotona formā. Ja viņš lidos garām kodolam, viņš zaudēs tikai daļu savas enerģijas, bet pārējais tiks pārnests uz citiem atomiem, kas viņam nonāk. Katrs enerģijas zuduma akts noved pie fotona izstarošanas ar sava veida enerģiju. Rodas nepārtraukts rentgenstaru spektrs, kura augšējā robeža atbilst visātrākā elektronu enerģijai. Tas ir nepārtrauktā spektra veidošanās mehānisms, un maksimālā enerģija (vai minimālais viļņa garums), kas nosaka nepārtrauktā spektra robežu, ir proporcionāla paātrinājuma spriegumam, kas nosaka krītošo elektronu ātrumu. Spektrālās līnijas raksturo bombardētā mērķa materiālu, un nepārtraukto spektru nosaka elektronu staru enerģija un tas praktiski nav atkarīgs no mērķa materiāla. Rentgena starojumu var iegūt ne tikai ar elektronu bombardēšanu, bet arī apstarojot mērķi ar rentgena starojumu no cita avota. Tomēr šajā gadījumā lielākā daļa no   krītošā starojuma enerģija nonāk raksturīgajā rentgenstaru spektrā, un ļoti maza tās daļa krīt uz nepārtraukto. Acīmredzot nejaušajā rentgena starā jābūt fotoniem, kuru enerģija ir pietiekama, lai ierosinātu sabombardētā elementa raksturīgās līnijas. Augsts enerģijas procents raksturīgajā spektrā padara šo rentgenstaru ierosināšanas metodi ērtu zinātniskiem pētījumiem.
Rentgena lampas.   Lai saņemtu rentgenstarus elektronu mijiedarbības dēļ ar matēriju, jums ir jābūt elektronu avotam, līdzekļiem to paātrināšanai līdz lielam ātrumam un mērķim, kas var izturēt elektronisko sprādzienu un dot vēlamās intensitātes rentgena starus. Ierīci, kurai tas viss ir, sauc par rentgena cauruli. Agrīnie pētnieki izmantoja "dziļi evakuētas" caurules, piemēram, mūsdienu gāzes izlādes caurules. Tajos vakuums nebija īpaši augsts. Izlādes mēģenēs ir mazs daudzums gāze, un, kad caurules elektrodiem tiek piemērota liela potenciālu starpība, gāzes atomi pārvēršas pozitīvajos un negatīvajos jonos. Pozitīvie pārvietojas uz negatīvo elektrodu (katodu) un, nokrītot tam, izsit elektronus no tā, un viņi, savukārt, pāriet uz pozitīvo elektrodu (anodu) un, bombardējot to, rada rentgena fotonu straumi. Mūsdienīgā rentgena caurulē, ko izstrādājis Coolidge (3. att.), Elektronu avots ir volframa katods, kas tiek uzkarsēts līdz augsta temperatūra. Elektroni tiek paātrināti lielā ātrumā ar lielu potenciālu starpību starp anodu (vai antikatodu) un katodu. Tā kā elektroniem jāsasniedz anods bez sadursmēm ar atomiem, ir nepieciešams ļoti augsts vakuums, kuram jums ir nepieciešams labi sūknēt cauruli. Tas samazina arī atlikušo gāzes atomu un ar tiem saistīto sānu strāvu jonizācijas iespējamību.

  Elektroni tiek fokusēti uz anodu, izmantojot īpašas formas elektrodu, kas apņem katodu. Šo elektrodu sauc par fokusēšanas elektrodu un kopā ar katodu veido caurules "elektronisko prožektoru". Elektronu bombardētajam anodam jābūt izgatavotam no ugunsizturīga materiāla, jo lielākā daļa bombardējošo elektronu kinētiskās enerģijas tiek pārveidota siltumā. Turklāt ir vēlams, lai anodu izgatavotu no materiāla ar lielu atomu skaitu, jo rentgenstaru iznākums palielinās, palielinoties atomu skaitam. Anoda materiāls visbiežāk tiek izvēlēts volframs, kura atomu skaits ir 74. Rentgena lampu dizains var būt atšķirīgs atkarībā no lietošanas apstākļiem un prasībām.
Rentgenstaru starojuma noteikšana
Visas rentgena noteikšanas metodes ir balstītas uz to mijiedarbību ar vielu. Detektori var būt divu veidu: tie, kas rada attēlu, un tie, kas nedod. Pirmajos ietilpst rentgena fluorogrāfijas un fluoroskopijas ierīces, kurās rentgena stars iziet cauri pētāmajam objektam, un pārraidītais starojums nonāk luminiscējošā ekrānā vai plēvē. Attēls rodas tāpēc, ka dažādas pētāmā objekta daļas absorbē starojumu dažādos veidos - atkarībā no vielas biezuma un tās sastāva. Detektoros ar luminiscējošu ekrānu rentgena enerģija tiek pārveidota tieši novērojamā attēlā, un rentgena laikā tā tiek ierakstīta jutīgā emulsijā, un to var novērot tikai pēc filmas veidošanās. Otrā tipa detektoros ietilpst ļoti dažādas ierīces, kurās rentgena starojuma enerģija tiek pārveidota elektriskos signālos, kas raksturo starojuma relatīvo intensitāti. Tas ietver jonizācijas kameras, Geigera skaitītāju, proporcionālo skaitītāju, scintilācijas skaitītāju un dažus īpašus detektorus, kuru pamatā ir kadmija sulfīds un selenīds. Pašlaik par visefektīvākajiem detektoriem var uzskatīt scintilācijas skaitītājus, kas labi darbojas plašā enerģijas diapazonā.
Skatīt arī   DAUDZUMU NOTEIKTĀJI. Detektoru izvēlas, ņemot vērā uzdevuma nosacījumus. Piemēram, ja jums precīzi jānosaka difrakcijas rentgena starojuma intensitāte, tad tiek izmantoti skaitītāji, kas ļauj veikt mērījumus ar procentuālās daļas precizitāti. Ja jums jāreģistrē daudz difrakcijas staru, tad ieteicams izmantot rentgena filmu, lai gan šajā gadījumā nav iespējams noteikt intensitāti ar tādu pašu precizitāti.
X-RAY UN GAMMA DEFEKTOSKOPIJA
  Viens no visizplatītākajiem rentgena staru pielietojumiem rūpniecībā ir materiālu kvalitātes kontrole un trūkumu noteikšana. Rentgenstaru metode nav sagraujoša, tāpēc pārbaudāmo materiālu, ja tiek konstatēts, ka tas atbilst nepieciešamajām prasībām, var izmantot paredzētajam mērķim. Gan rentgena, gan gamma staru pārbaude balstās uz rentgena starojuma iespiešanās jaudu un tā absorbcijas īpašībām materiālos. Iespiešanos nosaka rentgena fotonu enerģija, kas ir atkarīga no paātrinājuma sprieguma rentgena caurulē. Tāpēc biezi paraugi un paraugi no smagie metālipiemēram, zeltam un urānam, lai tos izpētītu, nepieciešams rentgena avots ar augstāku spriegumu, un plāniem paraugiem pietiek ar avotu ar zemāku spriegumu. Ļoti lielu lējumu un lielu velmējumu gamma staru pārbaudei tiek izmantoti betatroni un lineārie paātrinātāji, kas paātrina daļiņas līdz enerģijai 25 MeV vai vairāk. Rentgenstaru absorbcija materiālā ir atkarīga no absorbētāja d biezuma un absorbcijas koeficienta m, un to nosaka ar formulu I \u003d I0e-md, kur I ir caur absorbētāju pārvadītā starojuma intensitāte, I0 ir krītošā starojuma intensitāte, un e \u003d 2,718 ir bāze dabiskie logaritmi. Konkrētam materiālam ar noteiktu rentgena starojuma viļņa garumu (vai enerģiju) absorbcijas koeficients ir nemainīgs. Bet rentgenstaru avota starojums nav monohromatisks, bet satur plašu viļņu garumu spektru, kā rezultātā absorbcija tajā pašā absorbētāja biezumā ir atkarīga no starojuma viļņa garuma (frekvences). Rentgena starojums tiek plaši izmantots visās nozarēs, kas saistītas ar metālu formēšanu. To izmanto arī artilērijas mucu kontrolei, pārtikas produktiplastmasa sarežģītu ierīču un sistēmu testēšanai elektroniskās tehnoloģijas. (Neitronu difrakcija tiek izmantota arī līdzīgiem mērķiem, kad rentgenstaru vietā tiek izmantoti neitronu stari.) Rentgena starojumu izmanto arī citiem uzdevumiem, piemēram, gleznu izpētei, lai noteiktu to autentiskumu vai noteiktu papildu krāsas slāņus virs galvenā slāņa.
Rentgenstaru difrakcija
  Rentgenstaru difrakcija sniedz svarīgu informāciju par cietās vielas   - to atomu struktūra un kristālu forma, kā arī šķidrumi, amorfie ķermeņi un lielās molekulas. Difrakcijas metodi izmanto arī, lai precīzi (ar kļūdu mazāku par 10–5) noteiktu starpatomiskos attālumus, identificētu spriegumus un defektus un noteiktu atsevišķu kristālu orientāciju. Pēc difrakcijas modeļa var identificēt nezināmus materiālus, kā arī noteikt un noteikt piemaisījumu klātbūtni paraugā. Rentgenstaru difrakcijas metodes nozīmi mūsdienu fizikas progresā ir grūti pārvērtēt, jo mūsdienu izpratne par matērijas īpašībām galu galā balstās uz datiem par atomu izvietojumu dažādos ķīmiskie savienojumi, par savstarpējo saišu raksturu un par konstrukcijas defektiem. Galvenais līdzeklis šīs informācijas iegūšanai ir rentgenstaru difrakcijas metode. Rentgena difrakcijas kristalogrāfija ir ārkārtīgi svarīga, lai noteiktu sarežģītu lielu molekulu struktūras, piemēram, dezoksiribonukleīnskābes (DNS) molekulas, kas ir dzīvo organismu ģenētiskais materiāls. Tūlīt pēc rentgena starojuma atklāšanas zinātniskā un medicīniskā interese tika koncentrēta gan uz šī starojuma spēju iekļūt ķermeņos, gan uz tā dabu. Rentgenstaru difrakcijas eksperimenti ar spraugām un difrakcijas režģiem parādīja, ka tas pieder pie elektromagnētiskā starojuma un tā viļņa garums ir aptuveni 10-8-10-9 cm.Agrāk zinātnieki, it īpaši W. Barlow, uzminēja, ka dabiskā materiāla regulārā un simetriskā forma kristāli, pateicoties atomu sakārtotam sadalījumam, kas veido kristālu. Dažos gadījumos Bārlovs spēja pareizi paredzēt kristāla struktūru. Paredzētie starpatomu attālumi bija 10–8 cm. Fakts, ka starpatomu attālumi izrādījās rentgenstaru viļņa garuma secībā, principā ļāva novērot to difrakciju. Tā rezultātā radās viena no vissvarīgākajiem eksperimentiem fizikas vēsturē dizains. M. Laue organizēja šīs idejas eksperimentālu pārbaudi, kuru veica viņa kolēģi V. Frīdrihs un P. Knipings. 1912. gadā trīs no viņiem publicēja savu darbu par rentgenstaru difrakcijas rezultātiem. Rentgenstaru difrakcijas principi. Lai saprastu rentgenstaru difrakcijas fenomenu, jums jāapsver secība: pirmkārt, rentgena staru spektrs, otrkārt, kristāla struktūras raksturs un, treškārt, difrakcijas fenomens. Kā minēts iepriekš, raksturīgais rentgena starojums sastāv no spektrālo līniju virknes augsts grāds   monohromatiskums, ko nosaka anoda materiāls. Izmantojot filtrus, jūs varat izvēlēties visintensīvākos no tiem. Tāpēc, attiecīgi izvēloties anoda materiālu, ir iespējams ļoti precīzi iegūt gandrīz monohromatiska starojuma avotu konkrētā vērtība viļņu garumi. Raksturīgie viļņu garumi parasti ir no 2,285 hromā līdz 0,558 sudrabam (dažādu elementu vērtības ir zināmas ar precizitāti līdz sešiem zīmēm). Raksturīgais spektrs tiek uzklāts uz nepārtrauktu "balto" spektru ar daudz zemāku intensitāti, jo anodā krītošie elektroni tiek bremzēti. Tādējādi no katra anoda var iegūt divu veidu starojumu: raksturīgo un bremsstrahlung, no kuriem katrs savā veidā spēlē nozīmīgu lomu. Atomi kristāliskajā struktūrā ir sakārtoti ar regulāru periodiskumu, veidojot identisku šūnu secību - telpisko režģi. Daži režģi (piemēram, lielākajai daļai parasto metālu) ir diezgan vienkārši, savukārt citi (piemēram, olbaltumvielu molekulām) ir ļoti sarežģīti. Kristāla struktūrai raksturīgs sekojošais: ja no kāda dots punkts   Ja viena šūna pārvietojas uz blakus esošās šūnas punktu, tad tiks atklāta tieši tāda pati atomu vide. Un, ja kāds atoms atrodas vienā šūnā vienā vai otrā punktā, tad tas pats atoms atradīsies līdzvērtīgā vietā jebkurā blakus esošajā šūnā. Šis princips ir stingri spēkā perfektam, perfekti pasūtītam kristālam. Tomēr daudzi kristāli (piemēram, metāla cietie šķīdumi) ir vairāk vai mazāk nesakārtoti, t.i. kristalogrāfiski līdzvērtīgas vietas var aizņemt dažādi atomi. Šajos gadījumos nosaka nevis katra atoma stāvokli, bet gan tikai "statistiski vidējo" atoma stāvokli. uz lielu skaitu daļiņas (vai šūnas). Difrakcijas fenomens ir apskatīts rakstā OPTICS, un lasītājs var pāriet uz šo rakstu, pirms turpināt. Tas parāda, ka, ja viļņi (piemēram, skaņa, gaisma, rentgena stari) iziet caur nelielu spraugu vai caurumu, tad pēdējo var uzskatīt par sekundāru viļņu avotu, un spraugas vai cauruma attēls sastāv no mainīgām gaismas un tumšām svītrām. Turklāt, ja ir periodiska caurumu vai spraugu struktūra, tad, pastiprinot un vājinot staru traucējumus, kas nāk no dažādiem caurumiem, rodas skaidra difrakcijas shēma. Rentgenstaru difrakcija ir kolektīva izkliedes parādība, kurā periodiski sakārtoti kristāla struktūras atomi spēlē caurumu un izkliedes centru lomu. Viņu attēlu savstarpēja pastiprināšana noteiktos leņķos dod difrakcijas modeli, kas ir līdzīgs tam, kas būtu radies gaismas difrakcijas laikā trīsdimensiju difrakcijas režģī. Izkliede notiek notiekošā rentgena starojuma mijiedarbības dēļ ar kristāliem esošajiem elektroniem. Sakarā ar to, ka rentgena starojuma viļņa garums ir tādā pašā secībā kā atoma lielums, izkliedētā rentgena starojuma viļņa garums ir tāds pats kā krītošajam. Šis process ir piespiedu elektronu svārstību rezultāts nejauša rentgena starojuma ietekmē. Ļaujiet mums tagad apsvērt atomu ar saistītu elektronu mākoni (kas ieskauj kodolu), uz kura notiek rentgena starojums. Elektroni visos virzienos vienlaicīgi izkliedē negadījumu un izstaro pašu rentgena starojumu ar tādu pašu viļņa garumu, kaut arī ar dažādu intensitāti. Izkliedētā starojuma intensitāte ir saistīta ar elementa atomu skaitu, jo atomu skaitlis vienāds ar skaitli orbitāli elektroni, kas var piedalīties izkliedē. (Šo intensitātes atkarību no izkliedes elementa atomu skaita un virziena, kurā intensitāte tiek mērīta, raksturo atomu izkliedes koeficients, kam ir ārkārtīgi liela nozīme kristāla struktūras analīzē.) Kristāla struktūrā mēs izvēlamies lineāru atomu ķēdi, kas atrodas vienādā attālumā viens no otra, un apsveriet to difrakcijas modeli. Jau tika atzīmēts, ka rentgenstaru spektrs sastāv no nepārtrauktas daļas (“kontinuuma”) un intensīvāku līniju kopuma, kas raksturīgs elementam, kas ir anoda materiāls. Pieņemsim, ka mēs filtrējam nepārtrauktu spektru un iegūstam gandrīz monohromatisku rentgena staru, kas vērsts uz mūsu lineāro atomu ķēdi. Pastiprināšanas nosacījums (pastiprinošie traucējumi) ir izpildīts, ja kaimiņu atomu izkliedēto viļņu ceļa atšķirība ir viļņa garuma reizinājums. Ja staru kūlis krīt leņķī a0 pret atomu līniju, kas atdalīta ar intervāliem a (periodu), tad difrakcijas leņķim a ceļa starpību, kas atbilst pastiprinājumam, uzraksta formā (cos a - cosa0) \u003d hl, kur l ir viļņa garums un h ir vesels skaitlis (4. un 5. att.).

  Lai izvērstu šo pieeju trīsdimensiju kristālam, ir jāizvēlas tikai atomu rindas divos citos virzienos kristālā un jāatrisina šādi iegūtie trīs vienādojumi trim kristāla asīm ar periodiem a, b un c. Pārējiem diviem vienādojumiem ir šāda forma

  Šie ir trīs pamata Laue vienādojumi rentgenstaru difrakcijai, kur skaitļi h, k un c ir Millera indeksi difrakcijas plaknei.
Skatīt arī   KRISTĀLI UN KRISTALLOGRĀFIJA. Ņemot vērā, piemēram, kādu no Laue vienādojumiem, var pamanīt, ka, tā kā a, a0, l ir konstantes un h \u003d 0, 1, 2, ..., tā risinājumu var attēlot kā konusu kopu ar kopēju asi a (att. 5). Tas pats attiecas uz virzieniem b un c. Iekšā vispārējs gadījums   trīsdimensiju izkliede (difrakcija) jābūt trim Laue vienādojumiem vispārējs lēmums, t.i. trīs difrakcijas konusi, kas atrodas uz katras ass, jāšķērso; kopējā krustojuma līnija ir parādīta att. 6. Vienādojumu vienots risinājums noved pie Braga - Volfa likuma:

l \u003d 2 (d / n) sinq, kur d ir attālums starp plaknēm ar indeksiem h, k un c (periods), n \u003d 1, 2, ... ir veseli skaitļi (difrakcijas secība), un q ir izveidotais leņķis krītošais stars (kā arī difrakcijas) ar kristāla plakni, kurā notiek difrakcija. Analizējot Braga - Vulfa likuma vienādojumu vienam kristālam, kas atrodas uz monohromatiskās rentgenstaru ceļa, mēs varam secināt, ka difrakciju nav viegli novērot, jo lielumi l un q ir fiksēti, un sinq DIFFAKCIJAS ANALĪZES METODES
Laue metode.   Laue metode izmanto nepārtrauktu "balto" rentgena starojuma spektru, kas tiek nosūtīts uz stacionāru vienkristālu. Par specifiska nozīme   Periodā d no visa spektra automātiski tiek izvēlēta viļņa garuma vērtība, kas atbilst Bragg - Wolfe nosacījumam. Šādi iegūtās lauegrammas ļauj spriest par difrakcijas staru virzieniem un līdz ar to par kristāla plakņu orientāciju, kas arī ļauj izdarīt svarīgus secinājumus par kristāla simetriju, orientāciju un defektu klātbūtni tajā. Tomēr tiek zaudēta informācija par telpisko periodu d. Att. 7 parādīts lauegrammas piemērs. Rentgena filma atradās tajā kristāla pusē, kas ir pretēja tai, uz kuru notika avota rentgena stars.

Debye - Scherrer metode (polikristāliskajiem paraugiem).   Atšķirībā no iepriekšējās metodes, šeit tiek izmantots monohromatiskais starojums (l \u003d const), un leņķis q mainās. To panāk, izmantojot polikristālisku paraugu, kas sastāv no daudziem maziem nejaušas orientācijas kristalītiem, starp kuriem ir arī Braga - Vulfa nosacījumi. Izkliedētās sijas veido konusus, kuru ass ir vērsta gar rentgena staru. Fotografēšanai parasti izmanto šauru rentgena filmas sloksni cilindriskā kārtridžā, un rentgenstaru diametrs izplešas caur plēves caurumiem. Šādi iegūta debyegramma (8. att.) Satur precīzu informāciju par periodu d, t.i. par kristāla struktūru, bet nesniedz informāciju, kuru satur galdagramma. Tāpēc abas metodes ir savstarpēji papildinošas. Apsvērsim dažus Debye-Scherrer metodes pielietojumus.

Ķīmisko elementu un savienojumu identifikācija. Izmantojot leņķi q, kas noteikts pēc degrama, var aprēķināt dotā elementa vai savienojuma starpplāņu attālumu d. Pašlaik ir apkopotas daudzas d vērtību tabulas, kas ļauj identificēt ne tikai konkrētu ķīmisko elementu vai savienojumu, bet arī dažādas vienas un tās pašas vielas fāzes stāvokļus, kas ne vienmēr dod ķīmisku analīzi. Aizvietojošos sakausējumos ar augstu precizitāti var noteikt arī otrā komponenta saturu no perioda d atkarības no koncentrācijas.
Stresa analīze.   Saskaņā ar izmērīto starpplakņu atstatuma starpību dažādi virzieni   kristālos, zinot materiāla elastības moduli, ir iespējams ar augstu precizitāti aprēķināt mazos spriegumus tajā.
Kristālu vēlamās orientācijas pētījumi.   Ja mazie kristalīti polikristāliskajā paraugā ir orientēti nevis pilnīgi nejauši, tad degrammas gredzeniem būs atšķirīga intensitāte. Izteiktas dominējošās orientācijas klātbūtnē intensitātes maksimumi tiek koncentrēti atsevišķos attēla punktos, kas kļūst līdzīgi attēlam uz viena kristāla. Piemēram, dziļas aukstās velmēšanas laikā metāla loksne iegūst tekstūru - izteiktu kristalītu orientāciju. No de-gram var spriest par materiāla aukstās apstrādes raksturu.
Graudu lieluma izpēte.   Ja polikristāla graudu izmērs ir lielāks par 10-3 cm, tad līnijas debyegrammā sastāvēs no atsevišķiem plankumiem, jo \u200b\u200bšajā gadījumā kristalītu skaits nav pietiekams, lai aptvertu visu leņķu diapazonu q. Ja kristalīta izmērs ir mazāks par 10–5 cm, tad difrakcijas līnijas kļūst platākas. To platums ir apgriezti proporcionāls kristalītu lielumam. Paplašināšanās notiek tā paša iemesla dēļ, ka, samazinoties spraugu skaitam, samazinās difrakcijas režģa izšķirtspēja. Rentgena starojums ļauj noteikt graudu lielumu diapazonā no 10-7-10-6 cm.
Atsevišķu kristālu metodes. Lai difrakcija uz kristāla sniegtu informāciju ne tikai par telpisko periodu, bet arī par katra difrakcijas plakņu komplekta orientāciju, tiek izmantotas viena kristāla rotācijas metodes. Uz kristāla notiek monohromatisks rentgena stars. Kristāls griežas ap galveno asi, kurai ir izpildīti Laue vienādojumi. Šajā gadījumā mainās Bragg - Wolfe formulā iekļautais leņķis q. Difrakcijas maksimumi atrodas Laue difrakcijas konusu krustojumā ar plēves cilindrisko virsmu (9. att.). Rezultāts ir tāda veida difrakcijas shēma, kā parādīts 1. attēlā. 10. Tomēr komplikācijas ir iespējamas dažādu difrakcijas secību pārklāšanās dēļ vienā punktā. Metodi var ievērojami uzlabot, ja vienlaikus ar kristāla rotāciju noteiktā veidā tiek pārvietota arī plēve.

Šķidrumu un gāzu izpēte.   Ir zināms, ka šķidrumiem, gāzēm un amorfiem ķermeņiem nav pareizā satura kristāla struktūra. Bet šeit, starp atomiem molekulās, tur ķīmiskā saitekuru dēļ attālums starp tiem paliek gandrīz nemainīgs, kaut arī pašas molekulas kosmosā ir orientētas nejauši. Šādi materiāli dod arī difrakcijas modeli ar salīdzinoši nelielu izkliedēto maksimumu skaitu. Tiek apstrādāts šāds attēls mūsdienu metodes   sniedz informāciju par pat tādu nekristālisku materiālu struktūru.
SPEKTROĶīmiskā rentgenstaru analīze
  Tikai dažus gadus pēc rentgenstaru atklāšanas C. Barkla (1877-1944) atklāja, ka tad, kad vielai iedarbojas augstas enerģijas rentgenstaru starojums, parādās sekundārais fluorescences rentgena starojums, kas raksturīgs pētāmajam elementam. Neilgi pēc tam G. Moslijs eksperimentu sērijā izmērīja primārā raksturīgā rentgena starojuma viļņu garumus, kas iegūti, bombardējot dažādus elementus, un secināja sakarību starp viļņa garumu un atomu skaitu. Šie eksperimenti, kā arī Braga izgudrojums rentgena spektrometram, lika pamatus spektroķīmiskajai rentgenstaru analīzei. Tūlīt tika apzinātas rentgena starojuma iespējas ķīmiskai analīzei. Tika izveidoti spektrogrāfi ar reģistrāciju uz fototēkas, kuros testa paraugs darbojās kā rentgena caurules anods. Diemžēl šī metode izrādījās ļoti darbietilpīga, un tāpēc to izmantoja tikai tad, kad parastās ķīmiskās analīzes metodes nebija piemērojamas. Izcils piemērs Novatoriski pētījumi analītiskās rentgenstaru spektroskopijas jomā bija G. Heveshi un D. Coster 1923. gadā atklāts jauns elements - hafnijs. Lieljaudas rentgenstaru lampu un rentgenstaru detektoru izstrāde radioķīmiskajiem mērījumiem Otrā pasaules kara laikā lielā mērā noteica rentgenstaru spektrogrāfijas straujo izaugsmi turpmākajos gados. Šo metodi plaši izmanto, ņemot vērā analīzes ātrumu, ērtības, nesagraujošo raksturu un pilnīgas vai daļējas automatizācijas iespēju. Tas ir izmantojams visu elementu kvantitatīvās un kvalitatīvās analīzes problēmās, kuru atomu skaits ir lielāks par 11 (nātrijs). Lai gan rentgenstaru spektroķīmisko analīzi parasti izmanto, lai noteiktu svarīgākās sastāvdaļas paraugā (ar saturu 0,1–100%), dažos gadījumos tā ir piemērota koncentrācijām, kas ir 0,005% vai pat zemākas.
Rentgenstaru spektrometrs.   Mūsdienu rentgena spektrometrs sastāv no trim galvenajām sistēmām (11. att.): Ierosmes sistēmas, t.i. rentgena caurule ar volframa vai cita ugunsizturīga materiāla anodu un barošanas avotu; analīzes sistēmas, t.i. analizatora kristāls ar diviem daudzslāņu kolimatoriem, kā arī spektro goniometrs precīzai izlīdzināšanai; un reģistrācijas sistēmas ar Geigera skaitītāju vai proporcionālu vai scintilācijas skaitītāju, kā arī ar taisngriezi, pastiprinātāju, skaitīšanas ierīcēm un reģistratoru vai citu ierakstīšanas ierīci.

Rentgena fluorescences analīze.   Analizētais paraugs atrodas uz aizraujošā rentgena starojuma ceļa. Izpētīto parauga reģionu parasti izšķir ar masku ar vēlama diametra caurumu, un starojums iziet cauri kolimatoram, veidojot paralēlu staru. Aiz analizatora kristāla spraugas kolimators izstaro detektoru difrakcijas starojumu. Parasti maksimālais leņķis q ir ierobežots līdz 80-85 °, lai tikai rentgenstaru starojums, kura viļņa garums l ir saistīts ar starpplāna attālumu d ar vienādību l, varētu difrakcija uz analizatora kristāla Rentgena mikroanalīze. Iepriekš aprakstīto plakano kristālu analizatora spektrometru var pielāgot mikroanalīzei. To panāk, sašaurinot vai nu primāro rentgena staru, vai parauga izstaroto sekundāro staru. Tomēr efektīvā parauga lieluma vai starojuma atvēruma samazināšanās noved pie konstatētā difrakcijas starojuma intensitātes samazināšanās. Šīs metodes uzlabojumu var panākt, izmantojot izliektu kristāla spektrometru, kas ļauj noteikt atšķirīga starojuma konusu, nevis tikai izstarojumu, kas atrodas paralēli kolimatora asij. Izmantojot šādu spektrometru, var noteikt daļiņas, kas ir mazākas par 25 mikroniem. Vēl lielāks analizētā parauga lieluma samazinājums tiek panākts R. Kastana izgudrotajā elektronu zondes rentgenstaru mikroanalüüsā. Šeit raksturīgo parauga rentgenstaru izstaro ar strauji fokusētu elektronu staru, ko pēc tam analizē ar izliektu kristāla spektrometru. Izmantojot šādu ierīci, paraugā ar diametru 1 μm var noteikt vielas daudzumu 10-14 g apjomā. Tika izstrādātas arī parauga elektronu staru skenēšanas iekārtas, ar kuru palīdzību jūs varat iegūt divdimensiju attēlu sadalījumā pa elementa paraugu, kuram spektrometrs ir noregulēts raksturīgajam starojumam.
Medicīniskā rentgenstaru diagnostika
  Rentgena tehnoloģijas attīstība ir ievērojami samazinājusi ekspozīcijas laiku un uzlabojusi attēla kvalitāti, ļaujot izpētīt pat mīkstos audus.
Fluorogrāfija.   Šī diagnostikas metode sastāv no ēnu attēla fotografēšanas no caurspīdīga ekrāna. Pacients atrodas starp rentgena avotu un fosfora (parasti cēzija jodīda) plakano ekrānu, kas mirdz rentgena starojuma ietekmē. Bioloģiski audi ar dažādu blīvuma pakāpi veido rentgena ēnas, kurām ir dažādās pakāpēs   intensitāte. Radiologs izskata ēnas attēlu uz dienasgaismas ekrāna un veic diagnozi. Agrāk radiologs, analizējot attēlu, paļāvās uz redzi. Tagad pieejams daudzveidīgas sistēmasattēla pastiprināšana, attēlošana televizora ekrānā vai datu ierakstīšana datora atmiņā.
Rentgenogrāfija. Rentgena attēla ierakstīšana tieši filmā tiek saukta par radiogrāfiju. Šajā gadījumā pētāmais orgāns atrodas starp rentgena avotu un filmu, kas uztver informāciju par orgāna stāvokli brīdis   laiks. Atkārtota radiogrāfija ļauj spriest par tā tālāko attīstību. Radiogrāfija ļauj ļoti precīzi pārbaudīt kaulu audu integritāti, kas galvenokārt sastāv no kalcija un ir necaurspīdīgi pret rentgena starojumu, kā arī muskuļu audu plīsumiem. Ar tās palīdzību ir labāk nekā stetoskops vai klausīšanās analizēt plaušu stāvokli ar iekaisumu, tuberkulozi vai šķidruma klātbūtni. Radiogrāfija nosaka sirds lielumu un formu, kā arī tās izmaiņu dinamiku pacientiem, kuri cieš no sirds slimībām.
Kontrastviela.   Ķermeņa daļas un atsevišķu orgānu dobumi, kas ir caurspīdīgi ar rentgena starojumu, kļūst redzami, ja tie ir piepildīti ar kontrastvielu, kas ir nekaitīga ķermenim, bet ļauj vizualizēt formu iekšējie orgāni   un pārbaudiet to darbību. Pacients vai nu lieto kontrastvielas iekšķīgi (piemēram, bārija sāļus kuņģa-zarnu trakta pētījumos), vai arī tos ievada intravenozi (piemēram, jodu saturošus šķīdumus nieru un urīnceļu pētījumos). Iekšā pēdējos gadostomēr šīs metodes tiek aizstātas ar diagnostikas metodēm, kuru pamatā ir radioaktīvo atomu izmantošana un ultraskaņa.
Datortomogrāfija.   70. gados tika izstrādāta jauna rentgena diagnostikas metode, kuras pamatā ir ķermeņa vai tās daļu pilnīga apsekošana. Plānu slāņu attēlus (“šķēles”) apstrādā dators, un gala attēls tiek parādīts monitora ekrānā. Šo paņēmienu sauc par datortomogrāfiju. Mūsdienu medicīnā to plaši izmanto infiltrātu, audzēju un citu smadzeņu darbības traucējumu diagnosticēšanai, kā arī mīksto audu slimību diagnosticēšanai ķermeņa iekšienē. Šis paņēmiens neprasa svešzemju ieviešanu kontrastvielas   un tāpēc tas ir ātrāks un efektīvāks nekā tradicionālās metodes.
Rentgenstaru radiācijas bioloģiskā darbība
  Rentgenstaru kaitīgā bioloģiskā iedarbība tika atklāta neilgi pēc tam, kad to atklāja rentgenstari. Izrādījās, ka jauns starojums var izraisīt kaut ko līdzīgu spēcīgam saules apdegums (eritēma), ko papildina dziļāks un pastāvīgāks ādas bojājums. Jaunās čūlas bieži pārvērtās par vēzi. Daudzos gadījumos bija jā amputē pirksti vai rokas. Notika un nāves gadījumi. Tika konstatēts, ka no ādas bojājumiem var izvairīties, samazinot laiku un starojuma devu, izmantojot ekranēšanas (piemēram, svinu) un tālvadības pulti. Bet pakāpeniski tika atklātas citas, ilglaicīgākas rentgena iedarbības sekas, kuras pēc tam apstiprināja un pētīja ar izmēģinājuma dzīvniekiem. Rentgenstaru, kā arī cita jonizējošā starojuma (piemēram, radioaktīvo materiālu izstarotā gamma starojuma) ietekme ir: 1) īslaicīgas izmaiņas asins sastāvā pēc salīdzinoši nelielas pārmērīgas ekspozīcijas; 2) neatgriezeniskas izmaiņas asins sastāvā (hemolītiskā anēmija) pēc ilgstošas \u200b\u200bpārmērīgas iedarbības; 3) vēža (ieskaitot leikēmiju) sastopamības palielināšanās; 4) ātrāka novecošanās un agrīna nāve; 5) kataraktas rašanās. Turklāt bioloģiskie eksperimenti ar pelēm, trušiem un mušām (Drosophila) parādīja, ka pat nelielas lielu populāciju sistemātiskas iedarbības devas, palielinoties mutācijas ātrumam, rada kaitīgu ģenētisko iedarbību. Lielākā daļa ģenētiķu atzīst šo datu piemērojamību cilvēka ķermenī. Runājot par rentgena starojuma bioloģisko iedarbību uz cilvēka ķermeni, to nosaka starojuma devas līmenis, kā arī tas, kurš ķermeņa orgāns tika pakļauts starojumam. Piemēram, asins slimības izraisa asins veidojošo orgānu, galvenokārt kaulu smadzeņu, apstarošana, un ģenētiskās sekas izraisa dzimumorgānu apstarošana, kas arī var izraisīt sterilitāti. Zināšanu uzkrāšana par rentgena starojuma ietekmi uz cilvēka ķermeni ir radījusi nacionālos un starptautiskos standartus par pieļaujamajām starojuma devām, kas publicēti dažādās atsauces publikācijās. Papildus rentgena starojumam, ko cilvēki mērķtiecīgi izmanto, ir arī tā sauktais izkliedētais sānu starojums, kas dažādu iemeslu dēļ rodas, piemēram, izkliedes dēļ svina aizsargājošā vairoga nepilnības dēļ, kuru šis starojums pilnībā neuzsūc. Turklāt daudzas elektriskās ierīces, kas nav paredzētas rentgena staru uztveršanai, tomēr rada to kā blakusproduktu. Pie šādām ierīcēm pieder elektronu mikroskopi, augstsprieguma taisngrieža lampas (kenotroni), kā arī novecojušu krāsu televizoru attēlu lampas. Mūsdienu krāsaino attēlu lampu ražošanu daudzās valstīs tagad kontrolē valdība.
BĪSTAMI X-RAY FAKTORI
  Rentgenstaru pakļaušanas cilvēkiem veidi un bīstamības pakāpe ir atkarīga no starojuma pakļauto personu kontingenta.
Speciālisti, kas strādā ar rentgena aparatūru.   Šajā kategorijā ietilpst radiologi, zobārsti, kā arī zinātnes un tehnikas darbinieki un personāls, kas apkalpo un izmanto rentgena iekārtas. Tiek veikti efektīvi pasākumi, lai samazinātu radiācijas līmeni, ar kādu tiem jāsaskaras.
Pacienti Šeit nav stingri kritēriji, un drošu iedarbības līmeni, ko pacienti saņem ārstēšanas laikā, nosaka ārstējošais ārsts. Ārsti nav ieteicami nevajadzīgi veikt rentgena pacientus. Īpaša uzmanība jāpievērš grūtnieču un bērnu izmeklēšanai. Šajā gadījumā tiek veikti īpaši pasākumi.
Kontroles metodes.   Šeit jāņem vērā trīs aspekti:
  1) atbilstoša aprīkojuma pieejamība, 2) drošības noteikumu ievērošanas uzraudzība, 3) pareiza aprīkojuma lietošana. Plkst rentgena izmeklēšana   starojumam vajadzētu būt pakļautam tikai vēlamajai zonai, neatkarīgi no tā, vai tā ir zobu pārbaude vai plaušu izmeklēšana. Ņemiet vērā, ka tūlīt pēc rentgena aparāta izslēgšanas pazūd gan primārais, gan sekundārais starojums; nav arī atlikušā starojuma, ko ne vienmēr apzinās pat tie, kas ir tieši saistīti ar to savā darbā.
Skatīt arī

Rentgena starojumu attēlo elektromagnētiskie viļņi. Rentgena starojuma viļņa garums var būt no simts līdz 10-3 nm. Saskaņā ar īpašu skalu ar elektromagnētiskiem viļņiem rentgenstūris tiek novietots starp gamma starojumu un UV. X-ray parādījās deviņpadsmitā gadsimta beigās, pateicoties laureātam Nobela prēmija   K. Roentgen.

Īsa informācija

Rentgena starojuma raksturs tika atzīts 1895. gadā. Saskaņā ar vēsturi, rentgenstaru īpašību atklāšana pieder fiziķim V. K. Roentgenam. Šāds atklājums bija sasniegums vēsturē, kas cilvēkam deva iespēju medicīnā izmantot rentgena starojumu. Tam ir noteikta ietekme uz cilvēka ķermeni. Jāatzīmē, ka šāds atklājums deva nenovērtējamu ieguldījumu visu zāļu nākotnes attīstībā.

Šādam starojumam ir attiecīgi elektromagnētiskie viļņi, kuru garums ir no simts līdz 10-3 nm. Īsviļņu starojumu bloķē ilgviļņi, un otrādi.

Fokusēšanai tiek izmantoti daudzslāņu spoguļi, kas spēj atspoguļot līdz 40% no starojuma. Visbiežāk radiācija uz cilvēka ķermeni rada skarbu efektu. Tomēr ir ieliekti spoguļi, tie ir līdzīgi optiskajiem, tomēr tie satur plāksnes ārējo daļu, kas atspoguļo rentgena starus, kam ir mīksts efekts. Fokusam ir svarīga loma, kas palīdzēs novērst skarbo iedarbību uz ķermeni.

Rentgenstaru izstarošana notiek attiecīgajās mēģenēs. Caurule ir īpaša stikla spuldze, kas satur augstu vakuumu. Caurule ir aprīkota ar elektrodiem, proti, K (katods), kā arī A (anods), un tiem ir pievienots augsts spriegums. Katods ir elektronu avots, anods ir metāla stienis ar slīpu virsmu. Šādai struktūrai ir materiāls, kura īpašības ir siltumvadošas. Tie veidojas elektronu bombardēšanas laikā. Slīpais gals ir aprīkots ar metāla volframa plāksni.

Rentgena starojumam ir savi starojuma avoti, var būt gan dabiski (radioaktīvie izotopi), gan mākslīgi (caurules). Caurulē ir vakuums un divi elektrodi. Elektronus silda katods, lauka dēļ iegūstot diezgan labu ātrumu. Pateicoties šo elektronu izmantošanai vakuumā, notiek rentgenstaru mijiedarbība ar matēriju. Tā rezultātā pastāv 2 galvenie šādu emisiju veidi.

Rentgena starojuma veidi:

• raksturīgs;
• bremzēt.

Apmēram viens procents visu elektronu enerģijas tiek pārveidots staros. Atlikušā enerģija nāk siltuma plūsmas veidā. Šim nolūkam anoda darba virsma tiek izgatavota, izmantojot ugunsizturīgus materiālus.

Raksturīgs starojums

Ja notiek kontakts starp anoda atomiem un katoda elektroniem, rentgenstari tiek veidoti kopā ar bremsstrahlung, kuru diapazonam ir atsevišķas līnijas. Šādam starojumam, proti, raksturīgajam rentgena starojumam, ir īpaša izcelsme.

Vienkāršiem vārdiem sakot, katoda elektroni nonāk atomā. Tukša vieta ir piepildīta ar tiem elektroniem, kas atradās augšējā apvalkā, lai jūs varētu aprēķināt izstarojumu. Tas satur frekvenču kopumu, ko sauc par - raksturīgo rentgena starojumu.

Moslija likums ir īpašs likums, kas spēj apvienot raksturlieluma izpētes spektrālo līniju frekvenci ar ķīmisko elementu skaitu. Likuma atklāšana notika 1913. gadā, pateicoties G. Moseley. Šis atklājums ir skaidrs pierādījums tam, ka visi periodiskās tabulas elementi atrodas patiesi, un tas veicināja fiziskās nozīmes iegūšanu.

Moseley likums nosaka, ka raksturīgais diapazons nespēj noteikt periodisko modeli, kas raksturīgs optiskajam spektram. Vienkāršiem vārdiem sakot, Moslijs palīdz noteikt skaitli ķīmiskais elements, raksturīgā starojuma diapazona izmantošanas laikā, kam bija svarīga loma elementu izvietojumā tabulā.

Bremžu signāls

Kad elektrons pārvietojas noteiktā vidē, tas zaudē savu ātrumu. Parādās negatīvs paātrinājums. Apstarojumu, kas radies anoda elektronu palēnināšanās laikā, sauc par bremsstrahlung. Tās īpašības nosaka, pamatojoties uz īpašiem faktoriem, proti:

• starojums notiek ar noteiktiem kvantiem, to enerģija attiecas uz formulas frekvenci;
• elektronu enerģija, kas sasniedz anodu, ir vienāda ar;
• enerģiju var pārnest uz vielu, lai to sildītu.

Vājināšanas likums

Viela var nonākt saskarē ar vielu divos veidos:

• fotoefekts - fotona absorbcija;
• izkliede.

Izkliede ir šāda:

• Elastīga vai sakarīga. Šāda izkliede notiek, ja fotonam nav pietiekami daudz enerģijas, lai veiktu atoma jonizācijas procesu. Saskaņota izkliede nozīmē piemērošanu dažādi veidi   kustība, tomēr enerģija paliek nemainīga. Tāpēc šāda veida izkliedi sauc par koherentu.
• Komptona vai nesakarīga izkliede. Šis tips   izkliedēšana ir iespējama, ja fotonam ir ievērojami vairāk enerģijas nekā iekšējās jonizācijas enerģijas līmenim. Ar šo izkliedi mainās kustības virziens, enerģijas kļūst mazāk.

Man jāsaka daži vārdi par rentgenstaru samazināšanas likumu. Kad tas notiek, fotoelektriskais efekts un rentgenstaru izkliedēšana, kas vājina starojuma staru. Tādējādi parādījās vājināšanās. Vājināšanas likuma atklāšana ir eksponenciāla. Speciālo atomu starojuma vājināšanai ir additīvas īpašības. Piemēram, ja atsevišķiem komponentiem izmantojat masas novājināšanas koeficientu, tad masu novājināšanu var atrast sarežģītākiem elementiem. Šajā gadījumā jums būs jāizmanto atbilstošā formula.

Formulas piemērošana ļaus jums uzzināt lineārā vājināšanās koeficienta iezīmes, kuras vienāds ar summu   3 termini, kas konsultē fotoelektriskos efektus un izkliedi. Pavājināšanās koeficients ir atkarīgs no emisijas diapazona. Pavājināšanās koeficienta aprēķināšanas ātrums ir atkarīgs no masas pavājināšanās koeficienta ietekmes, kas ir vienāds ar lineāro koeficientu ar elementa blīvumu. Lai noteiktu sarežģītu vielu koeficientu, jums nepieciešama ķīmiska formula.

Monohromatiskais starojums

Monohromatiskais starojums nonāk kristāla režģī, difrakcijas, pēc tam notiek izplatīšanās un izkliede. Līdzīgi stari spēj traucēt. Monohromatisks rentgena starojums ar viļņa garumu izplata grafītu. Šim elektromagnētiskajam starojumam ir viena frekvence.

To var iegūt šādos veidos:

• difrakcijas režģis;
• lāzers;
• prizmatiskā sistēma;
• dažādi gaismas avoti;
• izlādes spuldze.

Alfa starojuma pazīmes

Alfa starojums ir specifiska plūsma, kas sastāv no pozitīvi uzlādētām daļiņām, to ātrums ir 20 tūkstoši km / s. Alfa stari rodas pēc kodolu sabrukšanas ar lielu kārtas numuru. Plūsmas enerģija ir 2-11 MeV. Runājot par alfa daļiņu izkļūšanu, tas viss ir atkarīgs no vielas rakstura un ātruma.

Ir svarīgi atzīmēt, ka alfa daļiņas ir masīvas, enerģiskas un izraisa jonizāciju.

Iegūtā alfa daļiņu straume (nevis rentgenstaru straume) negatīvi ietekmē cilvēka ķermeni. Izmantojot papīra lapu, alfa daļiņas var saturēt tā, lai tās nevarētu iekļūt cilvēka ādā.

Alfa starojums nerada briesmas cilvēka ķermenim, kamēr radioaktīvās vielas, kas iesaistītas alfa daļiņu izstarošanā, caur brūci iekļūst ķermenī. Ja alfa starojums nonāk cilvēka ķermenī ar gaisu, pārtiku, tas nopietni apdraud veselību.

Uztvērēju šķirnes

Medicīnā pieejamie rentgena uztvērēji ir vairāku veidu:

• dozimetriskais skaitītājs;
• filma;
• gaismjutīga plāksne;
• dienasgaismas ekrāns;
• elektronu-optiskais pārveidotājs.

Katram no šiem uztvērējiem ir atšķirīga ietekme uz cilvēka ķermeni, jo darbojas atšķirīgs diapazons. Balstoties uz uztvērēju datiem, tika izstrādātas šādas rentgena pētījumu metodes:

• fluoroskopija;
• radiogrāfija;
• elektrorengenogrāfija;
• digitālā radiogrāfija;
• fluoroskopijas rentgena televizors.

Ietekme uz cilvēka ķermeni

Neskatoties uz rentgenstaru milzīgajām priekšrocībām medicīnā, tika atklāts, ka to ietekme uz ķermeni ir diezgan smaga. Tāpēc medicīnā ir svarīgi izmantot īpašus aizsardzības līdzekļus.

Cilvēka ķermenis pēc rentgena:

• starojums var izraisīt ādas izmaiņas, apdegumus, kas dziedē ļoti ilgu laiku;
• ņemot vērā rentgenstaru īpašības, kaitējums, ko rada pētījumi, kā arī infrasarkanais, ultravioletais, var būt nepārtraukts. Piemēram: palielinās novecošanās ātrums, mainās asiņu sastāvs, leikēmijas attīstības risks;
• īpaša aizsardzība pret rentgena stariem palīdzēs izvairīties no šādiem bojājumiem, tāpēc būs nepieciešams svina ekranējums, kā arī procesa vadība no attāluma;
• sekas ir atkarīgas no tā, kurš orgāns tiek apstarots, kā arī no devas. Piemēram, var parādīties neauglība;
• sistemātiska iedarbība izraisa ģenētiskas mutācijas.

Pateicoties daudzajai pieredzei, pētījumiem, speciālisti spēja sagatavot atbilstošu aizsardzību, kā arī izstrādāt starptautisku starojuma dozēšanas standartu.

Ir pieejamas šādas aizsardzības metodes:

• īpaša ierīce, kas var ietaupīt personālu;
• kolektīvā aizsardzība, proti: mobila, stacionāra;
• līdzekļi pacientiem;
• vielas no tiešajiem rentgenstariem.

Novērojot visus nepieciešamos pasākumus, jūs varat aizsargāt savu veselību.

Dažādu izmešu īpašības

Pastāv vairāki starojuma veidi, no kuriem katram ir noteikts darbības diapazons, proti:

• ultravioletais;
• infrasarkanais;
• rentgena.

Jāatzīmē, ka infrasarkanais starojums   darbojas diapazonā no 3 1011 līdz 3,75 1014 Hz. Avots ir silts ķermenis. Piemēram, infrasarkanais starojums ir atrodams sildīšanas baterijās, krāsnīs, sildītājos, lampās. Tāpēc ļoti bieži infrasarkanos viļņus sauc par termiskajiem.

Ultravioletais starojums darbojas noteiktā diapazonā, proti, no 8 1014 līdz 3 1016 Hz. Ultravioletajam starojumam ir ļoti augsta ķīmiskā aktivitāte. Tie var izraisīt vizuālus attēlus, jo tie ir neredzami.

Runājot par rentgena starojumu, tā diapazons ir no 3 1016 līdz 3 1020 Hz. Ir ļoti svarīgi pasargāt sevi no šo staru negatīvās ietekmes, jo sekas var būt bēdīgas!

Mūsdienu medicīnā milzīgu lomu spēlē rentgena stari, rentgenstaru atklāšanas vēsture aizsākās 19. gadsimtā.

Rentgenstari ir elektromagnētiski viļņi, kas rodas, piedaloties elektroniem. Ar lielu lādētu daļiņu paātrinājumu tiek radīts mākslīgs rentgena starojums. Tas iziet caur īpašu aprīkojumu:

• rentgena lampas;
• lādētu daļiņu paātrinātāji.

Atklāšanas stāsts

Vācu zinātnieks Rentēns šos starus izgudroja 1895. gadā: strādājot ar katodstaru lampu, viņš atklāja platīna-cianīda bārija fluorescences efektu. Tad tur bija apraksts par šādiem stariem un to apbrīnojamo spēju iekļūt ķermeņa audos. Starus sāka saukt par rentgena stariem (rentgena stariem). Vēlāk Krievijā viņi sāka tos saukt par rentgenu.

Rentgenstari var iekļūt pat caur sienām. Tātad rentgens saprata, ka izdarīja lielākais atklājums   medicīnas jomā. Tieši no šī laika zinātnē sāka veidoties atsevišķas sadaļas, piemēram, radioloģija un radioloģija.

Stari spēj iekļūt caur mīkstajiem audiem, bet kavējas, to garumu nosaka cietas virsmas šķērslis. Mīksti audumi   iekšā cilvēka ķermenis   - tā ir āda, un cietie ir kauli. 1901. gadā zinātniekam tika piešķirta Nobela prēmija.

Tomēr vēl pirms Viljama Konrāda Roentgena atklāšanas citus zinātniekus interesēja līdzīga tēma. 1853. gadā franču fiziķis Antuāns-Filiberts Masons pētīja augstsprieguma izlādi starp elektrodiem stikla mēģenē. Tajā esošā gāze zemā spiedienā sāka izdalīt sarkanīgu mirdzumu. Gāzes pārpalikuma izvadīšana no caurules izraisīja kvēlojuma samazināšanos atsevišķu gaismas slāņu sarežģītā secībā, kuras nokrāsa bija atkarīga no gāzes daudzuma.

1878. gadā Viljams Krookss (angļu fiziķis) ierosināja, ka fluorescence rodas no staru ietekmes uz caurules stikla virsmu. Bet visi šie pētījumi nekur netika publicēti, tāpēc Roentgen nezināja par šādiem atklājumiem. Pēc viņa atklājumu publicēšanas 1895 zinātniskais žurnāls, kur zinātnieks rakstīja, ka visi ķermeņi ir caurspīdīgi šiem stariem, kaut arī ļoti atšķirīgā mērā citi zinātnieki sāka interesēties par līdzīgiem eksperimentiem. Viņi apstiprināja rentgena izgudrojumu un pēc tam sāka rentgenstaru attīstību un uzlabošanu.

Pats Vilhelms Roentgens publicēja vēl divus zinātniskais darbs   par rentgena stariem 1896. un 1897. gadā, pēc tam viņš veica citas darbības. Tādējādi vairāki zinātnieki izgudroja rentgena starus, bet tas bija Roentgen, kurš publicēja zinātniskie darbi   par šo.

Attēlu iegūšanas principi

Šī starojuma pazīmes nosaka to izskata būtība. Apstarojums ir saistīts ar elektromagnētiskais vilnis. Tās galvenās īpašības ir:

1. Pārdomas. Ja vilnis triecas virsmai perpendikulāri, tad tas netiks atspoguļots. Dažās situācijās rombam ir atstarošanas īpašība.
2. Spēja iekļūt audos. Turklāt stari var iziet cauri necaurspīdīgām materiālu, piemēram, koka, papīra utt., Virsmām.
3. Absorbcija. Absorbcija ir atkarīga no materiāla blīvuma: jo blīvāks tas ir, jo vairāk rentgenstaru to absorbē.
4. Dažām vielām ir fluorescence, tas ir, luminiscence. Tiklīdz izstarojums beidzas, mirdzums arī iziet. Ja tas turpinās pat pēc staru darbības pārtraukšanas, tad šo efektu sauc par fosforescenci.
5. Rentgenstari var apgaismot filmu, kā arī redzamo gaismu.
6. Ja stars iziet cauri gaisam, tad atmosfērā notiek jonizācija. Šo stāvokli sauc par elektrību vadošu, un to nosaka, izmantojot dozimetru, kas nosaka starojuma devas ātrumu.

Radiācija - kaitējums un ieguvums

Kad tika veikts atklājums, fiziķis Roentgens pat nespēja iedomāties, cik bīstams ir viņa izgudrojums. Iekšā vecie laiki   visas ierīces, kas radīja starojumu, nebija tālu no perfekta, un rezultātā tika iegūtas lielas izstaroto staru devas. Cilvēki nesaprata šāda starojuma bīstamību. Lai gan daži zinātnieki pat tad izvirzīja versiju par rentgenstaru briesmām.

Rentgenstari, iekļūstot audos, tiem rada bioloģisku efektu. Apstarojuma devas vienība ir rentgena stundā. Galvenā ietekme ir uz jonizējošajiem atomiem, kas atrodas audos. Šie stari tieši ietekmē dzīvās šūnas DNS struktūru. Nekontrolēta starojuma sekas ir:

• šūnu mutācija;
• audzēju parādīšanās;
• radiācijas apdegumi;
• radiācijas slimība.

Kontrindikācijas rentgenoloģiskiem pētījumiem:

1. Pacienti smagā stāvoklī.
2. Grūtniecība pienākas negatīva ietekme   auglim.
3. Pacienti ar asiņošanu vai atvērtu pneimotoraksu.

Kā darbojas rentgenstūris un kur tas tiek izmantots?

1. Medicīnā. Radiodiagnozi izmanto, lai caurspīdētu dzīvos audus, lai noteiktu dažus traucējumus organismā. Lai novērstu audzēju veidojumus, tiek veikta rentgena terapija.
2. Zinātnē. Tiek atklāta vielu struktūra un rentgenstaru raksturs. Šos jautājumus risina tādas zinātnes kā ķīmija, bioķīmija, kristalogrāfija.
3. Rūpniecībā. Identificēt pārkāpumus metāla izstrādājumos.
4. Sabiedrības drošībai. Rentgenstari tiek uzstādīti lidostās un citās sabiedriskās vietās, lai pārbaudītu bagāžu.

Rentgena starojuma medicīniska lietošana. Medicīnā un zobārstniecībā rentgenstaru plaši izmanto šādiem mērķiem:

1. Slimību diagnosticēšanai.
2. Uzraudzīt vielmaiņas procesus.
3. Daudzu slimību ārstēšanai.

Rentgena staru izmantošana medicīniskiem nolūkiem

Papildus kaulu lūzumu noteikšanai rentgenstaru plaši izmanto arī medicīniskiem nolūkiem. Speciāla rentgenstaru izmantošana ir šādu mērķu sasniegšana:

1. Lai iznīcinātu vēža šūnas.
2. Lai samazinātu audzēja lielumu.
3. Lai mazinātu sāpes.

Piemēram, radioaktīvo jodu, ko lieto endokrinoloģiskās slimībās, aktīvi lieto vēža gadījumā vairogdziedzeristādējādi palīdzot daudziem cilvēkiem no tā atbrīvoties briesmīga slimība. Pašlaik sarežģītu slimību diagnosticēšanai rentgenstari tiek savienoti ar datoriem, galu galā parādās jaunākās tehnikas   tādas studijas kā datortomogrāfija   un datortomālā tomogrāfija.

Šāda skenēšana nodrošina ārstiem krāsainus attēlus, kuros varat redzēt cilvēka iekšējos orgānus. Lai noteiktu iekšējo orgānu darbu, pietiek ar nelielu starojuma devu. Plaši izmanto arī rentgenstarus, kas atrodami fizioterapijā.

Rentgenstaru galvenās īpašības

1. Iespiešanās spēja. Visi rentgena ķermeņi ir caurspīdīgi, un caurspīdīguma pakāpe ir atkarīga no korpusa biezuma. Pateicoties šai īpašībai, staru kūli sāka lietot medicīnā, lai noteiktu orgānu darbu, lūzumu un svešķermeņi   ķermenī.
2. Viņi spēj izraisīt dažu priekšmetu mirdzumu. Piemēram, ja bārijs un platīns tiek uzklāts uz kartona, tad, izturējis skenēšanu ar stariem, tas mirdzēs zaļgani dzeltenā krāsā. Ja jūs novietosit roku starp rentgena caurulīti un ekrānu, gaisma vairāk iekļūs kaulā nekā audos, tāpēc ekrāns parādīsies spilgtāk par visu kaulu audiun muskuļi ir mazāk spilgti.
3. Darbība uz filmu. Rentgenstaru dēļ filma var kļūt tumša kā gaisma, tas ļauj nofotografēt ēnu pusi, ko iegūst, pārbaudot ķermeņus ar rentgena stariem.
4. Rentgenstari var jonizēt gāzes. Tas ļauj ne tikai atrast starus, bet arī atklāt to intensitāti, izmērot jonizācijas strāvu gāzē.
5. Viņiem ir bioķīmiska ietekme uz dzīvo lietu ķermeni. Sakarā ar šo īpašību rentgenstari ir plaši pielietoti medicīnā: tie var ārstēt gan ādas slimības, gan iekšējo orgānu slimības. Šajā gadījumā tiek izvēlēta vēlamā starojuma deva un staru ilgums. Ilgstoša un pārmērīga šādas ārstēšanas lietošana ir ļoti kaitīga un destruktīva ķermenim.

Rentgena staru izmantošana ir ļāvusi glābt daudzu cilvēku dzīvības. X-ray palīdz ne tikai savlaicīgi diagnosticēt slimību, ārstēšanas metodes, izmantojot staru terapiju, atbrīvo pacientus no dažādām patoloģijām, sākot ar hipertireozi un beidzot ar ļaundabīgiem kaulu audzējiem.