Arten von Röntgenstrahlung. Röntgenstrahlen. Röntgenstrahleigenschaften

Röntgenstrahlung
Unsichtbare Strahlung, die in der Lage ist, in variierenden Grad in allen Substanzen in unterschiedlichem Maße zu durchdringen. Es ist eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 10 bis 8 cm. Sowie sichtbares Licht verursacht Röntgenstrahlung Funktionen des Films. Diese Eigenschaft ist für Medizin, Industrie und wissenschaftliche Forschung unerlässlich. Wenn Sie durch das studierte Objekt gehen und auf den Film fallen, stellt Röntgenrest es darin dar interne Struktur. Seit eindringenden Fähigkeiten röntgenstrahlung Verschiedene für verschiedene Materialien, weniger transparente Teile des Objekts sind helle Bereiche auf dem Foto als diejenigen, durch die Strahlung gut eindringt. Somit sind Knochengewebe für Röntgenstrahlung weniger transparent als Gewebe, aus denen Leder- und innere Organe bestehen. Daher gibt es auf dem Röntgenbild des Knochens größere Bereiche und transparenter für Strahlung, eine Fraktur kann recht leicht erkannt werden. Die Röntgenaufnahme wird auch in der Zahnheilkunde zum Erkennen von Karies und Abszessen in den Wurzeln der Zähne sowie in der Industrie verwendet, um Risse in Guss, Kunststoffen und Gummi zu erkennen. Röntgenstrahlung wird in der Chemie zur Analyse von Verbindungen und Physik zur Untersuchung der Struktur von Kristallen eingesetzt. Das Röntgenbündel, das durch die chemische Verbindung strömt, bewirkt eine charakteristische sekundäre Strahlung, wodurch die spektroskopische Analyse das Chemiker ermöglicht, die Zusammensetzung der Verbindung herzustellen. Beim Schlagen der kristallinen Substanz ist das Röntgenbündel durch die Kristallatome verstreut, wodurch ein klares korrektes Bild der Flecken und der Bänder auf dem photofastischen Bändern ergibt, mit dem Sie die innere Struktur des Kristalls herstellen können. Die Verwendung von Röntgenstrahlung bei der Behandlung von Krebs basiert auf der Tatsache, dass es Krebszellen tötet. Es kann jedoch unerwünschte Einfluss auf normale Zellen haben. Daher sollte bei dieser Verwendung von Röntgenstrahlung extreme Vorsicht beobachtet werden. Röntgenstrahlung wurde vom deutschen Physiker V. Röntgenstrahl (1845-1923) eröffnet. Sein Name ist in einigen anderen physischen Begriffen verewigt, die mit dieser Strahlung verbunden sind: Ein Röntgenstrahl ist eine internationale Einheit der Dosis ionisierender Strahlung; Ein Schnappschuss, der in der Röntgenvorrichtung hergestellt wurde, wird als Radiograph genannt; Die Region der radiologischen Medizin, in der Röntgenstrahlen zur Diagnose und Behandlung von Krankheiten verwendet werden, werden Röntgenstrahl genannt. Röntgenstrahlung 1895 eröffnete sich 1895, ein Professor an der Physik der Universität Würzburg. Durchführung von Experimenten mit Kathodenstrahlen (Elektronenflüsse in Entladungsröhren) bemerkte es, dass der mit kristalline Cyano-Floathytinit-Barium, der sich in der Nähe des Vakuumröhrs in der Nähe des Vakuumröhrchens, glänzt, glänzt, obwohl das Rohr selbst mit schwarzem Karton geschlossen ist. Als nächstes stellte der Röntgenstrahl fest, dass die durchdringende Fähigkeit der unbekannten Strahlen von ihnen erfasst, die er als Röntgenstrahl nannte, von der Zusammensetzung des absorbierenden Materials abhängt. Er erhielt auch ein Bild von den Knochen seiner eigenen Hand und setzte es mit den Kathodenstrahlen und dem beschichteten Bildschirm aus der Bariumcyano-Flath zwischen dem Entladungsrohr ein. Für die Eröffnung von Röntgenstrahlen wurden Experimente anderer Forschern verfolgt, fanden viele neue Eigenschaften und die Möglichkeiten der Verwendung dieser Strahlung. M. Niedrig, V.Fridrich und P. Knipping, der die Beugung von Röntgenstrahlen im Jahr 1912 während des Durchtritts durch Kristall demonstrierte; U. Kulidge, der 1913 mit einer beheizten Kathode eine hochbindende Röntgenröhre erfand; G.Mali, der 1913 installiert wurde, die Abhängigkeit zwischen der Strahlungswellenlänge und der Atomzahl des Elements; G. und L. Braggi, der 1915 erhielt Nobelpreis Für die Entwicklung der Grundlage der Röntgenstrahl-Strukturanalyse.
Röntgenstrahlung erhalten
Röntgenstrahlung tritt bei der Wechselwirkung von Elektronen auf, die sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegen, mit einer Substanz. Wenn Elektronen mit Atomen jeder Substanz ausgelegt sind, verlieren sie schnell ihre kinetische Energie. Gleichzeitig geht ihr großer Teil in Wärme, und ein geringer Anteil, üblicherweise weniger als 1%, wird in die Energie der Röntgenstrahlung umgewandelt. Diese Energie wird in Form von Quantenpartikeln freigesetzt, genannte Photonen, die Energie aufweisen, aber die Masse des Restes ist Null. Röntgenphotonen unterscheiden sich in ihrer Energie, in deren Energie umgekehrt proportional zu ihrer Wellenlänge. Bei dem üblichen Verfahren zur Erzielung der Röntgenstrahlung werden ein breiter Bereich von Wellenlängen erhalten, der als Röntgenspektrum bezeichnet wird. Das Spektrum enthält ausgeprägte Komponenten, wie in Fig. 2 gezeigt. 1. Breites "Kontinuum" wird als kontinuierliches Spektrum oder weiße Strahlung bezeichnet. Akute Peaks, die darauf auferlegten, werden charakteristische Röntgenleitungen bezeichnet. Obwohl das gesamte Spektrum das Ergebnis von Kollisionen von Elektronen mit einer Substanz ist, sind die Mechanismen des Auftretens seines breiten Teils und der Linien unterschiedlich. Die Substanz besteht aus einer großen Anzahl von Atomen, von denen jeder einen Kernel aufweist, der von Elektronenschalen umgeben ist, wobei jedes Elektron in der Hülle des Atoms dieses Elements ein diskretes Energienniveau einnimmt. Typischerweise sind diese Muscheln oder Energienniveaus mit den Symbolen K, L, M usw., von dem nächstgelegenen dem Kernel der Schale reichen. Wenn das Spülmittel, das eine ausreichend große Energie aufweist, mit einem der mit dem Atom verbundenen Elektronen ausgelegt ist, schlägt er dieses Elektron von seiner Hülle aus. Ein leerer Ort nimmt ein anderes Elektron aus der Schale ein, was einer großen Energie entspricht. Letzteres gibt einen Überschuss an Energie, dem emittierenden Röntgenphoton. Da die Elektronen der Muscheln diskrete Energiewerte aufweisen, die X-Ray-Photonen entstehen, haben auch ein diskretes Spektrum. Dies entspricht scharfen Peaks für bestimmte Wellenlängen, deren spezifische Werte vom Zielelement abhängen. Die charakteristischen Linien bilden die k-, l- und m-Serie, je nachdem, welche die Hülle (k, l oder m) elektronisch entfernt wurde. Das Verhältnis zwischen der Strahlungswellenlängenlänge und der Atomzahl wird als Gesetz von Moslos bezeichnet (Abb. 2).

Wenn das Elektron auf einem relativ schweren Kern basiert, wird es inhibiert, und seine kinetische Energie wird als Röntgenphoton von etwa derselben Energie unterschieden. Wenn er über den Kern fliegt, verliert er nur einen Teil seiner Energie, und der Rest wird an andere Atome übertragen, die auf dem Weg fallen. Jeder Energieverlust führt zu einer Photonenstrahlung mit einer Art Energie. Es gibt ein kontinuierliches Röntgenspektrum, dessen obere Grenze der Energie des schnellsten Elektrons entspricht. Dies ist der Mechanismus für die Bildung eines kontinuierlichen Spektrums und die maximale Energie (oder die minimale Wellenlänge), die die Grenze des kontinuierlichen Spektrums fixiert, ist proportional zur Beschleunigungsspannung, die die Geschwindigkeit der inklusiven Elektronen bestimmt. Die spektralen Linien kennzeichnen das Material des bombardierten Ziels, und das kontinuierliche Spektrum wird durch die Elektronenstrahlenergie bestimmt und ist praktisch unabhängig vom Zielmaterial. Röntgenstrahlung kann nicht nur durch elektronische Bombardierung, sondern auch durch Bestrahlung der Zielröntgenstrahlung von einer anderen Quelle erhalten werden. In diesem Fall geht jedoch der größte Teil der Energie des einfallenden Strahls in ein charakteristisches Röntgenspektrum, und sein sehr kleiner Anteil sinkt kontinuierlich. Es ist offensichtlich, dass das Bündel des einfallenden Röntgenstrahls Photonen enthalten sollte, deren Energie ausreicht, um die charakteristischen Linien des bombardierten Elements zu erregen. Der hohe Energieanteil pro charakteristisches Spektrum macht diese Methode der Anregung der Röntgenstrahlung, die für wissenschaftliche Forschung bequem ist.
Röntgenröhren. Um Röntgenstrahlung aufgrund der Wechselwirkung von Elektronen mit einer Substanz zu erhalten, ist es notwendig, eine Elektronenquelle, ihre Mittel zum Beschleunigen auf hohe Geschwindigkeiten und ein Ziel, das elektronische Bombardement zu beschleunigen, zu beschleunigen und Röntgenstrahlung von die gewünschte Intensität. Ein Gerät, in dem all dies ist, wird als Röntgenröhre bezeichnet. Frühe Forscher genossen "tief vakuum" Röhrchen wie moderne Gasentladung. Das Vakuum in ihnen war nicht sehr hoch. Die Gasentladungsröhrchen enthalten eine kleine Menge Gas, und wenn eine große Potentialdifferenz der Rohrelektroden zugeführt wird, werden die Gasatome in positive und negative Ionen umgewandelt. Positiv bewegt sich an die negative Elektrode (Kathode) und fällt darauf, dass die Elektronen davon abgeworfen werden, und sie bewegen sich wiederum zu einer positiven Elektrode (Anode) und bombardieren, erstellen Sie einen Strom von Röntgen-Photonen . In der modernen Röntgenröhre, die von der Culijm (Fig. 3) entwickelt wurde, ist die Elektronenquelle eine Wolframenkathode, die auf hohe Temperatur erhitzt wird. Elektronen werden mit hohen Raten hoher Potentialen zwischen der Anode (oder der Kathode) und der Kathode beschleunigt. Da Elektronen eine Anode erreichen, ohne mit Atomen kollidieren, wird ein sehr hohes Vakuum benötigt, für das Sie das Rohr schnell aufpumpen müssen. Dies verringert auch die Wahrscheinlichkeit einer Ionisierung der verbleibenden Gasatome und der von ihm bestimmten Seitenströme.

Elektronen konzentrieren sich auf die Anode mit der Elektrode einer speziellen Form, die die Kathode umgibt. Diese Elektrode wird als Fokussierung bezeichnet und zusammen mit der Kathode bildet das Rohr "Electronic Funklight". Anode, der elektronischem Bombardement ausgesetzt ist, sollte aus feuerfestem Material bestehen, da der brutale Teil der kinetischen Bombardierungselektronen in Wärme verwandelt. Außerdem ist es wünschenswert, dass die Anode aus einem Material mit einer großen Atomzahl ist, weil Die Ausbeute an Röntgenstrahlung wächst mit einer Erhöhung der Atomzahl. Das Anodenmaterial wird am häufigsten von Wolfram ausgewählt, deren Atomzahl 74 ist. Die Gestaltung von Röntgenröhren kann je nach Anwendungsbedingungen und den Anforderungen der Anforderungen anders sein.
Röntgenkennung
Alle Verfahren zum Erkennen von Röntgenstrahlung basieren auf ihrer Wechselwirkung mit der Substanz. Detektoren können zwei Typen sein: diejenigen, die ein Bild geben, und diejenigen, die es nicht geben. Die erste umfasst Röntgenfluorographie und Röntgengeräte, in denen das Röntgenbündel das untersuchte Objekt durchläuft, und die vergangene Strahlung fällt auf einen Lumineszenzschirm oder einen Film. Das Bild tritt aufgrund der Tatsache auf, dass verschiedene Teile des untersuchenden Objekts die Strahlung auf unterschiedliche Weise aufnehmen - abhängig von der Dicke der Substanz und seiner Zusammensetzung. Bei den Lumineszenz-Bildschirmdetektoren verwandelt sich die Röntgensenergie in ein direkt beobachtete Bild, und in der Radiographie wird es auf einer empfindlichen Emulsion aufgezeichnet, und es kann nur dann beobachtet werden, nachdem sich der Film manifestiert. Der zweite Typ der Detektoren umfasst eine Vielzahl von Vorrichtungen, bei denen die Energie der Röntgenstrahlung in elektrische Signale umgewandelt wird, die die relative Intensität der Strahlung kennzeichnen. Dazu gehören Ionisierkammern, Geigerzähler, einen Proportionalzähler, einen Szintillationszähler und einigen speziellen Sulfid-Basierten-Detektoren und Cadmiumselenid. Derzeit können Szintillationszähler, die in einer Vielzahl von Energien arbeiten, als effizienteste Detektoren betrachtet werden.
siehe auch Partikelmelder. Der Detektor wird unter Berücksichtigung der Bedingungen des Problems ausgewählt. Wenn Sie beispielsweise die Intensität der gebeugten Röntgenstrahlung genau messen müssen, werden Zähler verwendet, um Messungen mit einer Genauigkeit des Prozentsatzes vorzunehmen. Wenn Sie viele beugte Strahlen registrieren müssen, ist es ratsam, Röntgenfilm zu verwenden, obwohl in diesem Fall die Intensität mit derselben Genauigkeit nicht bestimmen kann.
Röntgen- und Gamma-Defektoskopie
Eine der häufigsten Röntgenanwendungen in der Branche - Qualitätskontrolle von Materialien und Mängelerkennung. Das Röntgenverfahren ist zerstörungsfrei, sodass das Material geprüft wird, wenn er festgestellt wird, wenn er die erforderlichen Anforderungen erfüllt wird, kann dann für seinen beabsichtigten Zweck verwendet werden. Sowohl Röntgen- als auch Gamma-Defektoskopie basieren auf der durchdringenden Fähigkeit der Röntgenstrahlung und der Besonderheiten seiner Absorption in den Materialien. Durchdringende Fähigkeiten wird durch die Energie von Röntgenphotonen bestimmt, was von der Beschleunigungsspannung in der Röntgenröhre abhängt. Daher erfordern dicke Proben und Schwermetalle, wie Gold und Uran, eine Röntgenquelle mit höherer Spannung und für dünne Probenquelle und niedrigere Spannung studieren. Für die Gamma-Defektoskopie von sehr großen Gussteilen und großen Walzprodukten werden Betation und lineare Beschleuniger verwendet, wassen Teilchen zu Energien von 25 MEV und mehr beschleunigt. Die Absorption von Röntgenstrahlung im Material hängt von der Dicke des Absorbers D und des Absorptionskoeffizienten M ab und wird durch die Formel I \u003d I0E-MD bestimmt, wobei I die Strahlungsintensität, die durch den Absorber eingefügt wird, I0 die Intensität ist von der einfallenden Strahlung und E \u003d 2.718 ist die Basis natürlicher Logarithmen. Für dieses Material bei einer gegebenen Wellenlänge (oder Energie) der Röntgenstrahlung ist der Absorptionskoeffizient konstant. Die Strahlung der Röntgenquelle ist jedoch nicht monochromatisch und enthält ein breites Spektrum an Wellenlängen, wodurch die Absorption unter der gleichen Dicke des Absorbers von der Wellenlänge (Frequenz) der Strahlung abhängt. Röntgenstrahlung wird in allen Branchen in allen Bereichen der Verarbeitung von Metallen durch Druck eingesetzt. Es wird auch verwendet, um Artilleriefämme, Lebensmittelprodukte, Kunststoffe zu kontrollieren, um komplexe Geräte und Systeme in der elektronischen Technologie zu testen. (Für ähnliche Zwecke wird die Neutronographie verwendet, in der Neutronenstrahlen anstelle von Röntgenstrahlen verwendet werden.) Röntgenstrahlung wird für andere Aufgaben verwendet, um beispielsweise Malereibohnen zu studieren, um ihre Authentizität aufzubauen oder Zugablagerungen zu erkennen Farbe auf der Hauptschicht.
Röntgenbeugung
Die Röntgenbeugung gibt wichtige Informationen über feste Körper - ihre Atomstruktur und Form von Kristallen sowie auf Flüssigkeiten, amorphen Körper und großen Molekülen. Das Beugungsverfahren wird auch für die genaue (mit einem Fehler von weniger als 10-5) Bestimmung von interatomischen Entfernungen verwendet, detektiert Spannungen und Defekte und zur Bestimmung der Orientierung von Einzelkristallen. Nach dem Beugungsmuster können Sie unbekannte Materialien identifizieren sowie das Anwesenheit in der Probe von Verunreinigungen erkennen und sie bestimmen. Der Wert der Röntgenbeugungsmethode für den Fortschritt der modernen Physik ist schwer zu überschätzen, da das aktuelle Verständnis der Eigenschaften der Materie letztendlich auf der Position von Atomen in verschiedenen chemischen Verbindungen basiert, die Art der Beziehung zwischen ihnen und die Defekte der Struktur. Das Hauptwerkzeug zum Erhalten dieser Informationen ist das Beugungsröntgenverfahren. Die Röntgenbeugungskristallographie ist äußerst wichtig, um die Strukturen komplexer Hauptmoleküle zu bestimmen, wie Desoxyribonukleinsäuremoleküle (DNA) - genetisches Material lebender Organismen. Unmittelbar nach der Eröffnung der Röntgenstrahlung konzentrierten sich wissenschaftliches und medizinisches Interesse sowohl auf die Fähigkeit dieser Strahlung durch den Körper und seine Natur. Experimente zur Beugung von Röntgenstrahlung an den Schlitzen und Beugungsgittern wurden gezeigt, dass es sich auf elektromagnetische Strahlung bezieht und eine Wellenlänge von etwa 10-8-10-9 cm aufweist. Sogar früher, wissenschaftliche Wissenschaftler, insbesondere u. Barlow, erraten dass die richtige und symmetrische Form natürlicher Kristalle auf die bestellte Anordnung von Atomen bildet, die Kristall bilden. In einigen Fällen gelang es dem Barlow, die Struktur des Kristalls ordnungsgemäß vorherzusagen. Die Größe der vorhergesagten interatomischen Entfernungen betrug 10-8 cm. Die Tatsache, dass die interatomischen Entfernungen als Reihenfolge der Wellenlänge der Röntgenstrahlung herausstellten, grundsätzlich ermöglichte es, ihre Beugung zu beobachten. Infolgedessen ergab sich eine Idee eines der wichtigsten Experimente in der Geschichte der Physik. M. Louue organisierte eine experimentelle Überprüfung dieser Idee, die seine Kollegen V. Friedrich und P. Kwards hielt. Im Jahr 1912 veröffentlichten drei der Dreier ihre Arbeit an den Ergebnissen der Röntgenbeugung. Prinzipien der Röntgenbeugung. Um das Phänomen der Röntgenbeugung zu verstehen, ist es notwendig, in der Reihenfolge zu prüfen: Zunächst das Spektrum der Röntgenstrahlung, zweitens die Art der Kristallstruktur und drittens das Beugungsphänomen selbst. Wie oben erwähnt, besteht die charakteristische Röntgenstrahlung aus einer Reihe von Spektrallinien mit einem hohen Monochromatik, das durch das Anodenmaterial bestimmt wird. Mit Hilfe von Filtern können Sie die intensivsten der ihnen auswählen. Daher ist es durch die Wahl eines Anodenmaterials entsprechend möglich, eine Quelle mit fast monochromatischer Strahlung mit einem sehr genau definierten Wert der Wellenlänge zu erhalten. Die Wellenlänge der charakteristischen Strahlung liegt üblicherweise im Bereich von 2,285 für Chrom auf 0,558 für Silber (Werte für verschiedene Elemente sind mit einer Genauigkeit von sechs signifikanten Ziffern bekannt). Das charakteristische Spektrum wird einem kontinuierlichen "weißen" Spektrum der deutlich geringeren Intensität durch das Bremsen in der Anode der einfallenden Elektronen überlagert. Somit können Sie von jeder Anode zwei Arten von Strahlung erhalten: das Merkmal und das Bremsen, von denen jeder auf seine Weise eine wichtige Rolle spielt. Atome in der Kristallstruktur befinden sich mit der richtigen Frequenz, wodurch die Sequenz derselben Zellen bildet - das räumliche Gitter. Einige Gitter (zum Beispiel für die meisten gewöhnlichen Metalle) sind ziemlich einfach, während andere (zum Beispiel für Proteinmoleküle) sehr komplex sind. Für die Kristallstruktur ist das Folgende charakteristisch: Wenn ein bestimmter Punkt einer Zelle in den entsprechenden Punkt der benachbarten Zelle verschoben wird, wird die gleiche atomare Umgebung gefunden. Und wenn ein Atom an einem oder einem anderen Punkt einer Zelle angeordnet ist, dann wird es in dem äquivalenten Punkt einer benachbarten Zelle das gleiche Atom geben. Dieses Prinzip ist streng fair für einen perfekten, perfekt bestellten Kristall. Viele Kristalle (zum Beispiel metallische Solid-Lösungen) sind jedoch in unterschiedlichen Graden ungeordnet, d. H. Kristallographisch äquivalente Orte können mit unterschiedlichen Atomen belegt werden. In diesen Fällen wird nicht die Position jedes Atoms bestimmt, sondern nur die Position des Atoms "statistisch gemittelt" für eine große Anzahl von Partikeln (oder Zellen). Das Beugungsphänomen wird im Optik-Artikel betrachtet, und der Leser kann sich an diesen Artikel kontaktieren, bevor Sie weitergehen. Es ist gezeigt, dass, wenn die Wellen (zum Beispiel Ton, Licht, Röntgenstrahlung) durch einen kleinen Schlitz oder ein Loch passieren, der letztere als sekundäre Wellenquelle betrachtet werden kann, und das Bild des Schlitzes oder des Lochs besteht aus Wechselnde leichte und dunkle Streifen. Wenn es ferner eine periodische Struktur von Löchern oder Rissen gibt, dann als Folge der Verstärkung und Abschwächung der Störung von Strahlen, die von verschiedenen Löchern kommen, tritt ein klares Beugungsmuster auf. Röntgenbeugung ist ein kollektives streuendes Phänomen, in dem periodisch angeordnete Atome der Kristallstruktur die Rolle der Löcher- und Streuzentren spielen. Die gegenseitige Erhöhung ihrer Bilder in bestimmten Winkeln ergibt ein Beugungsmuster, das ähnlich ist, mit dem Beugung von Licht auf einem dreidimensionalen Beugungsgitter. Streuung tritt aufgrund der Wechselwirkung der einfallenden Röntgenstrahlung mit Elektronen im Kristall auf. Aufgrund der Tatsache, dass die Röntgenwellenlängenlänge derselben Reihenfolge wie die Größe des Atoms, ist die Wellenlänge der zerstreuten Röntgenstrahlung das gleiche wie der Vorfall. Dieser Prozess ist das Ergebnis. zwangsschwingungen Elektronen unter der Wirkung der einfallenden Röntgenstrahlung. Betrachten Sie jetzt ein Atom mit einer Wolke mit verwandten Elektronen (umgebender Kernel), die Röntgenstrahlen ablenkt. Elektronen in allen Richtungen, die gleichzeitig den Vorfall zerstreuen und ihre eigene Röntgenstrahlung derselben Wellenlänge emittieren, wenn auch unterschiedliche Intensität. Die Intensität der zerstreuten Strahlung ist mit der atomaren Anzahl des Elements verbunden, da Die Atomzahl ist gleich der Anzahl der Orbitalelektronen, die an der Streuung teilnehmen können. (Diese Abhängigkeit der Intensität von der Atomzahl des Streuelements und in der Richtung, in der die Intensität gemessen wird, ist durch ein atomares Muster der Streuung gekennzeichnet, das bei der Analyse der Kristallstruktur eine äußerst wichtige Rolle spielt.) Wir wählen Eine lineare Kette von Atomen in demselben Abstand voneinander in der Kristallstruktur und berücksichtigen Sie ihr Beugungsbild. Es wurde bemerkt, dass das Röntgenspektrum aus einem kontinuierlichen Teil ("Continuum") und einem Satz von intensiveren Linien besteht, charakteristisch für das Element, das ein Anodenmaterial ist. Angenommen, wir haben ein kontinuierliches Spektrum filtriert und einen nahezu monochromatischen Strahl der Röntgenstrahlung erhalten, der auf unsere lineare Atome gerichtet ist. Der Verstärkungszustand (Verstärkungsstörungen) wird durchgeführt, wenn der Unterschied in der Bewegung der mit benachbarten Atomen verstreuten Wellen mehrere der Wellenlänge ist. Wenn das Bündel in einen Winkel A0 in die Zeile der Atome fällt, durch Intervalle A (Periode) getrennt, dann für den Winkel der Beugungswinkel A ist die der Amplifikation entsprechende Bewegungsdifferenz A als (cos a - cosa0) \u003d hl aufgezeichnet, wobei L die Wellenlänge ist und H - eine ganze Zahl (4 und 5).

Um diesen Ansatz an einen dreidimensionalen Kristall zu verbreiten, ist es nur erforderlich, die Reihen von Atomen in zwei anderen Richtungen im Kristall auszuwählen und die drei Gleichungen für drei kristalline Achsen mit Perioden A, B und C zu lösen. Zwei andere Gleichungen sind

Dies sind die drei grundlegenden Laue-Gleichungen für Röntgenbeugung mit den Zahlen H, K- und C-Miller-Indizes für die Beugungsebene.
siehe auch Kristalle und Kristallographie. In Anbetracht eines der Laue-Gleichungen kann beispielsweise der erste feststellen, dass, da A, A0, L eine Konstante ist, und H \u003d 0, 1, 2, ..., seine Lösung kann als Satz von Zapfen dargestellt werden mit einer gemeinsamen Achse A (Reis. fünf). Gleiches gilt für die Anweisungen B und C. Im allgemeinen Fall von dreidimensionaler Streuung (Beugung) müssen drei Lauwende eine allgemeine Lösung haben, d. H. Drei Beugungskegel, die sich an jeder der Achsen befinden, müssen kreuzen; Die Gesamtkreuzungslinie ist in Fig. 4 gezeigt. 6. Die gemeinsame Lösung der Gleichungen führt zum Gesetz von Bragg - Wulf:

L \u003d 2 (d / n) sinq, wobei d der Abstand zwischen den Ebenen mit den Indizes H, K und C (Periode), n \u003d 1, 2, ... - Ganzzahlen (Beugungsreihenfolge) ist, und Q - Winkel bildete ein Abfallstrahl (sowie Beugung) mit einer Kristallebene, in der Beugung auftritt. Analysieren der Gleichung des Gesetzes von Bragg - Wulf Für einen einzelnen Kristall, der auf dem Weg des monochromatischen Strahls der Röntgenstrahlung angeordnet ist, kann der Schluss gezogen werden, dass die Beugung nicht leicht zu beobachten ist, weil Werte l und q behoben und sinq Beugungsanalyse-Methoden
Laue-Methode. Bei der Laue-Methode wird ein kontinuierliches "weißes" Spektrum der Röntgenstrahlung aufgebracht, das an einen festen Einkristall geschickt wird. Für den spezifischen Wert des Zeitraums d wird der entsprechende Bragg-Wulf automatisch aus dem gesamten Spektrum ausgewählt. Das auf diese Weise erhaltene Lauregramm ermöglicht es, die Anweisungen von gebeugten Strahlen zu beurteilen, und folglich die Orientierungen der Kristallebenen, die es auch ermöglichen, wichtige Schlussfolgerungen relativ zur Symmetrie, der Orientierung des Kristalls und das Vorhandensein von Mängeln in es. Zur gleichen Zeit gehen jedoch Informationen über die räumliche Periode d verloren. In FIG. 7 bietet ein Beispiel des Lauregrams. Der Röntgenfilm befand sich auf der Seite des Kristalls gegenüber demjenigen, auf dem der Röntgenbündel der Quelle fiel.

Debye - Sherryra (für polykristalline Proben). Im Gegensatz zum vorherigen Verfahren wird hier monochromatische Strahlung (l \u003d const) verwendet, und der Winkel q variiert. Dies wird erreicht, indem eine polykristalline Probe verwendet wird, die aus zahlreichen kleinen Kristalliten der zufälligen Orientierung besteht, unter denen es den Bragg-Zustand - Wulf erfüllen und erfüllt. Diffrangierte Balken bilden Kegel, deren Achse entlang des Röntgenstrahls gerichtet ist. Zum Aufnehmen wird üblicherweise ein schmaler Röntgenfilm in einer zylindrischen Kassette verwendet, und Röntgenstrahlen verteilt sich durch die Löcher in der Folie auf den Durchmesser. Die verblüfige Schulden (Fig. 8) enthält genaue Informationen über den Zeitraum D, d. H. Auf der Struktur des Kristalls gibt es jedoch nicht die Informationen, die der LOUGRAM enthält. Daher ergänzen beide Verfahren sich gegenseitig. Betrachten Sie einige Anwendungen der Debye-Sherryra.

Identifizierung chemischer Elemente und Verbindungen. Gemäß einer bestimmten Ecke der Ecke Q ist es möglich, den charakteristischen interplanarischen Abstand d aus diesem Element oder der Verbindung zu berechnen. Derzeit viele Werteabellen d, die nicht nur einen oder einen anderen identifizieren können chemisches Element oder eine Verbindung, aber auch verschiedene Phasenzustände derselben Substanz, die nicht immer eine chemische Analyse ergeben. Auch bei Ersatzlegierungen mit hoher Genauigkeit, um den Inhalt der zweiten Komponente durch Abhängigkeit der Periode D aus der Konzentration zu bestimmen.
Spannungsanalyse. Gemäß der gemessenen Differenz zwischen den interplanarischen Entfernungen für verschiedene Richtungen in Kristallen können Sie, den elastischen Modul des Materials kennen, mit hoher Genauigkeit, um kleine Spannungen darin zu berechnen.
Studien zur bevorzugten Orientierung in Kristallen. Wenn kleine Kristallite in der polykristallinen Probe nicht ganz zufällig ausgerichtet sind, haben die Ringe an der Schuld unterschiedliche Intensität. In Anwesenheit einer stark ausgeprägten Orientierung wird die maximale Intensität in separaten Flecken im Bild konzentriert, was dem Bild für den Einkristall ähnlich ist. Bei tiefem Kaltwalzen erfasst das Blech beispielsweise die Textur - die ausgeprägte Orientierung der Kristallite. Nach Schulden können Sie die Art der kalten Materialverarbeitung beurteilen.
Studie der Korngröße. Wenn die Korngröße eines Polykristalls mehr als 10-3 cm beträgt, bestehen die Zeilen der Schulden aus separaten Flecken, da in diesem Fall die Anzahl der Kristallite nicht ausreicht, um den gesamten Bereich der Winkel des Q zu überlappen. Wenn die Größe der Kristallite weniger als 10 bis 5 cm beträgt, werden die Beugungslinien breiter. Ihre Breite ist umgekehrt proportional zur Größe von Kristalliten. Die Erweiterung erfolgt aus demselben Grund, indem die Anzahl der Risse verringert wird, die Auflösung des Beugungsgitters verringert wird. Die Röntgenstrahlung ermöglicht es, die Größe der Körner im Bereich von 10 bis 7-10 bis 6 cm zu bestimmen.
Methoden für Einzelkristalle. Um die Beugung des Kristalls nicht nur um die räumliche Periode, sondern auch an der Orientierung jedes Satzes von Beugungsebenen zu ergeben, werden Verfahren zum drehenden Einkristall verwendet. Der Kristall fällt den monochromatischen Strahl der Röntgenstrahlung. Der Kristall dreht sich um die Hauptachse, für die die Lauwende durchgeführt werden. In diesem Fall wird der Winkel Q in der Formel von Bragg - Wulf geändert. Die Beugungsmaxima befinden sich am Schnittpunkt der Kreuzung der Beugungskegel von Laue mit der zylindrischen Oberfläche des Films (Fig. 9). Das Ergebnis ist ein Beugungsmuster des in Fig. 1 dargestellten Typs. 10. Komplikationen sind jedoch aufgrund einer Überlappung verschiedener Beugungsaufträge an einem Punkt möglich. Das Verfahren kann signifikant verbessert werden, wenn sie gleichzeitig mit der Drehung des Kristalls in gewisser Weise und film bewegt werden kann.

Erforschung von Flüssigkeiten und Gasen. Es ist bekannt, dass Flüssigkeiten, Gase und amorphen Körper nicht die richtige Kristallstruktur haben. Hier gibt es jedoch eine chemische Bindung zwischen Atomen in Molekülen, aufgrund der der Abstand zwischen ihnen nahezu konstant bleibt, obwohl die Moleküle selbst im Raum zufällig ausgerichtet sind. Solche Materialien ergeben auch ein Beugungsmuster mit relativ geringer Anzahl verschwommener Maxima. Durch die Verarbeitung eines solchen Bildes mit modernen Methoden können Sie Informationen über die Struktur von sogar solch nicht kristallinen Materialien erhalten.
Spektrochemische Röntgenanalyse
Bereits ein paar Jahre nach dem Öffnen von Röntgenstrahlen, ch. Barclay (1877-1944) fand heraus, dass, wenn der Röntgenstrahlungsstrahlungsfluß ausgesetzt ist, wenn der Röntgenstrahlungsstrahlungsfluss auf dem Substanz auftritt, was für das unter studierende Element charakteristisch ist. Bald danach wurden in der Reihe seiner Experimente die Wellenlängen des primären charakteristischen Röntgenstrahls, das durch elektronische Bombardierung verschiedener Elemente erhalten, die Wellenlängen der primären charakteristischen Röntgenaufnahme gemessen und das Verhältnis zwischen der Wellenlänge und dem Atom gewonnen Nummer. Diese Experimente sowie der Erfindung des Röntgenspektrometers legen die Grundlage für spektrochemische Röntgenanalysen fest. Die Möglichkeiten der Röntgenstrahlung für die chemische Analyse waren sofort bewusst. Spektrographen mit der Registrierung auf einem photofastischen wurden erstellt, in denen die unter studierende Probe als Röntgenröhrenanode diente. Leider erwies sich diese Technik als sehr mühsam und wurde daher nur verwendet, wenn keine gewöhnlichen Methoden der chemischen Analyse anwendbar waren. Ein herausragendes Beispiel für innovative Studien auf dem Gebiet der analytischen Röntgenstrahlung war die Entdeckung von Heveshi und D. Lagerfeuer eines neuen Elements - Hafnia. Die Entwicklung leistungsstarker Röntgenröhren für Radiographie und empfindliche Detektoren für radiochemische Messungen während des Zweiten Weltkrieges führte in den folgenden Jahren weitgehend zum schnellen Wachstum der Röntgenspektrografie. Diese Methode wurde aufgrund von Geschwindigkeit, Komfort, zerstörungsfreien Analysen und Möglichkeiten der vollen oder teilweisen Automatisierung weit verbreitet. Es gilt bei den Aufgaben der quantitativen und qualitativ hochwertigen Analyse aller Elemente mit der Atomzahl von mehr als 11 (Natrium). Obwohl die Röntgenrest-spectrochemische Analyse normalerweise verwendet wird, um die wichtigsten Komponenten in der Probe (mit einem Gehalt von 0,1-100%) zu bestimmen, eignet es sich in einigen Fällen in einigen Fällen für Konzentrationen von 0,005% und sogar niedriger.
Röntgenspektrometer. Das moderne Röntgenspektrometer besteht aus drei Hauptsystemen (Abb. 11): Anregungssysteme, d. H. Röntgenröhre mit Anode von Wolfram oder einem anderen feuerfesten Material und Stromversorgung; Analysesystem, d. H. ein Kristallanalysator mit zwei mehrschichtigen Kollimatoren sowie Spektronisometer zur genauen Anpassung; und Registrierungssysteme mit einem Geigerzähler entweder durch einen Proportional- oder Szintillationszähler sowie einen Gleichrichter, Verstärker, Wiederaufbau von Geräten und einem Selbstdirektor oder einem anderen Registrierungsgerät.

Röntgenstrahl-Fluoreszenzanalyse. Die analysierte Probe befindet sich auf dem Weg der aufregenden Röntgenstrahlung. Der untersuchte Probenbereich wird in der Regel mit einem Loch des gewünschten Durchmessers zugeordnet, und die Strahlung durchläuft einen Kollimator, der einen parallelen Strahl formt. Hinter dem Kristallanalysator sendet der geschlitzte Kollimator die gebeugte Strahlung für den Detektor. Typischerweise ist der Maximalwinkel q auf die Werte von 80 bis 85 ° begrenzt, so dass nur die Röntgenstrahlung auf dem Kristallanalysator, die Wellenlänge von L, die der interplanarischen Entfernung D Ungleichung l zugeordnet ist, bezeichnen kann Röntgenmikroanalyse. Das oben beschriebene Spektrometer mit einem Flachkristallanalysator kann zur Mikroanalyse angepasst werden. Dies wird durch einen Verengung oder Primärstrahl der Röntgenstrahlung oder eines von der Probe abgegebenen Sekundärstrahls erreicht. Die Abnahme der effektiven Größe der Probe oder der Strahlungsöffnung führt jedoch zu einer Abnahme der Intensität der aufgezeichneten gebeugten Strahlung. Verbesserung dieses Verfahrens kann durch Verwendung eines Spektrometers mit einem gekrümmten Kristall erreicht werden, der es ermöglicht, den Kegel der divergierenden Strahlung und nicht nur der Strahlung parallel zur Kollimatorachse zu registrieren. Mit Hilfe eines solchen Spektrometers können Partikel von weniger als 25 μm identifiziert werden. Eine noch stärkere Abnahme der Größe der analysierten Probe wird in der von R. Kühten erfundenen Röntgenstrahl-Microanalyzer-von Röntgenrahmen erreicht. Hier wird die charakteristische Röntgenstrahlung der Probe angeregt, die dann durch ein Spektrometer mit einem gekrümmten Kristall, einem infokulierten Elektronenstrahl analysiert wird. Unter Verwendung einer solchen Appliance ist es möglich, die Mengen der Substanz von etwa 10 bis 14 g in der Probe mit einem Durchmesser von 1 μm zu erfassen. Anlagen mit der elektronischen Abtastung der Probe wurden ebenfalls entwickelt, mit denen es möglich ist, ein zweidimensionales Muster der Verteilung durch Probe zu erhalten, das das Element an der charakteristischen Emission, deren Kennzeichen konfiguriert ist, zu erhalten.
Medizinische Röntgendiagnostik
Die Entwicklung von Röntgentechniken ermöglichte es, die Expositionszeit erheblich zu reduzieren und die Qualität der Bilder zu verbessern, um selbst weiche Gewebe zu studieren.
Fluorographie. Diese diagnostische Methode besteht darin, ein Schattenbild von einem durchscheinenden Bildschirm zu fotografieren. Der Patient liegt zwischen der Quelle der Röntgenstrahlung und dem Flachbildschirm vom Leuchtstoff (üblicherweise Cesiumjodid), der unter der Wirkung von Röntgenstrahl leuchtet. Biologisches Gewebe eines Grades der Dichte erstellen Röntgenschirme mit unterschiedlichen Intensitätsgraden. Ein Radiologe untersucht ein Schattenbild auf einem Lumineszenz-Bildschirm und macht eine Diagnose. In der Vergangenheit, die Röntgenaufnahme, analysiert das Bild, stützte sich auf die Sicht. Nun gibt es eine Vielzahl von Systemen, die das Bild verbessern, das es an den Fernsehbildschirm anzeigt oder Daten auf dem Speicher des Computers aufzeichnet.
Radiographie. Das Aufnehmen von Röntgenbild direkt auf dem Film heißt Röntgenstrahl. In diesem Fall befindet sich der studierende Körper zwischen der Röntgenquelle und dem Film, der Informationen über den Zustand des Orgels aufzeichnet dieser Moment Zeit. Wiederholte Radiographie ermöglicht es, seine weitere Evolution zu beurteilen. Durch die Radiographie können Sie die Integrität der Knochengewebe sehr genau untersuchen, die hauptsächlich aus Calcium bestehen und für die Röntgenstrahlung und der Muskelgewebepause ergänzt werden. Damit ist es besser als ein Stethoskop oder ein Hören, der Zustand der Lunge mit Entzündung, Tuberkulose oder Gegenwart von Flüssigkeit wird analysiert. Mit der Hilfe der Radiographie werden die Größe und Form des Herzens bestimmt sowie die Dynamik seiner Veränderungen bei Patienten, die an Herzkrankheiten leiden.
Kontrastsubstanzen. Transparente Körperteile und Hohlraum der einzelnen Organe werden sichtbar, wenn sie mit einem kontrastierenden Agenten gefüllt sind, der dem Körper harmlos ist, sondern ermöglicht es, die Form der inneren Organe zu visualisieren und ihre Operation zu überprüfen. Kontrastsubstanzen Der Patient nimmt entweder innen (wie zum Beispiel Bariumsalze in der Untersuchung des Gastrointestinaltrakts) oder sie werden intravenös eingeführt (z. B. iodhaltige Lösungen in der Untersuchung der Nieren- und Harnwege). IM letzten JahrenDiese Methoden werden jedoch durch diagnostische Methoden auf der Grundlage von radioaktiven Atomen und Ultraschalls verschoben.
CT-Scan. In den 1970er Jahren wurde eine neue Röntgendiagnostik-Methode entwickelt, basierend auf der vollständigen Fotografie des Körpers oder seiner Teile. Bilder von dünnen Schichten ("Abschnitte") werden von einem Computer verarbeitet, und das endgültige Bild wird auf dem Monitorbildschirm angezeigt. Diese Methode wird als Computer-Röntgentomographie bezeichnet. Es wird häufig in der modernen Medizin zur Diagnose von Infiltraten, Tumoren und anderen Hirnstörungen sowie zur Diagnose von Weichteilerkrankungen im Körper verwendet. Diese Technik erfordert nicht die Einführung ausländischer kontrastierender Substanzen, und daher ist es schnell und effizienter als traditionelle Techniken.
Biologische Wirkung der Röntgenstrahlung
Die schädliche biologische Wirkung von Röntgenstrahlung wurde kurz nach ihrer Öffnung durch Röntgenstrahl offenbart. Es stellte sich heraus, dass neue Strahlung etwas wie ein starker sonniger Burn (Erythym) verursachen, der jedoch tiefere und resistente Hautschäden begleitet wird. Die aufgetretenen Geschwüre wurden oft auf Krebs umgestellt. In vielen Fällen mussten sie Finger oder Hände amputieren. Fallende Ergebnisse sind passiert. Es wurde festgestellt, dass Hautläsionen vermieden werden können, indem die Zeit und die Dosis der Bestrahlung durch Anwenden der Abschirmung (z. B. Blei) und Fernbedienungswerkzeugen reduziert werden. Aber andere, langfristige Folgen der Röntgenstrahlungsbestrahlung, die dann in experimentellen Tieren bestätigt und untersucht wurden, wurden ebenfalls allmählich offenbart. Die Wirkungen aufgrund der Wirkung von Röntgenstrahlung sowie anderer ionisierender Strahlung (wie beispielsweise von radioaktiven Materialien emittierten Gammastrahlung) umfassen: 1) temporäre Veränderungen in der Blutzusammensetzung nach relativ geringer Überstrahlung; 2) irreversible Änderungen der Blutkomposition (hämolytische Anämie) nach langfristiger Redundanz; 3) Inzidenz von Krebs (einschließlich Leukämie); 4) schneller Alter und früher Tod; 5) die Entstehung von Katarakten. An alle anderen, biologischen Experimente an Mäusen, Kaninchen und Fliegen (Drosophilas) zeigten, dass selbst kleine Dosen der systematischen Bestrahlung großer Populationen aufgrund einer Erhöhung des Tempos der Mutation zu schädlichen genetischen Effekten führen. Die meisten Genetiker erkennen die Anwendbarkeit dieser Daten und an den menschlichen Körper an. Wie bei den biologischen Auswirkungen der Röntgenstrahlung auf den menschlichen Körper wird es durch die Ebene der Strahlungsdosis sowie des gleichen Körpers durch Bestrahlung bestimmt. Zum Beispiel werden Blutkrankheiten durch Bestrahlung von hämatopoetischen Organen verursacht, hauptsächlich Knochenmark und genetische Folgen - Bestrahlung der genitalen Organe, die auch zur Sterilität führen können. Die Anhäufung von Wissen über die Auswirkungen der Röntgenstrahlung auf den menschlichen Körper führte zur Entwicklung nationaler und internationaler Normen für zulässige Bestrahlungsdosen, die in verschiedenen Referenzpublikationen veröffentlicht wurden. Neben der Röntgenstrahlung, die von einem Mann gezielt gezielt verwendet wird, gibt es auch die sogenannte mehrfache Seitenstrahlung, die aus verschiedenen Gründen ergibt, beispielsweise aufgrund der Streuung aufgrund der Unvollkommenheit des Bleischutzbildschirms, der dies ist Strahlung absorbiert nicht vollständig. Darüber hinaus sollen viele elektrische Geräte, die nicht dazu bestimmt sind, Röntgenstrahlung zu erhalten, dennoch als Nebenprodukt erzeugt. Solche Geräte umfassen elektronische Mikroskope, Hochspannungs-Gleichrichterlampen (Kenotronen) sowie Kineskope veralteter Farbfernseher. Die Herstellung moderner Farbkinespope in vielen Ländern ist jetzt unter der staatlichen Kontrolle.
Gefährliche Röntgenfaktoren
Die Arten und Grad der Röntgenstrahlungsbestrahlung für Menschen hängen von dem Kontingent der anfälligen Personen, die für Bestrahlung anfällig sind, abhängen.
Fachleute, die mit Röntgengeräten arbeiten. Diese Kategorie umfasst Radiologen, Zahnärzte sowie wissenschaftliche und technische Arbeiter und Personal, die mit Röntgengeräten verfügen. Es werden wirksame Maßnahmen ergriffen, um die Strahlungsebene zu reduzieren, mit der sie sich umgehen müssen.
Die Patienten. Die strengen Kriterien existieren hier nicht, und ein sicheres Bestrahlungsniveau, das von Patienten während der Behandlung erhalten wird, wird durch die Teilnahme an Ärzten bestimmt. Ärzte werden nicht empfohlen, ohne dass Patienten mit Röntgenuntersuchungen freilegen müssen. Bei der Untersuchung von schwangeren Frauen und Kindern sollte besondere Vorsicht ergriffen werden. In diesem Fall werden besondere Maßnahmen ergriffen.
Steuerungsmethoden. Hier sind drei Aspekte zu sehen:
1) Verfügbarkeit von angemessener Ausrüstung, 2) Überwachung der Einhaltung der Sicherheitsregeln, 3) ordnungsgemäßer Verwendung von Geräten. Bei einer Röntgenuntersuchung sollte die Bestrahlung nur die gewünschte Handlung aussetzen, sei es zahnärztliche Untersuchung oder Lungenerhebungen. Beachten Sie, dass unmittelbar nach dem Ausschalten des Röntgengeräts sowohl primäre als auch sekundäre Strahlung verschwindet; Es gibt auch keine Reststrahlung, was selbst diejenigen, die direkt mit ihm verbunden sind, nicht immer bekannt sind.
siehe auch
Atomstruktur;

Radiologie ist ein Abschnitt der Radiologie, der den Auswirkungen auf den Organismus von Tieren und menschlichen Röntgenstrahlung, der sich aus dieser Krankheit, ihrer Behandlung und Prävention ergibt, sowie Methoden zur Diagnose verschiedener Pathologien unter Verwendung von Röntgenstrahlen (Röntgendiagnostik ). Die Zusammensetzung der typischen Röntgendiagnostikvorrichtung umfasst einen Einzug (Transformatoren), einen Hochspannungsgleichrichter, der einen Wechselstrom des elektrischen Netzwerks in eine konstante, Bedienplatte, ein Stativ und ein Röntgenröhrchen umwandelt.

Röntgenstrahlen sind die Form von elektromagnetischen Schwingungen, die in einem Röntgenröhrchen mit einem scharfen Bremsen beschleunigter Elektronen zum Zeitpunkt ihrer Kollision mit den Anodenstoffatomen ausgebildet sind. Derzeit gilt die Ansicht als Sicht als der Standpunkt, dass die Röntgenstrahlen in ihrer physischen Natur einer der Arten von Strahlungsenergie sind, dessen Spektrum auch Funkwellen, Infrarotstrahlen, sichtbares Licht, ultraviolette Strahlen und Gammastrahlen enthält von radioaktiven Elementen. Röntgenstrahlung kann als Gesamtheit seiner kleinsten Partikel - Quanten oder Photonen charakterisiert werden.

Feige. 1 - Mobile Röntgengeräte:

A - Röntgenröhre;
B - Stromversorgung;
V - einstellbares Stativ.

Feige. 2 - Röntgenstrahlsteuerung (mechanisch - links und elektronisch - rechts):

A - Panel zur Regulierung von Belichtung und Steifigkeit;
B - Hochspannungsversorgungsknopf.

Feige. 3 - Blockschaltbild eines typischen Röntgenstrahls

1 - Netzwerk;
2 - Autotransformer;
3 - Boost Transformer;
4 - Röntgenröhre;
5 - Anode;
6 - Kathode;
7 - Senkung des Transformators.

Röntgenbildungsmechanismus

Röntgenstrahlen sind zum Zeitpunkt der Kollision des Stroms beschleunigter Elektronen mit der Anodensubstanz ausgebildet. Wenn die Elektroneninteraktion mit dem Ziel von 99% ihrer kinetischen Energie in thermische Energie und nur 1% der Röntgenstrahlung umwendet.

Das Röntgenröhrchen besteht aus einem Glaszylinder, in dem 2 Elektroden injiziert werden: Kathode und Anode. Die Luft wird aus dem Glaszylinder geschossen: Die Bewegung von Elektronen aus der Kathode an den Analogon ist nur unter den Bedingungen eines relativen Vakuums möglich (10 -7 -10 -8 mm. Rt. Art.-Nr.). Auf der Kathode befindet sich ein Faden der Wärme, der eine dicht verdrehte Wolframspirale ist. Beim Servieren elektrischer Strom Eine elektronische Emission tritt auf dem Filament auf, in der Elektronen von der Helix von der Helix getrennt sind und neben der Kathode eine elektronische Wolke bilden. Diese Wolke konzentriert sich in der Fokussierkathodenbecher, die die Bewegungsrichtung von Elektronen definiert. Eine Tasse - eine leichte Ausnehmung in der Kathode. Anode wiederum enthält eine Wolframetallplatte, auf der sich Elektronen konzentrieren, ist der Ort der Bildung von Röntgenstrahlen.

Feige. 4 - Röntgenröhre-Vorrichtung:

A - Kathode;
B - Anode;
B - Wolframfilament;
R - Fokussierungskathodenbecher;
D - Strom von beschleunigten Elektronen;
E - Wolframziel;
Gut - Glaskolben;
H-Fenster von Beryllium;
Und - gebildete Röntgenstrahlen;
K ist ein Aluminiumfilter.

2 Transformatoren sind mit dem elektronischen Röhrchen verbunden: unten und steigern. Der Absenktransformator teilt einen Wolfram-Helix mit einer Niederspannung (5-15 Volt) auf, was zu einer elektronischen Emission führt. Der Transformator eignet sich mit erhöhtem oder hoher Spannung direkt an der Kathode und der Anode, an der die Spannung von 20-140 Kilovolt geliefert wird. Beide Transformatoren befinden sich in der Hochspannungseinheit der Röntgenvorrichtung, die mit Transformatoröl gefüllt ist, um die Kühlung von Transformatoren und deren zuverlässigen Isolierung sicherzustellen.

Nachdem eine elektronische Wolke unter Verwendung eines unteren Transformators gebildet wurde, ist eine Erhöhung des Transformators enthalten, und an beiden Polen wird eine Hochspannungsspannung angelegt: ein positiver Impuls an der Anode und negativ auf der Kathode. Negativ geladene Elektronen werden gegen eine negativ geladene Kathode abgestoßen und streben nach einer positiv geladenen Anode - aufgrund dieser Potentialdifferenz wird hohe Geschwindigkeit erreicht - 100.000 km / s. Bei dieser Rate bombardieren die Elektronen die Anodenwolframplatte, den Schließung der elektrischen Kette, was zu Röntgenstrahlung und Wärmeenergie führt.

Röntgenstrahlung ist in Bremsen und Charakteristik unterteilt. Die Bremsstrahlung erfolgt aufgrund einer starken Verlangsamung der Geschwindigkeit der von einer Wolframspirale emittierten Elektronen. Die charakteristische Strahlung tritt zum Zeitpunkt der Umstrukturierung der elektronischen Muscheln der Atome auf. Beide Spezies sind zum Zeitpunkt der Kollision beschleunigter Elektronen mit den Anodenstoffatomen in einem Röntgenröhrchen ausgebildet. Das Strahlungsspektrum der Röntgenröhre ist die Auferlegung von Brems- und charakteristischen Röntgenstrahlung.

Feige. 5 ist das Prinzip der Bildung von Röntgenstrahlung von Bremsröntgenstrahlung.
Feige. 6 ist das Prinzip der Bildung der charakteristischen Röntgenstrahlung.

Die wichtigsten Eigenschaften von Röntgenstrahlung

Röntgenstrahlen sind für die visuelle Wahrnehmung unsichtbar.
Die Röntgenstrahlung hat eine große Durchdringungsfähigkeit durch Organe und Stoffe eines lebenden Organismus sowie dichte Strukturen unbelebter Natur, die die Strahlen des sichtbaren Lichts nicht übertragen.
Röntgenstrahlen verursachen ein Glühen einiger chemischer Verbindungen, die als Fluoreszenz genannt wird.

Zinksulfide und Cadmium fluoresce zhilto-grün,
Calcium-Tungsframat-Kristalle - lila-blau.

Röntgenstrahlen haben eine photochemische Wirkung: Zersetzen Sie Verbindungen von Silber mit Halogenen und verursachen spontane fotografische Schichten, bildet ein Bild auf einem Röntgenstrahl.

Röntgenstrahlen übertragen ihre Energieatome und Umweltmoleküle, durch die sie passieren, indem sie einen ionisierenden Effekt zeigen.

Röntgenstrahlung hat eine ausgeprägte biologische Wirkung in bestrahlten Organen und Gewebe: In kleinen Dosen stimuliert der Metabolismus den Metabolismus in Groß - kann zur Entwicklung von Strahlungsläsionen sowie akute Strahlerkrankungen führen. Das biologische Anwesen ermöglicht die Röntgenstrahlung, um Tumor und einige Neufroquim-Erkrankungen zu behandeln.

Skala elektromagnetischer Schwingungen

Röntgenstrahlen haben eine bestimmte Wellenlänge und Häufigkeit von Schwingungen. Die Wellenlänge (λ) und die Oszillationsfrequenz (ν) sind mit der Beziehung verbunden: λ ν \u003d c, wobei C die Lichtgeschwindigkeit ist, die gleich 300.000 km pro Sekunde abgerundet ist. Die Energie von Röntgenstrahlen wird durch die Formel E \u003d H ν bestimmt, wobei H eine konstante Planke, eine Universalkonstante ist, gleich 6,626 10 -34 j⋅s. Die Wellenlänge der Strahlen (λ) ist mit ihrer Energie (e) durch die Beziehung verbunden: λ \u003d 12,4 / E.

Röntgenstrahlung unterscheidet sich von anderen Arten von elektromagnetischen Schwingungen der Wellenlänge (siehe Tabelle) und Quantenenergie. Je kürzer die Wellenlänge, desto höher ist seine Frequenz-, Energie- und Durchdringungsfähigkeit. Die Röntgenwellenlänge ist im Intervall

. Durch Ändern der Wellenlänge der Röntgenstrahlung können Sie die Durchdringungsfähigkeit einstellen. Röntgenstrahlen haben eine sehr kleine Wellenlänge, jedoch eine größere Häufigkeit von Schwingungen, die durch das menschliche Auge unsichtbar sind. Dank der enormen Energie hat Quanta eine große Durchdringungsfähigkeit, die eines der wichtigsten Eigenschaften ist, die die Verwendung von Röntgenstrahlung in der Medizin und anderer Wissenschaften gewährleisten.

Röntgenmerkmale

Intensität - Quantitatives Merkmal der Röntgenstrahlung, die durch die Menge an Strahlen ausgedrückt wird, die von der Röhre pro Zeiteinheit emittiert werden. Die Röntgenintensität wird in Milliamperen gemessen. Mit der Intensität des sichtbaren Lichts von der üblichen Glühlampe, ist es möglich, eine Analogie zu zeichnen: Also leuchtet eine 20-Watt-Lampe mit einer Intensität oder durch Kraft und eine 200-Watt-Lampe - auf der anderen Seite, während die Die Qualität des Lichts selbst (sein Spektrum) ist dasselbe. Die Intensität der Röntgenstrahlung ist tatsächlich seine Nummer. Jedes Elektron erzeugt eine oder mehrere Strahlungsquanta an der Anode, daher wird die Menge an Röntgenstrahlen, wenn der Objekt des Objekts ausgesetzt wird, durch Ändern der Anzahl der Elektronen, die auf die Anode streben, und die Anzahl der Elektronenwechselaktivitäten mit Wolfram-Target-Atomen, was auf zwei Arten erfolgen kann:

Ändern des Wärmegrades der Kathodenspirale unter Verwendung eines stromabwärtigen Transformators (die Anzahl der während der Emission gebildeten Elektronen hängt davon ab, wie stark die Wolframspirale genietet ist, und die Menge an Strahlungsquanta hängt von der Menge an Elektronen ab);
Durch Ändern des Hochspannungswerts des steigenden Transformators an die Polen des Rohrs - der Cadod und der Anode (je höher die Spannung wird der Spannung den Polen des Rohrs zugeführt, wird die größere kinetische Energie durch Elektronen erhalten, was aufgrund seiner Energie kann Interagieren Sie mit mehreren Atomen der Anodensubstanz abwechselnd - siehe. feige. fünf; Niedrige Energieelektronen können in der Lage sein, eine geringere Anzahl von Wechselwirkungen einzugeben).

Die Intensität der Röntgenstrahlung (Anodenstrahlung), multipliziert mit der Verschlusszeit (Rohrbetrieb), entspricht der Belichtung der Röntgenstrahlung, die in Mac (Milliampere pro Sekunde) gemessen wird. Die Belichtung ist ein Parameter, der sowie Intensität die Menge der von der Röntgenröhre emittierten Strahlen charakterisiert. Die Differenz besteht nur darin, dass die Exposition den Zeitpunkt des Rohrs berücksichtigt (zum Beispiel, wenn das Rohr 0,01 Sekunden arbeitet, die Anzahl der Strahlen ist eins, und wenn 0,02 Sekunden, dann ist die Anzahl der Strahlen unterschiedlich - zweimal Mehr). Die Belichtung der Strahlung wird von einem Radiologen auf dem Bedienfeld des Röntgengeräts eingestellt, abhängig von der Art der Studie, der Größe des Untersuchungsobjekts und des diagnostischen Problems.

Steifigkeit - Qualitatives Merkmal der Röntgenstrahlung. Es wird durch Hochspannung an der Röhre in Kilovolt gemessen. Bestimmt die durchdringende Fähigkeit von Röntgenstrahlen. Der Hochspannungswert wird durch einen Erhöhungstransformator an der Röntgenröhre eingestellt. Je höher der Potentialdifferenz an den Rohren des Rohrs erzeugt wird, desto mehr mit größeren Kraftelektronen werden von der Kathode von der Kathode abgestoßen und zur Anode stürmten und desto stärker ihre Kollision mit der Anode. Je stärker ihre Kollision, der kürzere Wellenlängen in der Röntgenstrahlung tritt auf und die obige Durchdringungsfähigkeit dieser Welle (oder der Steifigkeit der Strahlung, die sowie die Intensität, durch den Spannungsparameter auf dem Bedienfeld eingestellt ist auf der Röhre - Kilolestem).

Feige. 7 - Die Abhängigkeit der Wellenlänge von der Energie der Welle:

λ - Wellenlänge;
E - Wellenenergie

Je höher die kinetische Energie von beweglichen Elektronen, desto stärker ist ihr Schlag an der Anode und weniger als die Wellenlänge der resultierenden Röntgenstrahlung. Röntgenstrahlung mit großer Wellenlänge und einer kleinen Durchdringungsfähigkeit wird als "weich" bezeichnet, mit einer kleinen Wellenlänge und einer hohen Durchdringungsfähigkeit - "hart".

Feige. 8 - Das Spannungsverhältnis auf der Röntgenröhre und der Wellenlänge der resultierenden Röntgenstrahlung:

Je höher die Spannung an den Polen des Rohrs zugeführt wird, desto stärker ist die Potentialdifferenz auf sie ergibt sich, daher ist die kinetische Energie von beweglichen Elektronen höher. Die Spannung am Rohr bestimmt die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektronen und der Festigkeit ihrer Kollision mit der Substanz der Anode, daher bestimmt die Spannung die Wellenlänge der Strahlung der resultierenden Röntgenstrahlung.

Klassifizierung von Röntgenröhren

Nach dem Ziel.

Diagnostik
Therapeutisch
Zur strukturellen Analyse
Zum schockieren.

Durch den Bau

Fokussierung

Single-Meter (an der Kathode eine Spirale und einen Brennpunkt auf der Anode)
Zweifuß (auf der Kathode zwei Spiralen in verschiedenen Größen und auf der Anode zwei Brennpunkte)

Durch Typ Anode.

Stationär (bewegungslos)
Rotierend

Röntgenstrahlen werden nicht nur bei Röntypodynamikzwecken, sondern auch in therapeutisch angewendet. Wie oben erwähnt, kann eine Röntgenstrahlung das Wachstum von Tumorzellen unterdrücken, indem es möglich ist, sie in der Strahlentherapie von onkologischen Erkrankungen zu verwenden. Neben dem medizinischen Anwendungsbereich wurde Röntgenstrahlung in der technischen und technischen Kugel, materieller Wissenschaft, Kristallographie, Chemie und Biochemie eingesetzt: So können beispielsweise strukturelle Defekte in verschiedenen Produkten identifiziert werden (Schienen , Schweißnähte usw.) mit Röntgenstrahlung. Die Art einer solchen Studie wird als Fehlererkennung bezeichnet. An den Flughäfen, Bahnhöfen und anderen Massenansammlungen von Menschen werden von Röntgeneinführungsintegrationen für handgefertigte Tasche und Gepäckgepäck aktiv genutzt.

Je nach Art der Anode unterscheiden sich Röntgenröhren im Design. Aufgrund der Tatsache, dass 99% der kinetischen Elektronenergie in thermische Energie geht, während das Röhrchen auftritt, besteht die erhebliche Erwärmung der Anode - ein empfindliches Wolfram-Ziel brennt oft. Kühlung Die Anode erfolgt in modernen Röntgenröhren mit ihrer Drehung. Die rotierende Anode hat eine Scheibenform, die Wärme über seine gesamte Oberfläche gleichmäßig verteilt, um die lokale Überhitzung des Wolframziels zu verhindern.

Das Design der Röntgenröhren unterscheidet sich auch durch Fokus. Der Brennpunkt ist ein Teil der Anode, der durch die Erzeugung des Betriebsbündels der Röntgenstrahlung erzeugt wird. Ist in einen echten Fokus und einen wirksamen Fokus unterteilt ( feige. 12.). Aufgrund der Tatsache, dass sich die Anode schräg befindet, ist ein effektiver Brennpunkt weniger als der echte. Je nach Größe des Bildbereichs werden unterschiedliche Brennflecken verwendet. Je größer der Geltungsbereich des Bildes, der breitere, sollte ein fokaler Fleck geben, um den gesamten Bildbereich abzudecken. Ein kleinerer Fokus-Fleck bildet jedoch eine bessere Bildklarheit. Daher wird bei der Herstellung kleiner Schnappschüsse ein kurzer Gasfaden verwendet und Elektronen werden in einen kleinen Bereich des Anodenziels geschickt, wodurch ein kleinerer Brennfleck erzeugt wird.

Feige. 9 - Röntgenröhre mit stationärer Anode.
Feige. 10 - Röntgenröhre mit einer rotierenden Anode.
Feige. 11 - Die Röntgenröhrenvorrichtung mit einer rotierenden Anode.
Feige. 12 - Schema für die Bildung eines echten und effizienten Fokusspots.

Sie werden mit der Beteiligung von Elektronen, im Gegensatz zur Gamma-Strahlung, aus, was nuklear ist. Künstlich wird Röntgenstrahlung durch starke Beschleunigung von geladenen Partikeln und durch Umschalten von Elektronen von einem Energiepegel zur anderen mit der Freisetzung einer großen Energiemenge erzeugt. Geräte, in denen Sie Röntgenröhren und Beschleuniger von geladenen Partikeln erhalten können. Seine natürlichen Quellen sind radioaktiv instabile Atome und Raumobjekte.

Geschichte Öffnung

Es wurde im November 1895 von einem Röntgenbild - einem deutschen Wissenschaftler hergestellt, der den Effekt der Fluoreszenz des Platin-Cyano-Bariums während des Betriebs des Catodolum-Röhrchens entdeckte. Er beschrieb, dass die Eigenschaften dieser Strahlen ziemlich detailliert sind, einschließlich der Fähigkeit, durch Live-Stoffe einzudringen. Sie wurden mit einem Röntgenwissenschaftler (X-Rays) benannt, der den Namen "Röntgen" in Russland später ankam.

Was durch diese Art von Strahlung gekennzeichnet ist

Es ist logisch, dass die Besonderheiten dieser Strahlung auf seine Natur zurückzuführen sind. Elektromagnetische Welle - das ist die Röntgenstrahlung. Seine Eigenschaften sind wie folgt:

Röntgenstrahlung - Schaden

Natürlich zum Zeitpunkt der Öffnung und lange Jahre Danach stellte sich niemand vor, wie gefährlich es ist.

Darüber hinaus erzeugten primitive Geräte, die diese elektromagnetischen Wellen aufgrund von ungeschützten Design, hohe Dosen erzeugten. Die Annahmen über die Gefahr für die Person dieser Strahlungswissenschaftler haben true und dann fortgeschritten. Wenn Sie durch Live-Stoffe führen, hat Röntgenstrahlung eine biologische Wirkung auf sie. Der Haupteinfluss ist die Ionisierung von Substanzen, aus denen Gewebe besteht. Der gefährlichste, diesen Effekt wird in Bezug auf die DNA der lebenden Zelle. Die Folgen der Auswirkungen von Röntgenstrahlen sind Mutationen, Tumore, Strahlverbrennungen und Strahlerkrankungen.

Wo die Röntgenstrahlen gelten

Medizin. Röntgendiagnostik - "transluzent" lebender Organismen. Röntgentherapie - Wirkung auf Tumorzellen.
Die Wissenschaft. Kristallographie, Chemie und Biochemie verwenden sie, um die Struktur der Substanz zu identifizieren.
Industrie. Erkennung von Mängeln von Metallteilen.
Sicherheit. Röntgengeräte dient zur Erkennung von gefährlichen Gegenständen im Gepäck an Flughäfen und anderen Orten.

Röntgenstrahlung

Röntgenstrahlung Es nimmt den Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen Gamma und Ultraviolettstrahlung ein und ist eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 10 -14 bis 10 -7 m. In der Medizin wird Röntgenstrahlung mit einer Wellenlänge von 5 × 10 -12 an verwendet 2,5 x 10 -10 m, das heißt, 0,05 - 2,5 Angsmtrema und eigentlich für die Röntgendiagnostik - 0,1 Angstrom. Die Strahlung ist ein Strahl von Quantenstrom (Photonen), der gerade mit der Lichtgeschwindigkeit (300.000 km / s) gerichtet ist. Diese Quanten haben keine elektrische Ladung. Die Masse des Quanten ist ein unbedeutender Teil der atomaren Masseeinheit.

Energiequantum Maßnahme in Joule (J), aber in der Praxis wird es häufig von einer einfallenden Einheit verwendet "Electronic Volt" (eV) . Ein Elektronenvolt ist die Energie, die ein Elektron erfasst, wodurch die Potentialdifferenz in 1 Volt im elektrischen Feld führt. 1 EV \u003d 1,6 10 ~ 19 J. Die Derivate sind die Kiloelektronen-Volt (CEV), die einem tausend eV und Megaelektronen-Volt (MeV) gleich einer Million eV entsprechen.

Röntgenstrahlen werden von Röntgenröhren, linearen Beschleunigern und Betation erhalten. In der Röntgenröhre beschleunigt die Potentialdifferenz zwischen der Kathode und der Zielanode (Zehn Kilovolt) Elektronen, Bombardierungsanode. Röntgenstrahlung tritt beim Bremsen der schnellen Elektronen im elektrischen Feld der Anodenstoffatome auf (Bremsstrahlung) Oder wenn die innere Hülsen der Atome umstrukturiert werden (charakteristische Strahlung.) . Charakteristische Röntgenstrahlung Es hat ein diskretes Zeichen und tritt auf, wenn die Elektronen der Anoden-Substanzatome unter dem Einfluss von äußeren Elektronen oder Strahlungsquanta von einem Energiepegel auf der anderen Übergang sind. Brake Röntgenstrahlen Es hat ein kontinuierliches Spektrum, abhängig von der Anodenspannung auf der Röntgenröhre. Beim Bremsen in Substanzanodenelektronen werden die Elektronen den größten Teil ihrer Energie zur Erwärmung der Anode (99%) verbraucht, und nur ein kleiner Anteil (1%) werden zu einer Röntgenergie. In der Röntgendiagnostik wird die Bremsstrahlung meistens verwendet.

Die wichtigsten Eigenschaften von Röntgenstrahlen sind charakteristisch für alle elektromagnetischen Emissionen, es gibt jedoch einige Funktionen. Röntgenstrahlen haben folgende Eigenschaften:

- unsichtbarkeit - Die empfindlichen Zellen der Retina-Augen reagieren nicht auf die Röntgenstrahlen, da die Länge ihrer Wellen Tausende Male weniger als das sichtbare Licht ist;

- gerade Verteilung - Strahlen werden gebrochen, polarisiert (in einer bestimmten Ebene propagiert) und in einer bestimmten Ebene ausbreitet) sowie sichtbares Licht gebeugt. Der Brechungsindex unterscheidet sich sehr wenig von einem;

- durchdringende Fähigkeiten - Penetrieren ohne erhebliche Absorption durch signifikante Schichten der Substanz-undurchsichtigem Substanz für sichtbares Licht. Je kürzer die Wellenlänge, die größere durchdringende Fähigkeit ist Röntgenstrahl;

- fähigkeit zu absorbieren - Sie haben die Fähigkeit, das Körpergewebe aufzunehmen, alle Röntgendiagnostik basieren darauf. Die Absorptionsfähigkeit hängt von der spezifischen Gewicht der Gewebe ab (je größer, desto größer ist die Absorption); aus der Dicke des Objekts; von der Strahlungssteifigkeit;

- fotografische Aktion - Zersetzen von Halogenidverbindungen von Silber, einschließlich derjenigen in Photoemalen, was es ermöglicht, Röntgenstrahlen zu erhalten;

- lumineszenzwirkung - Beurteilung einer Lumineszenz einer Anzahl chemischer Verbindungen (Leuchtstoffe), das Verfahren der Röntgenübertragung basiert auf diesem. Die Intensität des Glühens hängt von der Struktur der fluoreszierenden Substanz, ihrer Anzahl und Entfernungen von der Röntgenquelle ab. Luminophore dienen nicht nur, um nicht nur ein Bild der untersuchten Objekte auf dem Röntgenbildschirm zu erhalten, sondern auch mit der Röntgenaufnahme, in der Sie den Strahlungseffekt auf den radiographischen Film in der Kassette aufgrund der Verwendung von Verstärkungsschirmen erhöhen können, Die Oberflächenschicht besteht aus fluoreszierenden Substanzen;

- ionisierungsaktion - Sie haben die Fähigkeit, den Zerfall von neutralen Atomen auf positiv und negativ geladene Partikel zu verursachen, danach basiert Dosimetrie. Der Ionisierungseffekt eines Mediums besteht in der Bildung positiver und negativer Ionen sowie freie Elektronen aus neutralen Atomen und Substanzmolekülen. Die Ionisierung von Luft im Röntgenbüro während des Betriebs des Röntgenröhrchens führt zu einer Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit der Luft, stärket statisch elektrische Ladungen auf Büroartikel. Um einen solchen unerwünschten Einfluss in Röntgenkabinen zu beseitigen, sind zwangsweise Einflüsse und Abgasbelüftung vorgesehen;

- biologische Aktion - Auswirkungen auf biologische Objekte haben, in den meisten Fällen ist diese Wirkung schädlich;

- gesetz der umgekehrten Quadrate - Für eine Punktquelle der Röntgenstrahlung sinkt die Intensität im Verhältnis zum Quadrat der Entfernung zur Quelle.

Röntgenstrahlung ist eine Art enalgetischer elektromagnetischer Strahlung. Es wird aktiv in verschiedenen Sektoren der Medizin eingesetzt.

Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Wellen, die Photonenenergie auf dem Maßstab elektromagnetischer Wellen ist zwischen ultravioletter Strahlung und Gammastrahlung (von ~ 10 eV bis ~ 1 MeV), was den Wellenlängen von ~ 10 ^ 3 bis ~ 10 ^ -2 entspricht Angstrom (von ~ 10 ^ -7 bis ~ 10 ^ -12 m). Das heißt, es ist unvergleichlich harter Strahlung als sichtbares Licht, das auf dieser Skala zwischen Ultraviolett und Infrarot ("thermische") Strahlen ist.

Die Grenze zwischen Röntgen- und Gamma-Strahlung zeichnet sich durch Bedingung: Ihre Bereiche schneiden, Gammastrahlen können Energie von 1 KEV aufweisen. Sie unterscheiden sich nach Herkunft: Gamma-Strahlen werden während der Prozesse, die in atomaren Kernen, Röntgenstrahlen, emittiert werden, in den Prozessen, die mit der Beteiligung von Elektronen (sowohl frei als auch solche in den elektronischen Muscheln von Atomen vorkommen) abgeben. Gleichzeitig ist nach dem Photon selbst unmöglich zu ermitteln, in welchem \u200b\u200bProzess, in dem er stammt, dh das Teilen auf Röntgen- und Gamma-Bereich ist weitgehend bedingt.

Der Röntgenbereich ist in "weicher Röntgenstrahl" und "hart" unterteilt. Die Grenze zwischen ihnen läuft auf der Ebene der Wellenlänge von 2 Angström und 6 CEV-Energie.

Der Röntgengenerator ist ein Rohr, in dem ein Vakuum erzeugt wird. Es gibt Elektroden - die Kathode, auf die eine negative Ladung serviert wird, und eine positiv geladene Anode. Die Spannung zwischen ihnen ist zehn Hunderte von Kilovolt. Die Erzeugung von Röntgen-Photonen tritt auf, wenn die Elektronen von der Kathode "abgebrochen" und mit dem höchsten Geschwindigkeit in die Anodenoberfläche geschnitten werden. Eine entstehende Röntgenstrahlung wird als "Bremse" bezeichnet, seine Photonen haben eine andere Wellenlänge.

Gleichzeitig tritt die Erzeugung von Photonen des charakteristischen Spektrums auf. Ein Teil der Elektronen in den Atomen der Anodensubstanz ist angeregt, das heißt, es bewegt sich zu höheren Umlaufbahnen und kehrt dann in den normalen Zustand zurück, wobei Photonen einer bestimmten Wellenlänge strahlt. In dem Standardgenerator treten beide Arten von Röntgenstrahlung auf.

Geschichte Öffnung

Am 8. November 1895 entdeckte der deutsche Wissenschaftler Wilhelm Conrad Röntgen, dass einige Substanzen unter dem Einfluss von "Kathodenstrahlen", dh den Fluss von Elektronen, der von einem Kathodenradialrohr erzeugt wird, zu leuchten. Er erklärte dieses Phänomen mit den Auswirkungen einiger Röntgenstrahlen - also ("X-Rays") ist Strahlung und wird jetzt in vielen Sprachen genannt. Später v.k. Röntgenstrahl studierte das Phänomen offen. Am 22. Dezember 1895 machte er einen Bericht über dieses Thema an der Universität Würzburg.

Später stellte sich heraus, dass Röntgenaufnahme früher beobachtet wurde, aber dann haftete die mit ihm verbundenen Phänomene nicht viel an Bedeutung. Die Kathodenstrahlröhre wurde lange erfunden, aber vor vk Röntgenrahmen Niemand hat viel Aufmerksamkeit auf die Schwärzung fotografischer Überschwemmungen in der Nähe usw. gezahlt usw. Phänomene. Die Gefahr, die von durchdringender Strahlung ausgeht, war unbekannt.

Typen und ihr Einfluss auf den Körper

"Röntgenstrahl" ist die milde Art von durchdringender Strahlung. Der übermäßige Effekt des weichen Röntgens ähnelt der Wirkung der ultravioletten Bestrahlung, jedoch in schwererer Form. Eine Verbrennung ist auf der Haut geformt, aber die Niederlage stellt sich als tiefer heraus, und es heilt es viel langsamer.

Hart Röntgenstrahl ist eine vollwertige ionisierende Strahlung, die zur Strahlungskrankheit führen kann. Röntgenstrahl-Quanta kann Protein-Moleküle brechen, aus denen die menschlichen Körpergewebe sowie das Genom-DNA-Molekül sind. Aber auch wenn das Röntgenquantum das Wassermolekül aufteilt, ist es immer noch: Gleichzeitig werden chemisch aktive freie H- und OH-Reste gebildet, die selbst Proteine \u200b\u200bund DNA beeinflussen können. Die Strahlungskrankheit tritt in der schwerwiegenderen Form auf, desto mehr blutbildende Organe sind betroffen.

Röntgenstrahlen haben mutagene und karzinogene Aktivität. Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit spontaner Mutationen in Zellen während der Bestrahlung zunimmt, und manchmal können gesunde Zellen in Krebs zurückgebunden werden. Die Erhöhung der Wahrscheinlichkeit des Erscheinungsbildes bösartiger Tumoren ist eine normale Folge von Bestrahlung, einschließlich Röntgenstrahl. Röntgenstrahl ist die am wenigsten gefährliche Ansicht der durchdringenden Strahlung, kann aber immer noch gefährlich sein.

Röntgenstrahlung: Anwendung und wie funktioniert es

Röntgenstrahlung wird in der Medizin sowie in anderen Kugeln der menschlichen Tätigkeit eingesetzt.

Radioskopie und Computertomographie

Die häufigste Verwendung von Röntgenstrahlung ist Röntgenstrahl. Mit der "Übertragung" des menschlichen Körpers können Sie ein detailliertes Bild von beiden Knochen erhalten (sie sind am deutlichsten sichtbar sind) und Bilder von internen Organen.

Mit ihrer chemischen Zusammensetzung ist verschiedene Transparenz von Körpergewebe in Röntgenstrahlen verbunden. Merkmale der Knochenstruktur sind, dass sie viel Kalzium und Phosphor enthalten. Andere Gewebe bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Das Phosphoratom übertrifft das Sauerstoffatom fast doppelt doppelt so hoch, und das Calciumatom beträgt 2,5 Mal (Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff - noch einfacher Sauerstoff). In dieser Hinsicht ist die Absorption von Röntgenphotonen in den Knochen viel höher.

Neben zweidimensionalen "Snapshots" ermöglicht die Radiographie, ein dreidimensionales Bild des Organs zu erzeugen: Diese Art der Radiographie heißt als Computertomographie. Für diese Zwecke wird ein weicher Röntgenstrahl verwendet. Das in einem Bild erhaltene Bestrahlungsvolumen ist klein: Es entspricht ungefähr gleich der Bestrahlung, die in einem 2-stündigen Flug mit ebener Ebene in einer Höhe von 10 km erhalten wird.

Mit der Röntgen-Defektoskopie können Sie kleine interne Defekte in Produkten identifizieren. Es verwendet einen harten Röntgenbild, da viele Materialien (zum Beispiel Metall) aufgrund der hohen Atommasse des Bauteils ihrer Substanz schlecht "durchscheinend" sind.

Röntgenstrahl-Struktur- und Röntgenfluoreszenzanalyse

In Röntgenstrahlen können wir die Eigenschaften dazu ermöglichen, separate Atome detailliert zu berücksichtigen. Die Röntgenstrahl-Strukturanalyse wird in der Chemie (einschließlich Biochemie) und der Kristallographie aktiv eingesetzt. Das Prinzip seines Betriebs ist die Beugungsableitung von Röntgenstrahlen an den Atomen von Kristallen oder komplexen Molekülen. Mit der Röntgenstrahl-Strukturanalyse wurde die Struktur des DNA-Moleküls bestimmt.

Die Röntgenstrahl-Fluoreszenzanalyse ermöglicht es Ihnen, die chemische Zusammensetzung der Substanz schnell zu bestimmen.

Es gibt viele Formen der Strahlentherapie, aber alle implizieren die Verwendung von ionisierender Strahlung. Die Strahlentherapie ist in 2 Typen unterteilt: Korpuskulärer und Welle. Die Korpuskuläre verwendet die Bächen von Alpha-Partikeln (Kernel von Heliumatomen), Beta-Partikel (Elektronen), Neutronen, Protonen, schwere Ionen. Die Welle verwendet die Strahlen des elektromagnetischen Spektrums - Röntgen- und Gamma.

Radiotherapeutische Methoden werden hauptsächlich zur Behandlung von onkologischen Erkrankungen eingesetzt. Tatsache ist, dass die Strahlung zunächst alle aktiv geteilten Zellen erstreckt, sodass Blutbildungsorgane so leiden (ihre Zellen sind ständig aufgeteilt, wodurch alle neuen roten Blutkörperchen produziert werden). Krebszellen sind auch ständig aufgeteilt und anfälliger für Strahlung als ein gesundes Gewebe.

Das Bestrahlungsniveau wird verwendet, der die Aktivität von Krebszellen unterdrückt, die sich mäßig beeinflusst. Unter dem Einfluss von Strahlung tritt keine Zerstörung der Zellen als solche auf, sondern der Schaden an ihren Genom-DNA-Molekülen. Die Zelle mit dem zerstörten Genom kann einige Zeit existieren, kann aber nicht mehr teilen, dh das Wachstum des Tumors wird gestoppt.

Die Strahlentherapie ist die weicheste Form der Strahlentherapie. Wellenstrahlung weicher coriginkulärer und röntgen - weicher Gammastrahlung.

Während der Schwangerschaft

Verwenden Sie ionisierende Strahlung während der Schwangerschaft ist gefährlich. Röntgenstrahlen haben mutagene Aktivität und können Verstöße gegen den Fötus verursachen. Die Röntgentherapie ist mit der Schwangerschaft nicht kompatibel: Es kann nur angewendet werden, wenn bereits entschieden wurde, eine Abtreibung zu erzeugen. Beschränkungen auf Röntgenweicher, aber in den ersten Monaten ist es auch strengstens verboten.

Bei extremem Bedarf wird die Röntgenuntersuchung durch die Magnetorezonanztomographie ersetzt. Im ersten Trimester versuchen sie jedoch, es zu vermeiden (diese Methode ist kürzlich erschienen, und mit absolutem Vertrauen, das über das Fehlen schädlicher Folgen spricht).

Eine eindeutige Gefahr tritt auf, wenn Sie mit einer Gesamtdosis von mindestens 1 MzV (in alten Einheiten - 100 mR) bestrahlt werden. Mit einem einfachen Röntgenrahmen (zum Beispiel beim Überlassen von Fluorographie) bekommt der Patient etwa 50 Mal weniger. Um eine solche Dosis über 1 Mal zu erhalten, müssen Sie sich detaillierte Computertomographie unterziehen.

Das heißt, selbst, die Tatsache von 1-2-Multiple "Röntgen" in einem frühen Phase der Schwangerschaft ist nicht schwierige Folgen gefährdet (aber es ist besser nicht zu riskieren).

Behandlung damit.

Röntgenstrahlen werden hauptsächlich bei der Bekämpfung von malignen Tumoren verwendet. Diese Methode ist gut, weil es hocheffizient ist: Er tötet den Tumor. Es ist schlecht, dass gesunde Gewebe etwas besser haben, es gibt zahlreiche Nebenwirkungen. Insbesondere Gefahren gibt es Blutbildungskörper.

In der Praxis werden verschiedene Methoden angewendet, um die Auswirkungen von Röntgenstrahlen auf gesunde Gewebe zu reduzieren. Die Strahlen sind in einem Winkel derart gerichtet, dass sich in der Zone ihrer Kreuzung er als Tumor herausstellte (da ist die Hauptabsorption von Energie nur dort auftritt). Manchmal wird das Verfahren in Bewegung durchgeführt: Der Körper des Patienten relativ zur Strahlungsquelle dreht sich um die durch den Tumor strömende Achse. Gleichzeitig erweisen sich gesunde Gewebe nur manchmal in der Bestrahlungszone, und die Patienten sind ständig.

Die Röntgenaufnahme wird bei der Behandlung von etwas Arthrose und ähnlichen Erkrankungen sowie Hautkrankheiten verwendet. In diesem Fall wird das Schmerzsyndrom um 50-90% reduziert. Da Strahlung weicher verwendet wird, Nebenwirkungen, ähnlich der Tatsache, dass sie während der Behandlung von Tumoren auftreten, wird nicht beobachtet.