Οι ακτίνες Χ είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας. Χρησιμοποιείται ενεργά σε διάφορους κλάδους της ιατρικής.
Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα των οποίων η ενέργεια φωτονίων στην κλίμακα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι μεταξύ της υπεριώδους ακτινοβολίας και της ακτινοβολίας γάμμα (από ~10 eV έως ~1 MeV), η οποία αντιστοιχεί σε μήκη κύματος από ~10^3 έως ~10^-2 angstroms ( από ~10^−7 έως ~10^−12 m). Δηλαδή είναι ασύγκριτα πιο σκληρή ακτινοβολία από ορατό φως, που βρίσκεται σε αυτή την κλίμακα μεταξύ υπεριωδών και υπέρυθρων («θερμικών») ακτίνων.
Το όριο μεταξύ ακτίνων Χ και ακτινοβολίας γάμμα διακρίνεται υπό όρους: οι περιοχές τους τέμνονται, οι ακτίνες γάμμα μπορούν να έχουν ενέργεια 1 keV. Διαφέρουν ως προς την προέλευσή τους: οι ακτίνες γάμμα εκπέμπονται κατά τη διάρκεια διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στους ατομικούς πυρήνες, ενώ οι ακτίνες Χ εκπέμπονται κατά τη διάρκεια διεργασιών που περιλαμβάνουν ηλεκτρόνια (τόσο ελεύθερα όσο και εκείνα στα ηλεκτρονιακά κελύφη των ατόμων). Ταυτόχρονα, είναι αδύνατο να προσδιοριστεί από το ίδιο το φωτόνιο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας που προέκυψε, δηλαδή, η διαίρεση στις περιοχές ακτίνων Χ και γάμμα είναι σε μεγάλο βαθμό αυθαίρετη.
Το εύρος των ακτίνων Χ χωρίζεται σε "μαλακές ακτίνες Χ" και "σκληρές". Το όριο μεταξύ τους βρίσκεται στο επίπεδο μήκους κύματος των 2 angstroms και 6 keV ενέργειας.
Η γεννήτρια ακτίνων Χ είναι ένας σωλήνας στον οποίο δημιουργείται ένα κενό. Υπάρχουν ηλεκτρόδια - μια κάθοδος, στην οποία εφαρμόζεται αρνητικό φορτίο και μια θετικά φορτισμένη άνοδος. Η τάση μεταξύ τους είναι δεκάδες έως εκατοντάδες κιλοβολτ. Η δημιουργία φωτονίων ακτίνων Χ συμβαίνει όταν τα ηλεκτρόνια «σπάνε» από την κάθοδο και από υψηλότερη ταχύτητακόβεται στην επιφάνεια της ανόδου. Το αποτέλεσμα ακτινογραφίεςονομάζεται «φρενάρισμα», τα φωτόνια του έχουν διαφορετικό μήκοςκυματιστά.
Ταυτόχρονα παράγονται φωτόνια του χαρακτηριστικού φάσματος. Μέρος των ηλεκτρονίων στα άτομα της ουσίας της ανόδου διεγείρεται, δηλαδή πηγαίνει σε υψηλότερες τροχιές και στη συνέχεια επιστρέφει στην κανονική του κατάσταση, εκπέμποντας φωτόνια συγκεκριμένου μήκους κύματος. Και οι δύο τύποι ακτίνων Χ παράγονται σε μια τυπική γεννήτρια.
Ιστορικό ανακάλυψης
Στις 8 Νοεμβρίου 1895, ο Γερμανός επιστήμονας Wilhelm Konrad Roentgen ανακάλυψε ότι ορισμένες ουσίες υπό την επίδραση των «καθοδικών ακτίνων», δηλαδή της ροής ηλεκτρονίων που δημιουργείται από έναν καθοδικό σωλήνα ακτίνων, αρχίζουν να λάμπουν. Εξήγησε αυτό το φαινόμενο με την επίδραση ορισμένων ακτίνων Χ - έτσι ("ακτίνες Χ") αυτή η ακτινοβολία ονομάζεται τώρα σε πολλές γλώσσες. Αργότερα ο Β.Κ. Ο Ρέντγκεν μελέτησε το φαινόμενο που είχε ανακαλύψει. Στις 22 Δεκεμβρίου 1895, έδωσε μια διάλεξη για αυτό το θέμα στο Πανεπιστήμιο του Würzburg.
Αργότερα αποδείχθηκε ότι η ακτινοβολία ακτίνων Χ είχε παρατηρηθεί στο παρελθόν, αλλά στη συνέχεια δεν δόθηκαν τα φαινόμενα που σχετίζονται με αυτήν μεγάλης σημασίας. Ο καθοδικός σωλήνας εφευρέθηκε πριν από πολύ καιρό, αλλά πριν ο V.K. Ακτινογραφία, κανείς δεν έδωσε ιδιαίτερη σημασία στο μαύρισμα των φωτογραφικών πλακών κοντά του κ.λπ. πρωτοφανής. Ο κίνδυνος που εγκυμονούσε η διεισδυτική ακτινοβολία ήταν επίσης άγνωστος.
Τύποι και η επίδρασή τους στο σώμα
Η «ακτινογραφία» είναι ο πιο ήπιος τύπος διεισδυτικής ακτινοβολίας. Η υπερβολική έκθεση σε μαλακές ακτίνες Χ είναι παρόμοια με την υπεριώδη, αλλά σε πιο σοβαρή μορφή. Σχηματίζεται ένα έγκαυμα στο δέρμα, αλλά η βλάβη είναι πιο βαθιά και επουλώνεται πολύ πιο αργά.
Η σκληρή ακτινογραφία είναι μια πλήρης ιονίζουσα ακτινοβολία που μπορεί να οδηγήσει σε ασθένεια ακτινοβολίας. Τα κβάντα ακτίνων Χ μπορούν να σπάσουν τα μόρια πρωτεΐνης που αποτελούν τους ιστούς ανθρώπινο σώμα, καθώς και μόρια DNA του γονιδιώματος. Αλλά ακόμα κι αν ένα κβάντο ακτίνων Χ σπάσει ένα μόριο νερού, δεν έχει σημασία: σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται χημικά ενεργές ελεύθερες ρίζες Η και ΟΗ, οι οποίες είναι ικανές να δράσουν σε πρωτεΐνες και DNA. Η ασθένεια της ακτινοβολίας προχωρά σε πιο σοβαρή μορφή, τόσο περισσότερο επηρεάζονται τα αιμοποιητικά όργανα.
Οι ακτίνες Χ έχουν μεταλλαξιογόνο και καρκινογόνο δράση. Αυτό σημαίνει ότι η πιθανότητα αυθόρμητων μεταλλάξεων στα κύτταρα κατά τη διάρκεια της ακτινοβόλησης αυξάνεται και μερικές φορές τα υγιή κύτταρα μπορούν να εκφυλιστούν σε καρκινικά. Η αύξηση της πιθανότητας κακοήθων όγκων είναι μια τυπική συνέπεια οποιασδήποτε έκθεσης, συμπεριλαμβανομένων των ακτινογραφιών. Η ακτινογραφία είναι το λιγότερο επικίνδυνη θέαδιεισδυτική ακτινοβολία, αλλά μπορεί ακόμα να είναι επικίνδυνη.
Ακτινοβολία ακτίνων Χ: εφαρμογή και πώς λειτουργεί
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ χρησιμοποιείται στην ιατρική, καθώς και σε άλλους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας.
Ακτινοσκόπηση και αξονική τομογραφία
Η πιο κοινή χρήση των ακτίνων Χ είναι η ακτινοσκόπηση. Η "σιωπή" του ανθρώπινου σώματος σάς επιτρέπει να έχετε μια λεπτομερή εικόνα τόσο των οστών (είναι πιο καθαρά ορατά) όσο και των εικόνων των εσωτερικών οργάνων.
Η διαφορετική διαφάνεια των ιστών του σώματος στις ακτίνες Χ σχετίζεται με τη χημική τους σύνθεση. Χαρακτηριστικά της δομής των οστών είναι ότι περιέχουν πολύ ασβέστιο και φώσφορο. Άλλοι ιστοί αποτελούνται κυρίως από άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο. Το άτομο φωσφόρου είναι σχεδόν δύο φορές πιο βαρύ από το άτομο οξυγόνου και το άτομο ασβεστίου είναι 2,5 φορές (ο άνθρακας, το άζωτο και το υδρογόνο είναι ελαφρύτερα από το οξυγόνο). Από αυτή την άποψη, η απορρόφηση φωτονίων ακτίνων Χ στα οστά είναι πολύ μεγαλύτερη.
Εκτός από τις δισδιάστατες «εικόνες», η ακτινογραφία καθιστά δυνατή τη δημιουργία τρισδιάστατης εικόνας ενός οργάνου: αυτός ο τύπος ακτινογραφίας ονομάζεται υπολογιστική τομογραφία. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιούνται μαλακές ακτινογραφίες. Η ποσότητα της έκθεσης που λαμβάνεται σε μια μεμονωμένη εικόνα είναι μικρή: είναι περίπου ίση με την έκθεση που λαμβάνεται κατά τη διάρκεια μιας πτήσης 2 ωρών σε ένα αεροπλάνο σε ύψος 10 km.
Η ανίχνευση ελαττωμάτων με ακτίνες Χ σάς επιτρέπει να ανιχνεύετε μικρά εσωτερικά ελαττώματα σε προϊόντα. Χρησιμοποιείται σκληρή ακτινογραφία για αυτό, καθώς πολλά υλικά (μέταλλο, για παράδειγμα) είναι ελάχιστα «ημιδιαφανή» λόγω υψηλής ατομική μάζατην ουσία που τα απαρτίζει.
Ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ και ανάλυση φθορισμού ακτίνων Χ
Οι ακτίνες Χ έχουν ιδιότητες που τους επιτρέπουν να εξετάζουν λεπτομερώς μεμονωμένα άτομα. Η ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ χρησιμοποιείται ενεργά στη χημεία (συμπεριλαμβανομένης της βιοχημείας) και στην κρυσταλλογραφία. Η αρχή της λειτουργίας του είναι η διάθλαση σκέδασης των ακτίνων Χ από άτομα κρυστάλλων ή πολύπλοκων μορίων. Χρησιμοποιώντας ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ, προσδιορίστηκε η δομή του μορίου DNA.
Η ανάλυση φθορισμού ακτίνων Χ σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε γρήγορα χημική σύνθεσηουσίες.
Υπάρχουν πολλές μορφές ακτινοθεραπείας, αλλά όλες περιλαμβάνουν τη χρήση ιονίζουσας ακτινοβολίας. Η ακτινοθεραπεία χωρίζεται σε 2 τύπους: τη σωματιδιακή και την κυματική. Το Corpuscular χρησιμοποιεί ροές σωματιδίων άλφα (πυρήνες ατόμων ηλίου), σωματίδια βήτα (ηλεκτρόνια), νετρόνια, πρωτόνια, βαρέα ιόντα. Το κύμα χρησιμοποιεί ακτίνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος - ακτίνες Χ και γάμμα.
Η ακτινοθεραπεία χρησιμοποιείται κυρίως για τη θεραπεία ογκολογικά νοσήματα. Το γεγονός είναι ότι η ακτινοβολία επηρεάζει πρωτίστως τα ενεργά διαιρούμενα κύτταρα, γι' αυτό και τα αιμοποιητικά όργανα υποφέρουν με αυτόν τον τρόπο (τα κύτταρά τους διαιρούνται συνεχώς, παράγοντας όλο και περισσότερα νέα ερυθρά αιμοσφαίρια). Τα καρκινικά κύτταρα επίσης διαιρούνται συνεχώς και είναι πιο ευάλωτα στην ακτινοβολία από ότι ο υγιής ιστός.
Χρησιμοποιείται ένα επίπεδο ακτινοβολίας που καταστέλλει τη δραστηριότητα των καρκινικών κυττάρων, ενώ επηρεάζει μέτρια τα υγιή. Υπό την επίδραση της ακτινοβολίας, δεν είναι η καταστροφή των κυττάρων ως τέτοια, αλλά η βλάβη στο γονιδίωμά τους - μόρια DNA. Ένα κύτταρο με κατεστραμμένο γονιδίωμα μπορεί να υπάρχει για κάποιο χρονικό διάστημα, αλλά δεν μπορεί πλέον να διαιρεθεί, δηλαδή σταματά η ανάπτυξη του όγκου.
Η ακτινοθεραπεία είναι η πιο πολύ μαλακή μορφήακτινοθεραπεία. Η κυματική ακτινοβολία είναι μαλακότερη από την σωματική ακτινοβολία και οι ακτίνες Χ είναι πιο μαλακές από την ακτινοβολία γάμμα.
Κατα την εγκυμοσύνη
Είναι επικίνδυνο να χρησιμοποιείτε ιονίζουσα ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Οι ακτινογραφίες είναι μεταλλαξιογόνες και μπορεί να προκαλέσουν ανωμαλίες στο έμβρυο. Η ακτινοθεραπεία είναι ασυμβίβαστη με την εγκυμοσύνη: μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο εάν έχει ήδη αποφασιστεί η άμβλωση. Οι περιορισμοί στην ακτινοσκόπηση είναι πιο ήπιοι, αλλά τους πρώτους μήνες απαγορεύεται επίσης αυστηρά.
Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, η ακτινογραφία αντικαθίσταται από μαγνητική τομογραφία. Αλλά και στο πρώτο τρίμηνο προσπαθούν να το αποφύγουν (αυτή η μέθοδος εμφανίστηκε πρόσφατα και με απόλυτη βεβαιότητα μιλάμε για απουσία επιβλαβών συνεπειών).
Ένας αναμφισβήτητος κίνδυνος προκύπτει όταν εκτίθεται σε συνολική δόση τουλάχιστον 1 mSv (σε παλιές μονάδες - 100 mR). Με μια απλή ακτινογραφία (για παράδειγμα, όταν υποβάλλεται σε ακτινογραφία), ο ασθενής λαμβάνει περίπου 50 φορές λιγότερο. Για να λάβετε μια τέτοια δόση κάθε φορά, πρέπει να υποβληθείτε σε λεπτομερή αξονική τομογραφία.
Δηλαδή, το γεγονός και μόνο μιας 1-2 φορές "ακτινογραφίας" σε πρώιμο στάδιο της εγκυμοσύνης δεν απειλεί με σοβαρές συνέπειες (αλλά είναι καλύτερα να μην το ρισκάρετε).
Θεραπεία με αυτό
Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται κυρίως για την καταπολέμηση κακοήθων όγκων. Αυτή η μέθοδος είναι καλή γιατί είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική: σκοτώνει τον όγκο. Είναι κακό γιατί οι υγιείς ιστοί δεν είναι πολύ καλύτεροι, υπάρχουν πολλές παρενέργειες. Τα όργανα της αιμοποίησης διατρέχουν ιδιαίτερο κίνδυνο.
Στην πράξη, εφαρμόστε διάφορες μεθόδουςγια τη μείωση της επίδρασης των ακτινογραφιών στον υγιή ιστό. Οι δέσμες κατευθύνονται υπό γωνία με τέτοιο τρόπο ώστε να εμφανίζεται ένας όγκος στη ζώνη τομής τους (λόγω αυτού, η κύρια απορρόφηση ενέργειας συμβαίνει ακριβώς εκεί). Μερικές φορές η διαδικασία εκτελείται σε κίνηση: το σώμα του ασθενούς περιστρέφεται σε σχέση με την πηγή ακτινοβολίας γύρω από έναν άξονα που διέρχεται από τον όγκο. Ταυτόχρονα, οι υγιείς ιστοί βρίσκονται στη ζώνη ακτινοβολίας μόνο μερικές φορές, και οι άρρωστοι - όλη την ώρα.
Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται στη θεραπεία ορισμένων αρθρώσεων και παρόμοιων ασθενειών, καθώς και δερματικών παθήσεων. Σε αυτή την περίπτωση, το σύνδρομο πόνου μειώνεται κατά 50-90%. Δεδομένου ότι η ακτινοβολία που χρησιμοποιείται είναι πιο ήπια, παρενέργειες, παρόμοια με αυτά που εμφανίζονται στη θεραπεία όγκων, δεν παρατηρείται.
Το 1895, ο Γερμανός φυσικός W. Roentgen ανακάλυψε ένα νέο, άγνωστο μέχρι τώρα είδος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, που ονομάστηκε ακτίνες Χ προς τιμήν του ανακάλυψε της. Ο W. Roentgen έγινε ο συγγραφέας της ανακάλυψής του σε ηλικία 50 ετών, κατέχοντας τη θέση του πρύτανη του Πανεπιστημίου του Würzburg και έχοντας τη φήμη ενός από τους καλύτερους πειραματιστές της εποχής του. Ένας από τους πρώτους που βρήκε τεχνική εφαρμογή για την ανακάλυψη του Ρέντγκεν ήταν ο Αμερικανός Έντισον. Δημιούργησε μια εύχρηστη συσκευή επίδειξης και ήδη τον Μάιο του 1896 οργάνωσε μια έκθεση ακτίνων Χ στη Νέα Υόρκη, όπου οι επισκέπτες μπορούσαν να δουν το χέρι τους σε μια φωτεινή οθόνη. Αφού ο βοηθός του Έντισον πέθανε από τα σοβαρά εγκαύματα που έλαβε από συνεχείς επιδείξεις, ο εφευρέτης σταμάτησε περαιτέρω πειράματα με ακτίνες Χ.
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ άρχισε να χρησιμοποιείται στην ιατρική λόγω της υψηλής διεισδυτικής της δύναμης. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκαν ακτίνες Χ για την εξέταση καταγμάτων των οστών και τον εντοπισμό ξένων σωμάτων στο ανθρώπινο σώμα. Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι που βασίζονται σε ακτίνες Χ. Αλλά αυτές οι μέθοδοι έχουν τα μειονεκτήματά τους: η ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει βαθιά βλάβη στο δέρμα. Τα εμφανιζόμενα έλκη συχνά μετατρέπονταν σε καρκίνο. Σε πολλές περιπτώσεις χρειάστηκε να ακρωτηριαστούν τα δάχτυλα ή τα χέρια. Αφθοροσκόπηση(συνώνυμο της ημιδιαφάνειας) είναι μια από τις κύριες μεθόδους εξέτασης με ακτίνες Χ, η οποία συνίσταται στη λήψη μιας επίπεδης θετικής εικόνας του υπό μελέτη αντικειμένου σε μια ημιδιαφανή (φθορισμού) οθόνη. Κατά τη διάρκεια της ακτινοσκόπησης, το θέμα βρίσκεται μεταξύ μιας ημιδιαφανούς οθόνης και ενός σωλήνα ακτίνων Χ. Στις σύγχρονες ημιδιαφανείς οθόνες ακτίνων Χ, η εικόνα εμφανίζεται τη στιγμή που ενεργοποιείται ο σωλήνας ακτίνων Χ και εξαφανίζεται αμέσως μετά την απενεργοποίησή του. Η ακτινοσκόπηση καθιστά δυνατή τη μελέτη της λειτουργίας ενός οργάνου - τον παλμό της καρδιάς, αναπνευστικές κινήσειςπλευρά, πνεύμονες, διάφραγμα, περισταλτισμός του πεπτικού συστήματος κ.λπ. Η ακτινοσκόπηση χρησιμοποιείται στη θεραπεία παθήσεων του στομάχου, του γαστρεντερικού σωλήνα, του δωδεκαδακτύλου, των παθήσεων του ήπατος, της χοληδόχου κύστης και της χοληφόρου οδού. Ταυτόχρονα, ο ιατρικός καθετήρας και οι χειριστές εισάγονται χωρίς βλάβη στους ιστούς και οι ενέργειες κατά τη διάρκεια της επέμβασης ελέγχονται με ακτινοσκόπηση και είναι ορατές στην οθόνη.
Ακτινογραφία -μέθοδος διάγνωσης ακτίνων Χ με καταχώρηση σταθερής εικόνας σε φωτοευαίσθητο υλικό - ειδικό. φωτογραφικό φιλμ (φιλμ ακτίνων Χ) ή φωτογραφικό χαρτί με επακόλουθη επεξεργασία φωτογραφίας. Με την ψηφιακή ακτινογραφία, η εικόνα σταθεροποιείται στη μνήμη του υπολογιστή. Πραγματοποιείται σε διαγνωστικές συσκευές με ακτίνες Χ - σταθερές, εγκατεστημένες σε ειδικά εξοπλισμένες αίθουσες ακτινογραφίας, ή κινητές και φορητές - στο κρεβάτι του ασθενούς ή στο χειρουργείο. Στις ακτινογραφίες, τα στοιχεία των δομών των διαφόρων οργάνων εμφανίζονται πολύ πιο καθαρά από ότι σε μια φθορίζουσα οθόνη. Η ακτινογραφία γίνεται με σκοπό την ανίχνευση και πρόληψη διαφόρων ασθενειών, με κύριο στόχο να βοηθήσει τους γιατρούς διαφόρων ειδικοτήτων να κάνουν σωστά και γρήγορα τη διάγνωση. Μια εικόνα ακτίνων Χ καταγράφει την κατάσταση ενός οργάνου ή ιστού μόνο τη στιγμή της έκθεσης. Ωστόσο, μια μόνο ακτινογραφία καταγράφει μόνο ανατομικές αλλαγές ορισμένη στιγμή, δίνει τη στατική της διαδικασίας. μέσω μιας σειράς ακτινογραφιών που λαμβάνονται σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα, είναι δυνατό να μελετηθεί η δυναμική της διαδικασίας, δηλαδή οι λειτουργικές αλλαγές. Τομογραφία.Η λέξη τομογραφία μπορεί να μεταφραστεί από τα ελληνικά ως φέτα εικόνα.Αυτό σημαίνει ότι ο σκοπός της τομογραφίας είναι να αποκτήσει μια πολυεπίπεδη εικόνα της εσωτερικής δομής του αντικειμένου μελέτης. Χαρακτηρίζεται η αξονική τομογραφία υψηλής ανάλυσης, γεγονός που καθιστά δυνατή τη διάκριση λεπτών αλλαγών στους μαλακούς ιστούς. Η CT επιτρέπει την ανίχνευση τέτοιων παθολογικών διεργασιών που δεν μπορούν να ανιχνευθούν με άλλες μεθόδους. Επιπλέον, η χρήση αξονικής τομογραφίας καθιστά δυνατή τη μείωση της δόσης της ακτινοβολίας που λαμβάνουν οι ασθενείς κατά τη διαγνωστική διαδικασία.
Φθοριογραφία - διαγνωστική μέθοδος, που σας επιτρέπει να αποκτήσετε μια εικόνα οργάνων και ιστών, αναπτύχθηκε στα τέλη του 20ού αιώνα, ένα χρόνο μετά την ανακάλυψη των ακτίνων Χ. Στις εικόνες μπορείτε να δείτε σκλήρυνση, ίνωση, ξένα αντικείμενα, νεοπλάσματα, φλεγμονές που έχουν ανεπτυγμένο βαθμό, παρουσία αερίων και διεισδύουν στις κοιλότητες, αποστήματα, κύστεις κ.ο.κ. Τις περισσότερες φορές, πραγματοποιείται ακτινογραφία θώρακος, η οποία επιτρέπει την ανίχνευση φυματίωσης, κακοήθους όγκου στους πνεύμονες ή το στήθος και άλλες παθολογίες.
Ακτινοθεραπεία- Πρόκειται για μια σύγχρονη μέθοδο με την οποία πραγματοποιείται η θεραπεία ορισμένων παθολογιών των αρθρώσεων. Οι κύριες κατευθύνσεις θεραπείας ορθοπεδικών παθήσεων με αυτή τη μέθοδο είναι: Χρόνιες. Φλεγμονώδεις διεργασίεςαρθρώσεις (αρθρίτιδα, πολυαρθρίτιδα)? Εκφυλιστικές (οστεοαρθρίτιδα, οστεοχόνδρωση, παραμορφωτική σπονδύλωση). Ο σκοπός της ακτινοθεραπείαςείναι η αναστολή της ζωτικής δραστηριότητας των κυττάρων των παθολογικά αλλοιωμένων ιστών ή η πλήρης καταστροφή τους. Σε μη καρκινικές ασθένειες, η ακτινοθεραπεία στοχεύει στην καταστολή της φλεγμονώδους αντίδρασης, στην αναστολή των πολλαπλασιαστικών διεργασιών, στη μείωση της ευαισθησίας στον πόνο και της εκκριτικής δραστηριότητας των αδένων. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι σεξουαλικοί αδένες, τα αιμοποιητικά όργανα, τα λευκοκύτταρα και τα κύτταρα κακοήθους όγκου είναι πιο ευαίσθητα στις ακτίνες Χ. δόση ακτινοβολίας σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωσηκαθορίζεται μεμονωμένα.
Για την ανακάλυψη των ακτίνων Χ, ο Ρέντγκεν τιμήθηκε με το πρώτο βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1901 και η Επιτροπή Νόμπελ τόνισε την πρακτική σημασία της ανακάλυψής του.
Έτσι, οι ακτίνες Χ είναι αόρατη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος 105 - 102 nm. Οι ακτίνες Χ μπορούν να διαπεράσουν ορισμένα υλικά που είναι αδιαφανή στο ορατό φως. Εκπέμπονται κατά την επιβράδυνση των γρήγορων ηλεκτρονίων στην ύλη (συνεχές φάσμα) και κατά τις μεταβάσεις ηλεκτρονίων από τα εξωτερικά ηλεκτρονιακά κελύφη του ατόμου στα εσωτερικά (γραμμικό φάσμα). Πηγές ακτινοβολίας ακτίνων Χ είναι: σωλήνας ακτίνων Χ, μερικά ραδιενεργά ισότοπα, επιταχυντές και συσσωρευτές ηλεκτρονίων (ακτινοβολία σύγχροτρον). Δέκτες - φιλμ, οθόνες φωταύγειας, ανιχνευτές πυρηνικής ακτινοβολίας. Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται σε ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ, ιατρική, ανίχνευση ελαττωμάτων, φασματική ανάλυση ακτίνων Χ κ.λπ.
Ακτίνες Χ, αόρατη ακτινοβολία ικανή να διεισδύσει, αν και μέσα ποικίλους βαθμούς, σε όλες τις ουσίες. Είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος περίπου 10-8 cm.
Όπως το ορατό φως, οι ακτίνες Χ προκαλούν μαύρισμα του φωτογραφικού φιλμ. Αυτή η ιδιότητα έχει μεγάλη σημασία για την ιατρική, τη βιομηχανία και επιστημονική έρευνα. Περνώντας μέσα από το υπό μελέτη αντικείμενο και στη συνέχεια πέφτοντας πάνω στο φιλμ, η ακτινοβολία ακτίνων Χ απεικονίζει την εσωτερική του δομή πάνω του. Δεδομένου ότι η διεισδυτική ισχύς της ακτινοβολίας ακτίνων Χ είναι διαφορετική για διαφορετικά υλικά, τμήματα του αντικειμένου που είναι λιγότερο διαφανή σε αυτό δίνουν φωτεινότερες περιοχές στη φωτογραφία από εκείνες στις οποίες η ακτινοβολία διεισδύει καλά. Έτσι, οι ιστοί των οστών είναι λιγότερο διαφανείς στις ακτινογραφίες από τους ιστούς που αποτελούν το δέρμα και τα εσωτερικά όργανα. Επομένως, στην ακτινογραφία, τα οστά θα υποδεικνύονται ως ελαφρύτερες περιοχές και η θέση του κατάγματος, η οποία είναι πιο διαφανής για την ακτινοβολία, μπορεί να ανιχνευθεί αρκετά εύκολα. Η απεικόνιση με ακτίνες Χ χρησιμοποιείται επίσης στην οδοντιατρική για την ανίχνευση τερηδόνας και αποστημάτων στις ρίζες των δοντιών, καθώς και στη βιομηχανία για την ανίχνευση ρωγμών σε χυτά υλικά, πλαστικά και καουτσούκ.
Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται στη χημεία για την ανάλυση ενώσεων και στη φυσική για τη μελέτη της δομής των κρυστάλλων. Μια δέσμη ακτίνων Χ που διέρχεται από μια χημική ένωση προκαλεί μια χαρακτηριστική δευτερογενή ακτινοβολία, η φασματοσκοπική ανάλυση της οποίας επιτρέπει στον χημικό να προσδιορίσει τη σύνθεση της ένωσης. Όταν πέφτει πάνω σε μια κρυσταλλική ουσία, μια ακτίνα ακτίνων Χ διασκορπίζεται από τα άτομα του κρυστάλλου, δίνοντας ένα σαφές, κανονικό σχέδιο κηλίδων και λωρίδων σε μια φωτογραφική πλάκα, που καθιστά δυνατή τη δημιουργία της εσωτερικής δομής του κρυστάλλου.
Η χρήση ακτίνων Χ στη θεραπεία του καρκίνου βασίζεται στο γεγονός ότι σκοτώνει τα καρκινικά κύτταρα. Ωστόσο, μπορεί επίσης να έχει ανεπιθύμητη επίδραση στα φυσιολογικά κύτταρα. Επομένως, πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή σε αυτή τη χρήση ακτίνων Χ.
Λήψη ακτινογραφιών
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ εμφανίζεται όταν τα ηλεκτρόνια που κινούνται με υψηλές ταχύτητες αλληλεπιδρούν με την ύλη. Όταν τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με άτομα οποιασδήποτε ουσίας, χάνουν γρήγορα την κινητική τους ενέργεια. Σε αυτή την περίπτωση, το μεγαλύτερο μέρος του μετατρέπεται σε θερμότητα και ένα μικρό κλάσμα, συνήθως λιγότερο από 1%, μετατρέπεται σε ενέργεια ακτίνων Χ. Αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται με τη μορφή κβαντών - σωματιδίων που ονομάζονται φωτόνια που έχουν ενέργεια αλλά έχουν μηδενική μάζα ηρεμίας. Τα φωτόνια ακτίνων Χ διαφέρουν ως προς την ενέργειά τους, η οποία είναι αντιστρόφως ανάλογη με το μήκος κύματός τους. Στο με τον συνηθισμένο τρόπολαμβάνουν ακτινογραφίες ευρύ φάσμαμήκη κύματος, το οποίο ονομάζεται φάσμα ακτίνων Χ
Σωλήνες ακτίνων Χ. Προκειμένου να ληφθεί ακτινοβολία ακτίνων Χ λόγω της αλληλεπίδρασης των ηλεκτρονίων με την ύλη, είναι απαραίτητο να υπάρχει μια πηγή ηλεκτρονίων, μέσα επιτάχυνσής τους σε υψηλές ταχύτητες και ένας στόχος ικανός να αντέχει τον βομβαρδισμό ηλεκτρονίων και να παράγει ακτινοβολία ακτίνων Χ την επιθυμητή ένταση. Η συσκευή που έχει όλα αυτά ονομάζεται σωλήνας ακτίνων Χ. Οι πρώτοι εξερευνητές χρησιμοποιούσαν σωλήνες «βαθιού κενού», όπως οι σημερινοί σωλήνες εκκένωσης. Το κενό σε αυτά δεν ήταν πολύ υψηλό.
Οι σωλήνες εκκένωσης περιέχουν μικρή ποσότητα αερίου και όταν εφαρμόζεται μεγάλη διαφορά δυναμικού στα ηλεκτρόδια του σωλήνα, τα άτομα του αερίου μετατρέπονται σε θετικά και αρνητικά ιόντα. Τα θετικά κινούνται προς το αρνητικό ηλεκτρόδιο (κάθοδος) και, πέφτοντας πάνω του, ρίχνουν ηλεκτρόνια έξω από αυτό, και με τη σειρά τους, κινούνται προς το θετικό ηλεκτρόδιο (άνοδος) και βομβαρδίζοντάς το δημιουργούν ένα ρεύμα φωτονίων ακτίνων Χ. .
Στον σύγχρονο σωλήνα ακτίνων Χ που αναπτύχθηκε από τον Coolidge (Εικ. 11), η πηγή ηλεκτρονίων είναι μια κάθοδος βολφραμίου που θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία.
Ρύζι. έντεκα.
Τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται σε υψηλές ταχύτητες από την υψηλή διαφορά δυναμικού μεταξύ της ανόδου (ή της αντικάθοδος) και της καθόδου. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια πρέπει να φτάσουν στην άνοδο χωρίς να συγκρουστούν με άτομα, απαιτείται πολύ υψηλό κενό, για το οποίο ο σωλήνας πρέπει να εκκενωθεί καλά. Αυτό μειώνει επίσης την πιθανότητα ιονισμού των υπόλοιπων ατόμων αερίου και των σχετικών πλευρικών ρευμάτων.
Όταν βομβαρδίζεται με ηλεκτρόνια, η αντικάθοδος βολφραμίου εκπέμπει χαρακτηριστικές ακτίνες Χ. Η διατομή της δέσμης ακτίνων Χ είναι μικρότερη από την πραγματική ακτινοβολούμενη περιοχή. 1 - δέσμη ηλεκτρονίων. 2 - κάθοδος με ηλεκτρόδιο εστίασης. 3 - γυάλινο κέλυφος (σωλήνας). 4 - στόχος βολφραμίου (αντικαθόδιο). 5 - νήμα καθόδου. 6 - πραγματικά ακτινοβολημένη περιοχή. 7 - αποτελεσματικό εστιακό σημείο. 8 - άνοδος χαλκού. 9 - παράθυρο? 10 - διάσπαρτες ακτινογραφίες.
Τα ηλεκτρόνια εστιάζονται στην άνοδο από ένα ειδικά διαμορφωμένο ηλεκτρόδιο που περιβάλλει την κάθοδο. Αυτό το ηλεκτρόδιο ονομάζεται ηλεκτρόδιο εστίασης και, μαζί με την κάθοδο, σχηματίζει τον «ηλεκτρονικό προβολέα» του σωλήνα. Η άνοδος που υποβάλλεται σε βομβαρδισμό ηλεκτρονίων πρέπει να είναι κατασκευασμένη από πυρίμαχο υλικό, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων που βομβαρδίζουν μετατρέπεται σε θερμότητα. Επιπλέον, είναι επιθυμητό η άνοδος να είναι κατασκευασμένη από υλικό με υψηλό ατομικό αριθμό, αφού η απόδοση ακτίνων Χ αυξάνεται με την αύξηση του ατομικού αριθμού. Το βολφράμιο, του οποίου ο ατομικός αριθμός είναι 74, επιλέγεται συχνότερα ως υλικό ανόδου. Ο σχεδιασμός των σωλήνων ακτίνων Χ μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τις συνθήκες και τις απαιτήσεις εφαρμογής.
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ, από τη σκοπιά της φυσικής, είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, το μήκος κύματος της οποίας κυμαίνεται στην περιοχή από 0,001 έως 50 νανόμετρα. Ανακαλύφθηκε το 1895 από τον Γερμανό φυσικό W.K. Roentgen.
Από τη φύση τους, αυτές οι ακτίνες σχετίζονται με την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία. Τα ραδιοκύματα είναι τα μεγαλύτερα στο φάσμα. Ακολουθούνται από υπέρυθρο φως, το οποίο τα μάτια μας δεν αντιλαμβάνονται, αλλά το νιώθουμε ως θερμότητα. Στη συνέχεια έρχονται οι ακτίνες από κόκκινο σε μοβ. Στη συνέχεια - υπεριώδες (Α, Β και Γ). Και ακριβώς από πίσω είναι οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γάμμα.
Οι ακτίνες Χ μπορούν να ληφθούν με δύο τρόπους: με επιβράδυνση της ύλης των φορτισμένων σωματιδίων που διέρχονται από αυτήν και με τη μετάβαση ηλεκτρονίων από τα ανώτερα στρώματα στα εσωτερικά όταν απελευθερώνεται ενέργεια.
Σε αντίθεση με το ορατό φως, αυτές οι ακτίνες είναι πολύ μεγάλες, επομένως είναι σε θέση να διαπεράσουν αδιαφανή υλικά χωρίς να ανακλώνται, να διαθλώνται ή να συσσωρεύονται σε αυτά.
Το Bremsstrahlung είναι πιο εύκολο να αποκτηθεί. Τα φορτισμένα σωματίδια εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία κατά το φρενάρισμα. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνση αυτών των σωματιδίων και, κατά συνέπεια, όσο πιο έντονη είναι η επιβράδυνση, τόσο περισσότερες ακτίνες Χ παράγονται και το μήκος κύματος γίνεται μικρότερο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, στην πράξη, καταφεύγουν στη δημιουργία ακτίνων κατά τη διαδικασία της επιβράδυνσης των ηλεκτρονίων στα στερεά. Αυτό σας επιτρέπει να ελέγχετε την πηγή αυτής της ακτινοβολίας, αποφεύγοντας τον κίνδυνο έκθεσης σε ακτινοβολία, επειδή όταν η πηγή είναι απενεργοποιημένη, η εκπομπή ακτίνων Χ εξαφανίζεται εντελώς.
Η πιο κοινή πηγή τέτοιας ακτινοβολίας - Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από αυτήν είναι ανομοιογενής. Περιέχει τόσο μαλακή (μακρού κύματος) όσο και σκληρή (βραχύ κύμα) ακτινοβολία. Το μαλακό χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι απορροφάται πλήρως από το ανθρώπινο σώμα, επομένως μια τέτοια ακτινοβολία ακτίνων Χ κάνει διπλάσιο κακό από το σκληρό. Με την υπερβολική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στους ιστούς του ανθρώπινου σώματος, ο ιονισμός μπορεί να βλάψει τα κύτταρα και το DNA.
Ο σωλήνας είναι με δύο ηλεκτρόδια - μια αρνητική κάθοδο και μια θετική άνοδο. Όταν η κάθοδος θερμαίνεται, τα ηλεκτρόνια εξατμίζονται από αυτήν και στη συνέχεια επιταχύνονται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Σε σύγκρουση με τη στερεά ύλη των ανοδίων, αρχίζουν η επιβράδυνση, η οποία συνοδεύεται από εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ, οι ιδιότητες της οποίας χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική, βασίζεται στη λήψη μιας εικόνας σκιάς του υπό μελέτη αντικειμένου σε μια ευαίσθητη οθόνη. Εάν το διαγνωσμένο όργανο φωτίζεται με μια δέσμη ακτίνων παράλληλες μεταξύ τους, τότε η προβολή των σκιών από αυτό το όργανο θα μεταδοθεί χωρίς παραμόρφωση (αναλογικά). Στην πράξη, η πηγή ακτινοβολίας μοιάζει περισσότερο με σημειακή πηγή, επομένως βρίσκεται σε απόσταση από το άτομο και από την οθόνη.
Για την υποδοχή ενός ατόμου τοποθετείται μεταξύ του σωλήνα ακτίνων Χ και της οθόνης ή του φιλμ, ενεργώντας ως δέκτης ακτινοβολίας. Ως αποτέλεσμα της ακτινοβολίας, τα οστά και άλλοι πυκνοί ιστοί εμφανίζονται στην εικόνα ως καθαρές σκιές, δείχνουν μεγαλύτερη αντίθεση στο φόντο λιγότερο εκφραστικών περιοχών που μεταδίδουν ιστούς με λιγότερη απορρόφηση. Στις ακτινογραφίες, ένα άτομο γίνεται «ημιδιαφανές».
Καθώς οι ακτίνες Χ διαδίδονται, μπορούν να διασκορπιστούν και να απορροφηθούν. Πριν από την απορρόφηση, οι ακτίνες μπορούν να ταξιδέψουν εκατοντάδες μέτρα στον αέρα. Σε πυκνή ύλη, απορροφώνται πολύ πιο γρήγορα. Οι ανθρώπινοι βιολογικοί ιστοί είναι ετερογενείς, επομένως η απορρόφηση των ακτίνων τους εξαρτάται από την πυκνότητα του ιστού των οργάνων. απορροφά τις ακτίνες πιο γρήγορα από τους μαλακούς ιστούς, επειδή περιέχει ουσίες που έχουν μεγάλο ατομικό αριθμό. Τα φωτόνια (μεμονωμένα σωματίδια ακτίνων) απορροφώνται από διαφορετικούς ιστούς του ανθρώπινου σώματος με διαφορετικούς τρόπους, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη εικόνας αντίθεσης χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ.
ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΚΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΡΩΣΙΚΗΣ ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΣ
ΚΡΑΤΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ
ΑΝΩΤΕΡΗ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
ΚΡΑΤΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΧΑΛΥΒΟΥ ΚΑΙ ΚΡΑΜΑΤΩΝ ΜΟΣΧΑΣ
(ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ)
ΚΛΑΔΟΣ NOVOTROITSKY
Τμήμα ΟΕΝΤ
ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
Πειθαρχία: Φυσική
Θέμα: ακτινογραφία
Μαθητής: Nedorezova N.A.
Ομάδα: EiU-2004-25, Αρ. З.К.: 04Н036
Έλεγχος: Ozhegova S.M.
Εισαγωγή
Κεφάλαιο 1
1.1 Βιογραφία του Roentgen Wilhelm Conrad
1.2 Ανακάλυψη ακτίνων Χ
Κεφάλαιο 2
2.1 Πηγές ακτίνων Χ
2.2 Ιδιότητες των ακτίνων Χ
2.3 Καταγραφή ακτινογραφιών
2.4 Χρήση ακτίνων Χ
κεφάλαιο 3
3.1 Ανάλυση ατελειών κρυσταλλικής δομής
3.2 Ανάλυση φάσματος
συμπέρασμα
Κατάλογος πηγών που χρησιμοποιήθηκαν
Εφαρμογές
Εισαγωγή
Ένα σπάνιο άτομο δεν έχει περάσει από αίθουσα ακτίνων Χ. Οι φωτογραφίες που λαμβάνονται με ακτίνες Χ είναι γνωστές σε όλους. Το 1995, αυτή η ανακάλυψη ήταν 100 ετών. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τι μεγάλο ενδιαφέρον προκάλεσε πριν από έναν αιώνα. Στα χέρια ενός άνδρα αποδείχθηκε ότι ήταν μια συσκευή με την οποία ήταν δυνατό να δει κανείς το αόρατο.
Αυτή η αόρατη ακτινοβολία, ικανή να διεισδύσει, αν και σε διάφορους βαθμούς, σε όλες τις ουσίες, που είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος περίπου 10 -8 cm, ονομάστηκε ακτινοβολία ακτίνων Χ, προς τιμήν του Wilhelm Roentgen, που την ανακάλυψε.
Όπως το ορατό φως, οι ακτίνες Χ προκαλούν μαύρισμα του φωτογραφικού φιλμ. Αυτή η ιδιοκτησία έχει μεγάλη σημασία για την ιατρική, τη βιομηχανία και την επιστημονική έρευνα. Περνώντας μέσα από το υπό μελέτη αντικείμενο και στη συνέχεια πέφτοντας πάνω στο φιλμ, η ακτινοβολία ακτίνων Χ απεικονίζει την εσωτερική του δομή πάνω του. Δεδομένου ότι η διεισδυτική ισχύς της ακτινοβολίας ακτίνων Χ είναι διαφορετική για διαφορετικά υλικά, τμήματα του αντικειμένου που είναι λιγότερο διαφανή σε αυτό δίνουν φωτεινότερες περιοχές στη φωτογραφία από εκείνες στις οποίες η ακτινοβολία διεισδύει καλά. Έτσι, οι ιστοί των οστών είναι λιγότερο διαφανείς στις ακτινογραφίες από τους ιστούς που αποτελούν το δέρμα και τα εσωτερικά όργανα. Επομένως, στην ακτινογραφία, τα οστά θα υποδεικνύονται ως ελαφρύτερες περιοχές και η θέση του κατάγματος, η οποία είναι λιγότερο διαφανής για την ακτινοβολία, μπορεί να ανιχνευθεί αρκετά εύκολα. Η απεικόνιση με ακτίνες Χ χρησιμοποιείται επίσης στην οδοντιατρική για την ανίχνευση τερηδόνας και αποστημάτων στις ρίζες των δοντιών, καθώς και στη βιομηχανία για την ανίχνευση ρωγμών σε χυτά υλικά, πλαστικά και καουτσούκ, στη χημεία για την ανάλυση ενώσεων και στη φυσική για τη μελέτη της δομής των κρυστάλλων .
Την ανακάλυψη του Ρέντγκεν ακολούθησαν πειράματα από άλλους ερευνητές που ανακάλυψαν πολλές νέες ιδιότητες και δυνατότητες χρήσης αυτής της ακτινοβολίας. Μια σημαντική συνεισφορά έγινε από τους M. Laue, W. Friedrich και P. Knipping, οι οποίοι το 1912 απέδειξαν την περίθλαση των ακτίνων Χ καθώς περνούν μέσα από έναν κρύσταλλο. Ο W. Coolidge, ο οποίος το 1913 εφηύρε έναν σωλήνα ακτίνων Χ υψηλού κενού με θερμαινόμενη κάθοδο. G. Moseley, ο οποίος καθιέρωσε το 1913 τη σχέση μεταξύ του μήκους κύματος της ακτινοβολίας και του ατομικού αριθμού ενός στοιχείου. G. και L. Braggy, που έλαβαν το 1915 βραβείο Νόμπελγια την ανάπτυξη των βασικών αρχών της ανάλυσης περίθλασης ακτίνων Χ.
Αυτό θητείαείναι η μελέτη του φαινομένου της ακτινοβολίας ακτίνων Χ, η ιστορία της ανακάλυψης, οι ιδιότητες και ο εντοπισμός του πεδίου εφαρμογής της.
Κεφάλαιο 1
1.1 Βιογραφία του Roentgen Wilhelm Conrad
Ο Wilhelm Conrad Roentgen γεννήθηκε στις 17 Μαρτίου 1845 στη συνοριακή περιοχή της Γερμανίας με την Ολλανδία, στην πόλη Lenepe. Έλαβε την τεχνική του εκπαίδευση στη Ζυρίχη στην ίδια Ανώτερη Τεχνική Σχολή (Πολυτεχνείο) όπου αργότερα σπούδασε ο Αϊνστάιν. Το πάθος για τη φυσική τον ανάγκασε αφού άφησε το σχολείο το 1866 να συνεχίσει τη φυσική αγωγή.
Το 1868 υπερασπίστηκε τη διατριβή του για το πτυχίο του διδάκτορα της Φιλοσοφίας, εργάστηκε ως βοηθός στο Τμήμα Φυσικής, πρώτα στη Ζυρίχη, μετά στο Giessen και μετά στο Στρασβούργο (1874-1879) με τον Kundt. Εδώ ο Ρέντγκεν πέρασε από ένα καλό πειραματικό σχολείο και έγινε πειραματιστής πρώτης κατηγορίας. Ο Ρέντγκεν πραγματοποίησε μέρος της σημαντικής έρευνας με τον μαθητή του, έναν από τους ιδρυτές της σοβιετικής φυσικής, τον A.F. Ioffe.
Η επιστημονική έρευνα σχετίζεται με τον ηλεκτρομαγνητισμό, την κρυσταλλική φυσική, την οπτική, τη μοριακή φυσική.
Το 1895, ανακάλυψε ακτινοβολία με μήκος κύματος μικρότερο από το μήκος κύματος των υπεριωδών ακτίνων (ακτίνες Χ), που αργότερα ονομάστηκαν ακτίνες Χ, και ερεύνησε τις ιδιότητές τους: την ικανότητα να ανακλούν, να απορροφούν, να ιονίζουν τον αέρα κ.λπ. Πρότεινε τον σωστό σχεδιασμό του σωλήνα για τη λήψη ακτίνων Χ - μια κεκλιμένη αντικάθοδο πλατίνας και μια κοίλη κάθοδο: ήταν ο πρώτος που τράβηξε φωτογραφίες χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ. Ανακάλυψε το 1885 το μαγνητικό πεδίο ενός διηλεκτρικού που κινείται σε ηλεκτρικό πεδίο (το λεγόμενο «ρεύμα roentgen»).Η εμπειρία του έδειξε ξεκάθαρα ότι το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από κινούμενα φορτία και ήταν σημαντικό για τη δημιουργία του X. Lorentz ηλεκτρονική θεωρία Ένας σημαντικός αριθμός έργων του Roentgen είναι αφιερωμένος στη μελέτη των ιδιοτήτων υγρών, αερίων, κρυστάλλων, ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων, ανακάλυψε τη σχέση μεταξύ ηλεκτρικών και οπτικών φαινομένων στους κρυστάλλους. Για την ανακάλυψη των ακτίνων που φέρουν το όνομά του, ο Roentgen το 1901 ήταν ο πρώτος μεταξύ των φυσικών που τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ.
Από το 1900 έως τελευταιες μερεςζωής (πέθανε στις 10 Φεβρουαρίου 1923), εργάστηκε στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου.
1.2 Ανακάλυψη ακτίνων Χ
Τέλη 19ου αιώνα σημαδεύτηκε από αυξημένο ενδιαφέρον για τα φαινόμενα της διέλευσης του ηλεκτρισμού μέσω των αερίων. Ακόμη και ο Faraday μελέτησε σοβαρά αυτά τα φαινόμενα, περιέγραψε διάφορες μορφές εκκένωσης, ανακάλυψε ένα σκοτεινό χώρο σε μια φωτεινή στήλη από σπάνιο αέριο. Ο σκοτεινός χώρος Faraday διαχωρίζει τη μπλε, καθοδική λάμψη από τη ροζ, ανοδική λάμψη.
Μια περαιτέρω αύξηση της αραίωσης του αερίου αλλάζει σημαντικά τη φύση της λάμψης. Ο μαθηματικός Plücker (1801-1868) ανακάλυψε το 1859, σε αρκετά ισχυρή αραίωση, μια ασθενώς μπλε δέσμη ακτίνων που προέρχονταν από την κάθοδο, φτάνοντας στην άνοδο και προκαλώντας τη λάμψη του γυαλιού του σωλήνα. Ο μαθητής του Plücker, Gittorf (1824-1914) το 1869 συνέχισε την έρευνα του δασκάλου του και έδειξε ότι μια ευδιάκριτη σκιά εμφανίζεται στη φθορίζουσα επιφάνεια του σωλήνα εάν τοποθετηθεί ένα στερεό σώμα μεταξύ της καθόδου και αυτής της επιφάνειας.
Ο Goldstein (1850-1931), μελετώντας τις ιδιότητες των ακτίνων, τις ονόμασε καθοδικές ακτίνες (1876). Τρία χρόνια αργότερα, ο William Crookes (1832-1919) απέδειξε την υλική φύση των καθοδικών ακτίνων και τις ονόμασε "ακτινοβόλο ύλη" - μια ουσία σε ειδική τέταρτη κατάσταση. Τα στοιχεία του ήταν πειστικά και ξεκάθαρα. Τα πειράματα με τον "σωλήνα Crookes" αποδείχθηκαν αργότερα σε όλες τις τάξεις φυσικής . Η εκτροπή της καθόδου από ένα μαγνητικό πεδίο σε ένα σωλήνα Crookes έχει γίνει μια κλασική σχολική επίδειξη.
Ωστόσο, τα πειράματα σχετικά με την ηλεκτρική εκτροπή των καθοδικών ακτίνων δεν ήταν τόσο πειστικά. Ο Hertz δεν ανίχνευσε μια τέτοια απόκλιση και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η καθοδική ακτίνα είναι μια ταλαντωτική διαδικασία στον αιθέρα. Ο μαθητής του Hertz, F. Lenard, πειραματιζόμενος με τις καθοδικές ακτίνες, έδειξε το 1893 ότι περνούν από ένα παράθυρο καλυμμένο με αλουμινόχαρτο και προκαλούν λάμψη στο χώρο πίσω από το παράθυρο. Το φαινόμενο της διέλευσης των καθοδικών ακτίνων μέσα από λεπτά μεταλλικά σώματα αφιέρωσε ο Hertz τελευταίο άρθρο, που εκδόθηκε το 1892. Άρχιζε με τις λέξεις:
"Οι καθοδικές ακτίνες διαφέρουν σημαντικά από το φως ως προς την ικανότητά τους να διαπερνούν στερεά." Περιγράφοντας τα αποτελέσματα των πειραμάτων για τη διέλευση των καθοδικών ακτίνων μέσα από φύλλα χρυσού, αργύρου, πλατίνας, αλουμινίου κ.λπ., ο Hertz σημειώνει ότι δεν το έκανε παρατηρήστε τυχόν ιδιαίτερες διαφορές στα φαινόμενα Οι ακτίνες δεν περνούν μέσα από τα φύλλα σε ευθεία γραμμή, αλλά διασκορπίζονται με περίθλαση. Η φύση των καθοδικών ακτίνων ήταν ακόμα ασαφής.
Ήταν με τέτοιους σωλήνες του Crookes, του Lenard και άλλων που πειραματίστηκε ο καθηγητής του Würzburg Wilhelm Konrad Roentgen στα τέλη του 1895. Μια φορά, μετά το τέλος του πειράματος, έκλεισε το σωλήνα με ένα μαύρο κάλυμμα από χαρτόνι, έσβησε το φως, αλλά δεν απενεργοποίησε τον επαγωγέα που τροφοδοτούσε τον σωλήνα, παρατήρησε μια λάμψη της οθόνης από κυανογόνο βάριο που βρίσκεται κοντά στο σωλήνα. Κτυπημένος από αυτή την περίσταση, ο Ρέντγκεν άρχισε να πειραματίζεται με την οθόνη. Στην πρώτη του έκθεση «On a new kind of rays», με ημερομηνία 28 Δεκεμβρίου 1895, έγραψε για αυτά τα πρώτα πειράματα: «Ένα κομμάτι χαρτί επικαλυμμένο με βάριο πλατίνα-κυανιούχο, όταν πλησιάζει ένα σωλήνα, κλειστό με ένα λεπτό μαύρο κάλυμμα από χαρτόνι που του ταιριάζει αρκετά σφιχτά, με κάθε εκκένωση αναβοσβήνει με έντονο φως: αρχίζει να φθορίζει. Ο φθορισμός είναι ορατός με επαρκή σκουρόχρωμα και δεν εξαρτάται από το αν φέρουμε το χαρτί με την πλευρά επικαλυμμένη με συνεργογόνο βαρίου ή όχι επικαλυμμένο με συνεργογόνο βαρίου. Ο φθορισμός είναι αισθητός ακόμη και σε απόσταση δύο μέτρων από τον σωλήνα.»
Η προσεκτική εξέταση έδειξε ότι ο Ρέντγκεν «ότι το μαύρο χαρτόνι, που δεν είναι διαφανές ούτε στις ορατές και υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου, ούτε στις ακτίνες ενός ηλεκτρικού τόξου, είναι διαποτισμένο με κάποιο είδος φθορίζοντος παράγοντα». , τις οποίες ονόμασε για συντομία «ακτίνες Χ», για διάφορες ουσίες.Διαπίστωσε ότι οι ακτίνες περνούν ελεύθερα μέσα από χαρτί, ξύλο, εβονίτη, λεπτά στρώματα μετάλλου, αλλά καθυστερούν έντονα από τον μόλυβδο.
Στη συνέχεια περιγράφει τη συγκλονιστική εμπειρία:
«Αν κρατάτε το χέρι σας μεταξύ του σωλήνα εκκένωσης και της οθόνης, μπορείτε να δείτε τις σκοτεινές σκιές των οστών στα αμυδρά περιγράμματα της σκιάς του ίδιου του χεριού.» Αυτή ήταν η πρώτη εξέταση με ακτίνες Χ του ανθρώπινου σώματος.
Αυτά τα πλάνα έκαναν τεράστια εντύπωση. η ανακάλυψη δεν είχε ακόμη ολοκληρωθεί και η διάγνωση με ακτίνες Χ είχε ήδη ξεκινήσει το ταξίδι της. «Το εργαστήριό μου πλημμύρισε από γιατρούς που έφεραν ασθενείς που υποψιάζονταν ότι είχαν βελόνες μέσα τους διαφορετικά μέρησώμα», έγραψε ο Άγγλος φυσικός Schuster.
Ήδη μετά τα πρώτα πειράματα, ο Roentgen διαπίστωσε σταθερά ότι οι ακτίνες Χ διαφέρουν από τις καθόδου, δεν φέρουν φορτίο και δεν εκτρέπονται από μαγνητικό πεδίο, αλλά διεγείρονται από τις καθοδικές ακτίνες. "Οι ακτίνες Χ δεν είναι πανομοιότυπες με την κάθοδο ακτίνες, αλλά ενθουσιάζονται από αυτές στα γυάλινα τοιχώματα του σωλήνα εκκένωσης», έγραψε ο Ρέντγκεν.
Διαπίστωσε επίσης ότι ενθουσιάζονται όχι μόνο στο γυαλί, αλλά και στα μέταλλα.
Αναφέροντας την υπόθεση Hertz-Lenard ότι οι καθοδικές ακτίνες «είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει στον αιθέρα», ο Roentgen επισημαίνει ότι «μπορούμε να πούμε κάτι παρόμοιο για τις ακτίνες μας». Ωστόσο, απέτυχε να ανιχνεύσει τις κυματικές ιδιότητες των ακτίνων, «συμπεριφέρονται διαφορετικά από τις μέχρι τώρα γνωστές υπεριώδεις, ορατές, υπέρυθρες ακτίνες.» Στις χημικές και φωταυγείς δράσεις τους, σύμφωνα με τον Roentgen, είναι παρόμοιες με τις υπεριώδεις ακτίνες. Στην πρώτη μήνυμα, εξέφρασε την υπόθεση που έμεινε αργότερα ότι μπορεί να είναι διαμήκη κύματα στον αιθέρα.
Η ανακάλυψη του Ρέντγκεν προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον στον επιστημονικό κόσμο. Τα πειράματά του επαναλήφθηκαν σχεδόν σε όλα τα εργαστήρια του κόσμου. Στη Μόσχα επαναλήφθηκαν από τον Π.Ν. Λεμπέντεφ. Στην Αγία Πετρούπολη, ο εφευρέτης του ραδιοφώνου A.S. Ο Ποπόφ πειραματίστηκε με ακτίνες Χ, τις έδειξε σε δημόσιες διαλέξεις, λαμβάνοντας διάφορες ακτινογραφίες. Στο Cambridge D.D. Ο Thomson εφάρμοσε αμέσως το ιονιστικό αποτέλεσμα των ακτίνων Χ για να μελετήσει τη διέλευση του ηλεκτρισμού μέσω των αερίων. Η έρευνά του οδήγησε στην ανακάλυψη του ηλεκτρονίου.
Κεφάλαιο 2
Ακτινοβολία ακτίνων Χ - ηλεκτρομαγνητική ιονίζουσα ακτινοβολία, που καταλαμβάνει τη φασματική περιοχή μεταξύ ακτινοβολίας γάμμα και υπεριώδους ακτινοβολίας σε μήκη κύματος από 10 -4 έως 10 3 (από 10 -12 έως 10 -5 cm).R. μεγάλο. με μήκος κύματος λ< 2 условно называются жёсткими, с λ >2 - μαλακό.
2.1 Πηγές ακτίνων Χ
Η πιο κοινή πηγή ακτίνων Χ είναι ο σωλήνας ακτίνων Χ.
Οι σωλήνες ακτίνων Χ χρησιμοποιούνται στη δομική ανάλυση ακτίνων Χ
Τα κύρια χαρακτηριστικά των σωλήνων ακτίνων Χ είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση επιτάχυνσης (1-500 kV), το ηλεκτρονικό ρεύμα (0,01 mA - 1A), η ειδική ισχύς που καταναλώνεται από την άνοδο (10-10 4 W / mm 2), η συνολική κατανάλωση ισχύος (0,002 W - 60 kW) και μεγέθη εστίασης (1 μm - 10 mm). Η απόδοση του σωλήνα ακτίνων Χ είναι 0,1-3%.
Ορισμένα ραδιενεργά ισότοπα μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως πηγές ακτίνων Χ.
Τα σύγχρονα και οι δακτύλιοι αποθήκευσης ηλεκτρονίων με ενέργειες πολλών GeV μπορούν να χρησιμεύσουν ως πηγές μαλακών ακτίνων Χ με λ της τάξης των δεκάδων και των εκατοντάδων. Σε ένταση, η ακτινοβολία ακτίνων Χ των σύγχρονων υπερβαίνει την ακτινοβολία ενός σωλήνα ακτίνων Χ στην καθορισμένη περιοχή του φάσματος κατά 2-3 τάξεις μεγέθους.
Φυσικές πηγές ακτίνων Χ - ο Ήλιος και άλλα διαστημικά αντικείμενα.
2.2 Ιδιότητες των ακτίνων Χ
Ανάλογα με τον μηχανισμό προέλευσης των ακτίνων Χ, τα φάσματα τους μπορεί να είναι συνεχή (bremsstrahlung) ή ευθεία (χαρακτηριστικά). Ένα συνεχές φάσμα ακτίνων Χ εκπέμπεται από γρήγορα φορτισμένα σωματίδια ως αποτέλεσμα της επιβράδυνσής τους όταν αλληλεπιδρούν με άτομα στόχους. αυτό το φάσμα φτάνει σε σημαντική ένταση μόνο όταν ο στόχος βομβαρδίζεται με ηλεκτρόνια. Η ένταση των ακτίνων Χ bremsstrahlung κατανέμεται σε όλες τις συχνότητες μέχρι το όριο υψηλής συχνότητας 0 , στο οποίο η ενέργεια του φωτονίου h 0 (h είναι η σταθερά του Planck
Η ακτινοβολία γραμμής εμφανίζεται μετά τον ιονισμό ενός ατόμου με την εκτίναξη ενός ηλεκτρονίου από ένα από τα εσωτερικά του κελύφη. Ένας τέτοιος ιονισμός μπορεί να είναι το αποτέλεσμα μιας σύγκρουσης ατόμου με ένα γρήγορο σωματίδιο, όπως ένα ηλεκτρόνιο (πρωτογενείς ακτίνες Χ), ή η απορρόφηση ενός φωτονίου από ένα άτομο (φθορισμού ακτίνες Χ). Το ιονισμένο άτομο βρίσκεται στην αρχική κβαντική κατάσταση σε ένα από τα υψηλά ενεργειακά επίπεδα και μετά από 10 -16 -10 -15 δευτερόλεπτα περνά στην τελική κατάσταση με χαμηλότερη ενέργεια. Σε αυτή την περίπτωση, ένα άτομο μπορεί να εκπέμψει μια περίσσεια ενέργειας με τη μορφή φωτονίου συγκεκριμένης συχνότητας. Οι συχνότητες των γραμμών του φάσματος μιας τέτοιας ακτινοβολίας είναι χαρακτηριστικές των ατόμων κάθε στοιχείου, επομένως η γραμμή φάσματος ακτίνων Χ ονομάζεται χαρακτηριστική. Η εξάρτηση της συχνότητας γραμμής αυτού του φάσματος από τον ατομικό αριθμό Z καθορίζεται από το νόμο Moseley.
ο νόμος του Moseley, ο νόμος που σχετίζεται με τη συχνότητα των φασματικών γραμμών της χαρακτηριστικής εκπομπής ακτίνων Χ ενός χημικού στοιχείου με τον αύξοντα αριθμό του. Το G. Moseley εγκαταστάθηκε πειραματικά
όπου R είναι η σταθερά Rydberg
Ο νόμος του Moseley ήταν αδιαμφισβήτητη απόδειξη της σωστής τοποθέτησης των στοιχείων περιοδικό σύστημαστοιχεία
Σύμφωνα με το νόμο του Moseley, τα χαρακτηριστικά φάσματα ακτίνων Χ δεν εμφανίζουν τα περιοδικά μοτίβα που είναι εγγενή στα οπτικά φάσματα. Αυτό δείχνει ότι τα εσωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων των ατόμων όλων των στοιχείων που εμφανίζονται στα χαρακτηριστικά φάσματα ακτίνων Χ έχουν παρόμοια δομή.
Αργότερα πειράματα αποκάλυψαν ορισμένες αποκλίσεις από τη γραμμική εξάρτηση για τις μεταβατικές ομάδες στοιχείων, που σχετίζονται με μια αλλαγή στη σειρά πλήρωσης των εξωτερικών φλοιών ηλεκτρονίων, καθώς και για βαριά άτομα, που εμφανίζονται ως αποτέλεσμα σχετικιστικών επιδράσεων (εξηγείται υπό όρους από το γεγονός ότι οι ταχύτητες των εσωτερικών είναι συγκρίσιμες με την ταχύτητα του φωτός).
Ανάλογα με έναν αριθμό παραγόντων - με τον αριθμό των νουκλεονίων στον πυρήνα (ισότονη μετατόπιση), την κατάσταση των εξωτερικών κελυφών ηλεκτρονίων (χημική μετατόπιση) κ.λπ. - η θέση των φασματικών γραμμών στο διάγραμμα Moseley μπορεί να αλλάξει κάπως. Η μελέτη αυτών των μετατοπίσεων επιτρέπει σε κάποιον να αποκτήσει λεπτομερείς πληροφορίες για το άτομο.
Οι ακτίνες Χ Bremsstrahlung που εκπέμπονται από πολύ λεπτούς στόχους είναι πλήρως πολωμένοι κοντά στο 0. όσο μειώνεται το 0, μειώνεται ο βαθμός πόλωσης. Η χαρακτηριστική ακτινοβολία, κατά κανόνα, δεν είναι πολωμένη.
Όταν οι ακτίνες Χ αλληλεπιδρούν με την ύλη, μπορεί να συμβεί το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.
Όταν οι ακτίνες Χ διέρχονται από ένα στρώμα ουσίας με πάχος x, η αρχική τους ένταση I 0 μειώνεται στην τιμή I = I 0 e - μ x όπου μ είναι ο συντελεστής εξασθένησης. Η εξασθένηση του I συμβαίνει λόγω δύο διεργασιών: της απορρόφησης φωτονίων ακτίνων Χ από την ύλη και της αλλαγής της κατεύθυνσής τους κατά τη σκέδαση. Στην περιοχή μεγάλου μήκους κύματος του φάσματος κυριαρχεί η απορρόφηση των ακτίνων Χ, στην περιοχή μικρού μήκους κύματος η σκέδασή τους. Ο βαθμός απορρόφησης αυξάνεται γρήγορα με την αύξηση των Z και λ. Για παράδειγμα, οι σκληρές ακτίνες Χ διεισδύουν ελεύθερα μέσα από ένα στρώμα αέρα ~ 10 cm. μια πλάκα αλουμινίου πάχους 3 cm εξασθενεί τις ακτίνες Χ με λ = 0,027 κατά το ήμισυ. Οι μαλακές ακτίνες Χ απορροφώνται σημαντικά στον αέρα και η χρήση και η μελέτη τους είναι δυνατή μόνο σε κενό ή σε ασθενώς απορροφητικό αέριο (για παράδειγμα, He). Όταν οι ακτίνες Χ απορροφώνται, τα άτομα μιας ουσίας ιονίζονται.
Η επίδραση των ακτίνων Χ στους ζωντανούς οργανισμούς μπορεί να είναι ευεργετική ή επιβλαβής, ανάλογα με τον ιονισμό που προκαλούν στους ιστούς. Δεδομένου ότι η απορρόφηση των ακτίνων Χ εξαρτάται από το λ, η έντασή τους δεν μπορεί να χρησιμεύσει ως μέτρο της βιολογικής επίδρασης των ακτίνων Χ. Ποσοτική λογιστικήη δράση των ακτίνων Χ σε μια ουσία εμπλέκεται στη ραδιομετρία
Η σκέδαση των ακτίνων Χ στην περιοχή του μεγάλου Ζ και λ συμβαίνει κυρίως χωρίς μεταβολή του λ και ονομάζεται συνεκτική σκέδαση, ενώ στην περιοχή του μικρού Ζ και λ κατά κανόνα αυξάνεται (ασυνάρτητη σκέδαση). Υπάρχουν 2 τύποι ασυνάρτητης σκέδασης ακτίνων Χ - το Compton και το Raman. Στη σκέδαση Compton, η οποία έχει τον χαρακτήρα της ανελαστικής σωματιδιακής σκέδασης, ένα ηλεκτρόνιο ανάκρουσης πετάει έξω από το ατομικό κέλυφος λόγω της ενέργειας που χάνεται μερικώς από το φωτόνιο των ακτίνων Χ. Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια του φωτονίου μειώνεται και η κατεύθυνσή του αλλάζει. η μεταβολή του λ εξαρτάται από τη γωνία σκέδασης. Κατά τη διάρκεια της σκέδασης Raman ενός φωτονίου ακτίνων Χ υψηλής ενέργειας από ένα άτομο φωτός, ένα μικρό μέρος της ενέργειάς του δαπανάται στον ιονισμό του ατόμου και η κατεύθυνση της κίνησης του φωτονίου αλλάζει. Η αλλαγή τέτοιων φωτονίων δεν εξαρτάται από τη γωνία σκέδασης.
Ο δείκτης διάθλασης n για τις ακτίνες Χ διαφέρει από το 1 κατά πολύ μικρή ποσότητα δ = 1-n ≈ 10 -6 -10 -5 . Η ταχύτητα φάσης των ακτίνων Χ σε ένα μέσο είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός στο κενό. Η απόκλιση των ακτίνων Χ κατά τη μετάβαση από το ένα μέσο στο άλλο είναι πολύ μικρή (μερικά λεπτά τόξου). Όταν οι ακτίνες Χ πέφτουν από το κενό στην επιφάνεια ενός σώματος με πολύ μικρή γωνία, εμφανίζεται η συνολική τους εξωτερική ανάκλαση.
2.3 Καταγραφή ακτινογραφιών
Το ανθρώπινο μάτι δεν είναι ευαίσθητο στις ακτινογραφίες. ακτινογραφία
Οι ακτίνες καταγράφονται χρησιμοποιώντας ένα ειδικό φιλμ ακτίνων Χ που περιέχει αυξημένη ποσότητα Ag, Br. Στην περιοχή λ<0,5 чувствительность этих плёнок быстро падает и может быть
искусственно повышена плотно прижатым к плёнке флуоресцирующим экраном. В
области λ>5, η ευαισθησία του συνηθισμένου θετικού φιλμ είναι αρκετά υψηλή και οι κόκκοι του είναι πολύ μικρότεροι από τους κόκκους του φιλμ ακτίνων Χ, γεγονός που αυξάνει την ανάλυση. Σε λ της τάξης των δεκάδων και των εκατοντάδων, οι ακτίνες Χ δρουν μόνο στο λεπτότερο επιφανειακό στρώμα του φωτογραφικού γαλακτώματος. για να αυξηθεί η ευαισθησία του φιλμ, ευαισθητοποιείται με έλαια φωταύγειας. Στη διάγνωση ακτίνων Χ και στην ανίχνευση ελαττωμάτων, μερικές φορές χρησιμοποιείται ηλεκτροφωτογραφία για την καταγραφή ακτίνων Χ.
Οι ακτίνες Χ υψηλής έντασης μπορούν να καταγραφούν χρησιμοποιώντας θάλαμο ιονισμού
2.4 Χρήση ακτίνων Χ
Οι ακτινογραφίες χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική για τη διάγνωση ακτίνων Χ.
Δομική ανάλυση ακτίνων Χ
Μικροσκόπιο ακτίνων Χ
Οι ακτίνες Χ που προέρχονται από το διάστημα μεταφέρουν πληροφορίες για τη χημική σύνθεση διαστημικά σώματακαι για τις φυσικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο διάστημα. Η αστρονομία των ακτίνων Χ ασχολείται με τη μελέτη των κοσμικών ακτίνων Χ
κεφάλαιο 3
Ένα από τα κύρια καθήκοντα της ανάλυσης περίθλασης ακτίνων Χ είναι ο προσδιορισμός της πραγματικής ή της φασικής σύνθεσης ενός υλικού. Η μέθοδος περίθλασης ακτίνων Χ είναι άμεση και χαρακτηρίζεται από υψηλή αξιοπιστία, ταχύτητα και σχετική φθηνότητα. Η μέθοδος δεν απαιτεί ένας μεγάλος αριθμόςουσίες, η ανάλυση μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς να καταστραφεί το εξάρτημα. Οι τομείς εφαρμογής της ποιοτικής ανάλυσης φάσης είναι πολύ διαφορετικοί τόσο για επιστημονική έρευνα όσο και για έλεγχο στην παραγωγή. Μπορείτε να ελέγξετε τη σύνθεση των πρώτων υλών μεταλλουργικής παραγωγής, προϊόντων σύνθεσης, επεξεργασίας, το αποτέλεσμα αλλαγών φάσης κατά τη θερμική και χημική-θερμική επεξεργασία, να αναλύσετε διάφορες επικαλύψεις, λεπτές μεμβράνες κ.λπ.
Κάθε φάση, έχοντας τη δική της κρυσταλλική δομή, χαρακτηρίζεται από ένα ορισμένο σύνολο διακριτών τιμών διαεπίπεδων αποστάσεων d/n από το μέγιστο και κάτω, εγγενές μόνο σε αυτήν τη φάση. Όπως προκύπτει από την εξίσωση Wulf-Bragg, κάθε τιμή της διαεπίπεδης απόστασης αντιστοιχεί σε μια γραμμή στο σχέδιο ακτίνων Χ από ένα πολυκρυσταλλικό δείγμα σε μια ορισμένη γωνία θ (σε μια δεδομένη τιμή του μήκους κύματος λ). Έτσι, ένα συγκεκριμένο σύστημα γραμμών (μέγιστα περίθλασης) θα αντιστοιχεί σε ένα ορισμένο σύνολο διαεπίπεδων αποστάσεων για κάθε φάση στο μοτίβο περίθλασης ακτίνων Χ. Η σχετική ένταση αυτών των γραμμών στο μοτίβο ακτίνων Χ εξαρτάται κυρίως από τη δομή της φάσης. Επομένως, προσδιορίζοντας τη θέση των γραμμών στην ακτινογραφία (τη γωνία θ) και γνωρίζοντας το μήκος κύματος της ακτινοβολίας στην οποία έγινε η ακτινογραφία, είναι δυνατός ο προσδιορισμός των τιμών των διαεπίπεδων αποστάσεων d/n χρησιμοποιώντας το Wulf -Φόρμουλα Bragg:
/n = λ/ (2sin θ). (ένας)
Έχοντας καθορίσει το σύνολο d/n για το υπό μελέτη υλικό και συγκρίνοντάς το με τα προηγουμένως γνωστά δεδομένα d/n για καθαρές ουσίες, τις διάφορες ενώσεις τους, είναι δυνατό να καθοριστεί ποια φάση περιλαμβάνει το δεδομένο υλικό. Πρέπει να τονιστεί ότι προσδιορίζονται οι φάσεις και όχι η χημική σύνθεση, αλλά η τελευταία μπορεί μερικές φορές να συναχθεί εάν υπάρχουν πρόσθετα δεδομένα για τη στοιχειακή σύνθεση μιας συγκεκριμένης φάσης. Το έργο της ποιοτικής ανάλυσης φάσης διευκολύνεται πολύ εάν είναι γνωστή η χημική σύσταση του υπό μελέτη υλικού, γιατί τότε είναι δυνατόν να γίνουν προκαταρκτικές υποθέσεις για τις πιθανές φάσεις σε αυτή την περίπτωση.
Το κλειδί για την ανάλυση φάσης είναι η ακριβής μέτρηση του d/n και της έντασης γραμμής. Αν και αυτό είναι καταρχήν ευκολότερο να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας ένα περιθλασίμετρο, η φωτομέθοδος για ποιοτική ανάλυση έχει ορισμένα πλεονεκτήματα, κυρίως όσον αφορά την ευαισθησία (την ικανότητα ανίχνευσης της παρουσίας μικρής ποσότητας φάσης στο δείγμα), καθώς και την απλότητα την πειραματική τεχνική.
Ο υπολογισμός του d/n από το μοτίβο ακτίνων Χ πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας την εξίσωση Wulf-Bragg.
Ως τιμή του λ σε αυτήν την εξίσωση, χρησιμοποιείται συνήθως η σειρά λ α cf K:
λ α cf = (2λ α1 + λ α2) /3 (2)
Μερικές φορές χρησιμοποιείται η γραμμή K α1. Ο προσδιορισμός των γωνιών περίθλασης θ για όλες τις γραμμές ακτίνων Χ σάς επιτρέπει να υπολογίσετε το d / n σύμφωνα με την εξίσωση (1) και να διαχωρίσετε τις β-γραμμές (αν δεν υπήρχε φίλτρο για τις (ακτίνες β).
3.1 Ανάλυση ατελειών κρυσταλλικής δομής
Όλα τα πραγματικά μονοκρυσταλλικά και ακόμη περισσότερο πολυκρυσταλλικά υλικά περιέχουν ορισμένες δομικές ατέλειες (σημειακά ελαττώματα, εξαρθρώσεις, διάφορους τύπους διεπαφής, μικρο- και μακροεντάσεις), οι οποίες έχουν πολύ ισχυρή επίδραση σε όλες τις ευαίσθητες στη δομή ιδιότητες και διαδικασίες.
Οι δομικές ατέλειες προκαλούν παραμορφώσεις του κρυσταλλικού πλέγματος ποικίλης φύσης και, ως αποτέλεσμα, διαφορετικού τύπουαλλαγές στο πρότυπο περίθλασης: μια αλλαγή στις διατομικές και διαεπίπεδες αποστάσεις προκαλεί μετατόπιση στα μέγιστα περίθλασης, οι μικροεντάσεις και η διασπορά της υποδομής οδηγούν σε διεύρυνση των μέγιστων περίθλασης, οι μικροπαραμορφώσεις του πλέγματος οδηγούν σε αλλαγή στην ένταση αυτών των μεγίστων, η παρουσία εξαρθρώσεων προκαλεί ανώμαλα φαινόμενα κατά τη διέλευση των ακτίνων Χ και κατά συνέπεια τοπικές ανομοιογένειες της αντίθεσης σε τοπογράμματα ακτίνων Χ κ.λπ.
Ως αποτέλεσμα, η ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ είναι μια από τις πιο κατατοπιστικές μεθόδους για τη μελέτη των δομικών ατελειών, του τύπου και της συγκέντρωσής τους και της φύσης της κατανομής τους.
Η παραδοσιακή άμεση μέθοδος περίθλασης ακτίνων Χ, η οποία εφαρμόζεται σε σταθερά περιθλασίμετρα, λόγω των σχεδιαστικών τους χαρακτηριστικών, επιτρέπει τον ποσοτικό προσδιορισμό τάσεων και παραμορφώσεων μόνο σε μικρά δείγματα κομμένα από μέρη ή αντικείμενα.
Ως εκ τούτου, επί του παρόντος, υπάρχει μια μετάβαση από σταθερά στα φορητά περιθλασίμετρα ακτίνων Χ μικρού μεγέθους, τα οποία παρέχουν αξιολόγηση των τάσεων στο υλικό εξαρτημάτων ή αντικειμένων χωρίς καταστροφή στα στάδια της κατασκευής και λειτουργίας τους.
Τα φορητά περιθλασίμετρα ακτίνων Χ της σειράς DRP * 1 καθιστούν δυνατό τον έλεγχο των υπολειπόμενων και αποτελεσματικών τάσεων σε εξαρτήματα, προϊόντα και κατασκευές μεγάλου μεγέθους χωρίς καταστροφή
Το πρόγραμμα στο περιβάλλον των Windows επιτρέπει όχι μόνο τον προσδιορισμό των τάσεων χρησιμοποιώντας τη μέθοδο "sin 2 ψ" σε πραγματικό χρόνο, αλλά και την παρακολούθηση της αλλαγής στη σύνθεση και την υφή φάσης. Ο ανιχνευτής γραμμικών συντεταγμένων παρέχει ταυτόχρονη καταγραφή σε γωνίες περίθλασης 2θ = 43°. μικρού μεγέθους σωλήνες ακτίνων Χ τύπου "Fox" με υψηλή φωτεινότητα και χαμηλή ισχύ (5 W) εξασφαλίζουν την ακτινολογική ασφάλεια της συσκευής, στην οποία σε απόσταση 25 cm από την ακτινοβολούμενη περιοχή, το επίπεδο ακτινοβολίας είναι ίσο με το φυσικό επίπεδο υποβάθρου. Οι συσκευές της σειράς DRP χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των τάσεων σε διάφορα στάδια διαμόρφωσης μετάλλων, κοπής, λείανσης, θερμικής επεξεργασίας, συγκόλλησης, σκλήρυνσης επιφανειών προκειμένου να βελτιστοποιηθούν αυτές οι τεχνολογικές εργασίες. Ο έλεγχος της πτώσης του επιπέδου των επαγόμενων υπολειμματικών θλιπτικών τάσεων σε ιδιαίτερα κρίσιμα προϊόντα και κατασκευές κατά τη λειτουργία τους καθιστά δυνατή την απομάκρυνση του προϊόντος πριν από την καταστροφή του, αποτρέποντας πιθανά ατυχήματα και καταστροφές.
3.2 Ανάλυση φάσματος
Μαζί με τον προσδιορισμό της ατομικής κρυσταλλικής δομής και σύστασης φάσης του υλικού για αυτό πλήρη χαρακτηριστικάείναι υποχρεωτικός ο προσδιορισμός της χημικής του σύστασης.
Όλο και περισσότερο, διάφορες αποκαλούμενες ενόργανες μέθοδοι φασματικής ανάλυσης χρησιμοποιούνται στην πράξη για αυτούς τους σκοπούς. Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και εφαρμογές.
Μία από τις σημαντικές απαιτήσεις σε πολλές περιπτώσεις είναι ότι η μέθοδος που χρησιμοποιείται διασφαλίζει την ασφάλεια του αναλυόμενου αντικειμένου. Αυτές οι μέθοδοι ανάλυσης συζητούνται σε αυτήν την ενότητα. Το επόμενο κριτήριο σύμφωνα με το οποίο επιλέχθηκαν οι μέθοδοι ανάλυσης που περιγράφονται σε αυτή την ενότητα είναι η τοπικότητά τους.
Η μέθοδος φασματικής ανάλυσης ακτίνων Χ φθορισμού βασίζεται στη διείσδυση μάλλον σκληρής ακτινοβολίας ακτίνων Χ (από έναν σωλήνα ακτίνων Χ) στο αναλυόμενο αντικείμενο, που διεισδύει σε ένα στρώμα με πάχος της τάξης πολλών μικρομέτρων. Η χαρακτηριστική ακτινοβολία ακτίνων Χ που προκύπτει σε αυτήν την περίπτωση στο αντικείμενο καθιστά δυνατή τη λήψη κατά μέσο όρο δεδομένων για τη χημική του σύνθεση.
Για να προσδιοριστεί η στοιχειακή σύνθεση μιας ουσίας, μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει την ανάλυση του χαρακτηριστικού φάσματος ακτίνων Χ ενός δείγματος που τοποθετείται στην άνοδο ενός σωλήνα ακτίνων Χ και υποβάλλεται σε βομβαρδισμό ηλεκτρονίων - τη μέθοδο εκπομπής ή την ανάλυση του φάσματος δευτερογενούς (φθορισμού) ακτινοβολίας ακτίνων Χ δείγματος που υποβάλλεται σε ακτινοβολία με σκληρές ακτίνες Χ από σωλήνα ακτίνων Χ ή άλλη πηγή - μέθοδος φθορισμού.
Το μειονέκτημα της μεθόδου εκπομπής είναι, πρώτον, η ανάγκη τοποθέτησης του δείγματος στην άνοδο του σωλήνα ακτίνων Χ, ακολουθούμενη από εκκένωση με αντλίες κενού. προφανώς, αυτή η μέθοδος είναι ακατάλληλη για εύτηκτες και πτητικές ουσίες. Το δεύτερο μειονέκτημα σχετίζεται με το γεγονός ότι ακόμη και πυρίμαχα αντικείμενα καταστρέφονται από βομβαρδισμό ηλεκτρονίων. Η μέθοδος φθορισμού είναι απαλλαγμένη από αυτές τις ελλείψεις και επομένως έχει πολύ ευρύτερη εφαρμογή. Το πλεονέκτημα της μεθόδου φθορισμού είναι επίσης η απουσία bremsstrahlung, που βελτιώνει την ευαισθησία της ανάλυσης. Η σύγκριση των μετρούμενων μηκών κύματος με πίνακες φασματικών γραμμών χημικών στοιχείων είναι η βάση μιας ποιοτικής ανάλυσης και οι σχετικές εντάσεις των φασματικών γραμμών διαφορετικών στοιχείων που σχηματίζουν την ουσία του δείγματος αποτελούν τη βάση μιας ποσοτικής ανάλυσης. Από την εξέταση του μηχανισμού διέγερσης της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ, είναι σαφές ότι οι ακτινοβολίες της μιας ή της άλλης σειράς (K ή L, M, κ.λπ.) προκύπτουν ταυτόχρονα και ο λόγος των εντάσεων γραμμής εντός της σειράς είναι πάντα συνεχής. Επομένως, η παρουσία αυτού ή εκείνου του στοιχείου καθορίζεται όχι από μεμονωμένες γραμμές, αλλά από μια σειρά γραμμών ως σύνολο (εκτός από τις πιο αδύναμες, λαμβάνοντας υπόψη το περιεχόμενο αυτού του στοιχείου). Για σχετικά ελαφριά στοιχεία, χρησιμοποιείται η ανάλυση των γραμμών της σειράς K, για βαριά στοιχεία, οι γραμμές της σειράς L. υπό διαφορετικές συνθήκες (ανάλογα με τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται και τα αναλυόμενα στοιχεία), διαφορετικές περιοχές του χαρακτηριστικού φάσματος μπορεί να είναι πιο βολικές.
Τα κύρια χαρακτηριστικά της φασματικής ανάλυσης ακτίνων Χ είναι τα ακόλουθα.
Η απλότητα των χαρακτηριστικών φασμάτων ακτίνων Χ ακόμη και για βαριά στοιχεία (σε σύγκριση με τα οπτικά φάσματα), η οποία απλοποιεί την ανάλυση (μικρός αριθμός γραμμών, ομοιότητα στα σχετική θέση; με την αύξηση του σειριακού αριθμού, εμφανίζεται μια τακτική μετατόπιση του φάσματος στην περιοχή μικρού μήκους κύματος, η συγκριτική απλότητα της ποσοτικής ανάλυσης).
Ανεξαρτησία των μηκών κύματος από την κατάσταση των ατόμων του αναλυόμενου στοιχείου (ελεύθερο ή σε χημική ένωση). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η εμφάνιση χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ σχετίζεται με τη διέγερση εσωτερικών ηλεκτρονικών επιπέδων, τα οποία στις περισσότερες περιπτώσεις πρακτικά δεν αλλάζουν με τον βαθμό ιονισμού των ατόμων.
Δυνατότητα διαχωρισμού στην ανάλυση σπάνιων γαιών και κάποιων άλλων στοιχείων που έχουν μικρές διαφορές στα φάσματα στην οπτική περιοχή λόγω της ομοιότητας της ηλεκτρονικής δομής των εξωτερικών κελυφών και διαφέρουν ελάχιστα στις χημικές τους ιδιότητες.
Η φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ είναι «μη καταστροφική», επομένως έχει πλεονέκτημα έναντι της συμβατικής οπτικής φασματοσκοπίας κατά την ανάλυση λεπτών δειγμάτων - λεπτό μεταλλικό φύλλο, φύλλο κ.λπ.
Φασματόμετρα φθορισμού ακτίνων Χ, μεταξύ των οποίων πολυκάναλα φασματόμετρα ή κβαντόμετρα, που παρέχουν ρητή ποσοτική ανάλυση στοιχείων (από Na ή Mg έως U) με σφάλμα μικρότερο από 1% της καθορισμένης τιμής, όριο ευαισθησίας 10 -3 ... 10-4%.
ακτίνα Χ
Μέθοδοι προσδιορισμού της φασματικής σύστασης των ακτίνων Χ
Τα φασματόμετρα χωρίζονται σε δύο τύπους: κρυσταλλική περίθλαση και χωρίς κρυστάλλους.
Αποσύνθεση των ακτίνων Χ σε φάσμα με χρήση φυσικών κιγκλίδωμα- κρύσταλλο - ουσιαστικά παρόμοιο με τη λήψη ενός φάσματος συνηθισμένων ακτίνων φωτός χρησιμοποιώντας ένα τεχνητό πλέγμα περίθλασης με τη μορφή περιοδικών χτυπημάτων στο γυαλί. Η συνθήκη για το σχηματισμό ενός μέγιστου περίθλασης μπορεί να γραφτεί ως η συνθήκη "αντανάκλασης" από ένα σύστημα παράλληλων ατομικών επιπέδων που χωρίζονται με απόσταση d hkl .
Κατά τη διεξαγωγή μιας ποιοτικής ανάλυσης, μπορεί κανείς να κρίνει την παρουσία ενός στοιχείου σε ένα δείγμα από μια γραμμή - συνήθως την πιο έντονη γραμμή της φασματικής σειράς που είναι κατάλληλη για έναν δεδομένο κρύσταλλο αναλυτή. Η διακριτική ικανότητα των φασματόμετρων περίθλασης κρυστάλλων είναι επαρκής για να διαχωρίσει τις χαρακτηριστικές γραμμές ακόμη και των στοιχείων που γειτνιάζουν στη θέση τους στον περιοδικό πίνακα. Ωστόσο, είναι επίσης απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η επιβολή διαφορετικών γραμμών διαφορετικών στοιχείων, καθώς και η επιβολή αντανακλάσεων διαφορετικών τάξεων. Αυτή η περίσταση πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή αναλυτικών γραμμών. Ταυτόχρονα, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν οι δυνατότητες βελτίωσης της ανάλυσης της συσκευής.
συμπέρασμα
Έτσι, οι ακτίνες Χ είναι αόρατη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος 10 5 - 10 2 nm. Οι ακτίνες Χ μπορούν να διαπεράσουν ορισμένα υλικά που είναι αδιαφανή στο ορατό φως. Εκπέμπονται κατά την επιβράδυνση των γρήγορων ηλεκτρονίων στην ύλη (συνεχές φάσμα) και κατά τις μεταβάσεις ηλεκτρονίων από τα εξωτερικά ηλεκτρονιακά κελύφη του ατόμου στα εσωτερικά (γραμμικό φάσμα). Πηγές ακτινοβολίας ακτίνων Χ είναι: σωλήνας ακτίνων Χ, μερικά ραδιενεργά ισότοπα, επιταχυντές και συσσωρευτές ηλεκτρονίων (ακτινοβολία σύγχροτρον). Δέκτες - φιλμ, οθόνες φωταύγειας, ανιχνευτές πυρηνικής ακτινοβολίας. Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται σε ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ, ιατρική, ανίχνευση ελαττωμάτων, φασματική ανάλυση ακτίνων Χ κ.λπ.
Έχοντας σκεφτεί θετικές πλευρέςη ανακάλυψη του V. Roentgen, είναι απαραίτητο να σημειωθεί η επιβλαβής βιολογική του επίδραση. Αποδείχθηκε ότι οι ακτινογραφίες μπορεί να προκαλέσουν κάτι σαν σοβαρό ηλιακό έγκαυμα (ερύθημα), συνοδευόμενο, ωστόσο, από βαθύτερη και πιο μόνιμη βλάβη στο δέρμα. Τα εμφανιζόμενα έλκη συχνά μετατρέπονται σε καρκίνο. Σε πολλές περιπτώσεις χρειάστηκε να ακρωτηριαστούν τα δάχτυλα ή τα χέρια. Υπήρχαν και θάνατοι.
Έχει διαπιστωθεί ότι η βλάβη του δέρματος μπορεί να αποφευχθεί με τη μείωση του χρόνου έκθεσης και της δόσης, χρησιμοποιώντας θωράκιση (π.χ. μόλυβδο) και τηλεχειριστήρια. Σταδιακά όμως αποκαλύφθηκαν άλλες, πιο μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της έκθεσης σε ακτίνες Χ, οι οποίες στη συνέχεια επιβεβαιώθηκαν και μελετήθηκαν σε πειραματόζωα. Οι επιδράσεις που οφείλονται στις ακτίνες Χ και άλλες ιονίζουσες ακτινοβολίες (όπως οι ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από ραδιενεργά υλικά) περιλαμβάνουν:
) προσωρινές αλλαγές στη σύνθεση του αίματος μετά από σχετικά μικρή υπερβολική έκθεση.
) μη αναστρέψιμες αλλαγές στη σύνθεση του αίματος (αιμολυτική αναιμία) μετά από παρατεταμένη υπερβολική έκθεση.
) αύξηση της συχνότητας εμφάνισης καρκίνου (συμπεριλαμβανομένης της λευχαιμίας).
) ταχύτερη γήρανση και πρόωρο θάνατο;
) η εμφάνιση καταρράκτη.
Η βιολογική επίδραση των ακτίνων Χ στο ανθρώπινο σώμα καθορίζεται από το επίπεδο δόσης ακτινοβολίας, καθώς και από το ποιο συγκεκριμένο όργανο του σώματος εκτέθηκε σε ακτινοβολία.
Η συσσώρευση γνώσεων σχετικά με τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας ακτίνων Χ στο ανθρώπινο σώμα οδήγησε στην ανάπτυξη εθνικών και διεθνών προτύπων για τις επιτρεπόμενες δόσεις ακτινοβολίας, που δημοσιεύθηκαν σε διάφορα βιβλία αναφοράς.
Για την αποφυγή των βλαβερών επιπτώσεων των ακτίνων Χ, χρησιμοποιούνται μέθοδοι ελέγχου:
) διαθεσιμότητα επαρκούς εξοπλισμού,
) παρακολούθηση της συμμόρφωσης με τους κανονισμούς ασφαλείας,
) σωστή χρήσηεξοπλισμός.
Κατάλογος πηγών που χρησιμοποιήθηκαν
1) Blokhin M.A., Physics of X-rays, 2nd ed., M., 1957;
) Blokhin M.A., Methods of X-ray spectral studies, Μ., 1959;
) Ακτινογραφίες. Σάβ. εκδ. Μ.Α. Blokhin, μτφρ. με αυτόν. and English, Μ., 1960;
) Kharaja F., General course of X-ray engineering, 3rd ed., M. - L., 1966;
) Mirkin L.I., Handbook of X-ray diffraction analysis of polycrystals, Μ., 1961;
) Weinstein E.E., Kakhana M.M., Reference tables on X-ray spectroscopy, M., 1953.
) Ακτινογραφία και ηλεκτρονιοοπτική ανάλυση. Gorelik S.S., Skakov Yu.A., Rastorguev L.N.: Proc. Επίδομα για τα πανεπιστήμια. - 4η έκδ. Προσθήκη. Και εργάτης. - Μ.: «MISiS», 2002. - 360 σελ.
Εφαρμογές
Συνημμένο 1
Γενική άποψη σωλήνων ακτίνων Χ
Παράρτημα 2
Σχέδιο σωλήνα ακτίνων Χ για δομική ανάλυση
Σχέδιο ενός σωλήνα ακτίνων Χ για δομική ανάλυση: 1 - μεταλλικό γυαλί ανόδου (συνήθως γειωμένο). 2 - παράθυρα από βηρύλλιο για έξοδο ακτίνων Χ. 3 - θερμιονική κάθοδος. 4 - γυάλινη λάμπα, που απομονώνει το τμήμα ανόδου του σωλήνα από την κάθοδο. 5 - ακροδέκτες καθόδου, στους οποίους εφαρμόζεται η τάση του νήματος, καθώς και υψηλή (σε σχέση με την άνοδο) τάση. 6 - ηλεκτροστατικό σύστημα εστίασης ηλεκτρονίων. 7 - άνοδος (αντικαθόδιο); 8 - σωλήνες διακλάδωσης για είσοδο και έξοδο τρεχούμενου νερού ψύξης του γυαλιού ανόδου.
Παράρτημα 3
Διάγραμμα Moseley
Διάγραμμα Moseley για σειρές K, L και M χαρακτηριστικών ακτίνων Χ. Η τετμημένη σχεδιάζεται σειριακός αριθμόςστοιχείο Z, κατά μήκος του άξονα y - ( Μεείναι η ταχύτητα του φωτός).
Παράρτημα 4
Θάλαμος ιοντισμού.
Εικ.1. Τμήμα κυλινδρικού θαλάμου ιονισμού: 1 - κυλινδρικό σώμα του θαλάμου, το οποίο χρησιμεύει ως αρνητικό ηλεκτρόδιο. 2 - κυλινδρική ράβδος που χρησιμεύει ως θετικό ηλεκτρόδιο. 3 - μονωτές.
Ρύζι. 2. Σχέδιο ενεργοποίησης του θαλάμου ιονισμού ρεύματος: V - τάση στα ηλεκτρόδια του θαλάμου. Το G είναι ένα γαλβανόμετρο που μετρά το ρεύμα ιονισμού.
Ρύζι. 3. Χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης του θαλάμου ιονισμού.
Ρύζι. 4. Σχέδιο ενεργοποίησης του θαλάμου παλμικού ιονισμού: C - χωρητικότητα του ηλεκτροδίου συλλογής. Το R είναι αντίσταση.
Παράρτημα 5
Μετρητής σπινθηρισμών.
Σχέδιο ενός μετρητή σπινθηρισμού: κβάντα φωτός (φωτόνια) "βγάζουν άουτ" ηλεκτρόνια από τη φωτοκάθοδο. κινούμενος από δύνοδο σε δύνοδο, η χιονοστιβάδα ηλεκτρονίων πολλαπλασιάζεται.
Παράρτημα 6
Μετρητής Geiger-Muller.
Ρύζι. 1. Σχέδιο γυάλινου μετρητή Geiger-Muller: 1 - ερμητικά σφραγισμένος γυάλινος σωλήνας. 2 - κάθοδος (ένα λεπτό στρώμα χαλκού σε σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα). 3 - έξοδος της καθόδου. 4 - άνοδος (λεπτό τεντωμένο νήμα).
Ρύζι. 2. Σχέδιο ενεργοποίησης του μετρητή Geiger-Muller.
Ρύζι. 3. Το μετρητικό χαρακτηριστικό του μετρητή Geiger-Muller.
Παράρτημα 7
αναλογικός μετρητής.
Σχέδιο αναλογικού μετρητή: α - περιοχή μετατόπισης ηλεκτρονίων. β - περιοχή ενίσχυσης αερίου.
Παράρτημα 8
Ανιχνευτές ημιαγωγών
Ανιχνευτές ημιαγωγών; η ευαίσθητη περιοχή επισημαίνεται με εκκόλαψη. n - περιοχή ημιαγωγού με ηλεκτρονική αγωγιμότητα, p - με οπή, i - με εγγενή αγωγιμότητα. α - ανιχνευτής φραγμού επιφάνειας πυριτίου. β - επίπεδος ανιχνευτής γερμανίου-λιθίου μετατόπισης. γ - ομοαξονικός ανιχνευτής γερμανίου-λιθίου.