Υψηλή διεισδυτική ικανότητα - δυνατότητα διείσδυσης σε ορισμένα μέσα. Οι ακτίνες Χ διεισδύουν καλύτερα μέσω αέριων μέσων (ιστός πνεύμονα), αλλά ελάχιστα διεισδύουν μέσω ουσιών με υψηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων και μεγάλη ατομική μάζα (οστά στον άνθρωπο).
Φθορισμός - λάμψη. Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια των ακτίνων Χ μετατρέπεται σε ενέργεια ορατό φως. Επί του παρόντος, η αρχή του φθορισμού αποτελεί τη βάση της συσκευής των οθονών εντατικοποίησης που έχουν σχεδιαστεί για πρόσθετο φωτισμό φιλμ ακτίνων Χ. Αυτό σας επιτρέπει να μειώσετε το φορτίο ακτινοβολίας στο σώμα του υπό μελέτη ασθενούς.
Φωτοχημική - η ικανότητα πρόκλησης διαφόρων χημικών αντιδράσεων.
Ιοντιστική ικανότητα - υπό την επίδραση των ακτίνων Χ, συμβαίνει ιονισμός ατόμων (αποσύνθεση ουδέτερων μορίων σε θετικά και αρνητικά ιόνταπου αποτελούν ένα ζεύγος ιόντων.
Βιολογική - βλάβη στα κύτταρα. Για το μεγαλύτερο μέροςοφείλεται στον ιονισμό βιολογικά σημαντικές δομές(DNA, RNA, πρωτεϊνικά μόρια, αμινοξέα, νερό). Θετικές βιολογικές επιδράσεις - αντικαρκινικές, αντιφλεγμονώδεις.
Συσκευή σωλήνα δοκού
Οι ακτίνες Χ παράγονται σε σωλήνα ακτίνων Χ. Ένας σωλήνας ακτίνων Χ είναι ένα γυάλινο δοχείο με κενό μέσα. Υπάρχουν 2 ηλεκτρόδια - κάθοδος και άνοδος. Η κάθοδος είναι μια λεπτή σπείρα βολφραμίου. Η άνοδος στους παλιούς σωλήνες ήταν μια βαριά χάλκινη ράβδος, με μια λοξότμητη επιφάνεια προς την κάθοδο. Στην λοξότμητη επιφάνεια της ανόδου συγκολλήθηκε μια πλάκα από πυρίμαχο μέταλλο - ο καθρέφτης της ανόδου (η άνοδος είναι πολύ ζεστή κατά τη λειτουργία). Στο κέντρο του καθρέφτη είναι εστίαση του σωλήνα ακτίνων ΧΕδώ παράγονται οι ακτίνες Χ. Όσο μικρότερη είναι η τιμή εστίασης, τόσο πιο καθαρά είναι τα περιγράμματα του θέματος που φωτογραφίζεται. Η μικρή εστίαση θεωρείται 1x1 mm, και ακόμη λιγότερο.
Στα σύγχρονα μηχανήματα ακτίνων Χ, τα ηλεκτρόδια κατασκευάζονται από πυρίμαχα μέταλλα. Συνήθως, χρησιμοποιούνται σωλήνες με περιστρεφόμενη άνοδο. Κατά τη λειτουργία, η άνοδος περιστρέφεται από μια ειδική συσκευή και τα ηλεκτρόνια που πετούν από την κάθοδο πέφτουν στην οπτική εστίαση. Λόγω της περιστροφής της ανόδου, η θέση της οπτικής εστίασης αλλάζει συνεχώς, επομένως τέτοιοι σωλήνες είναι πιο ανθεκτικοί και δεν φθείρονται για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Πώς λαμβάνονται οι ακτινογραφίες; Αρχικά, το νήμα της καθόδου θερμαίνεται. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή με βήμα προς τα κάτω, η τάση στο σωλήνα μειώνεται από 220 σε 12-15 V. Το νήμα της καθόδου θερμαίνεται, τα ηλεκτρόνια σε αυτό αρχίζουν να κινούνται πιο γρήγορα, μερικά από τα ηλεκτρόνια υπερβαίνουν το νήμα και ένα νέφος ελεύθερων ηλεκτρονίων σχηματίζεται γύρω του. Μετά από αυτό, ενεργοποιείται ένα ρεύμα υψηλής τάσης, το οποίο λαμβάνεται χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή ανόδου. Στα διαγνωστικά ακτινογραφικά μηχανήματα χρησιμοποιείται ρεύμα υψηλής τάσης από 40 έως 125 KV (1KV=1000V). Όσο υψηλότερη είναι η τάση στο σωλήνα, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος. Όταν ενεργοποιείται μια υψηλή τάση, επιτυγχάνεται μεγάλη διαφορά δυναμικού στους πόλους του σωλήνα, τα ηλεκτρόνια «σπάνε» από την κάθοδο και ορμούν προς την άνοδο με υψηλή ταχύτητα (ο σωλήνας είναι ο απλούστερος επιταχυντής φορτισμένων σωματιδίων). Χάρη σε ειδικές συσκευές, τα ηλεκτρόνια δεν διασκορπίζονται στα πλάγια, αλλά πέφτουν σχεδόν σε ένα σημείο της ανόδου - την εστίαση (εστιακό σημείο) και επιβραδύνονται στο ηλεκτρικό πεδίο των ατόμων της ανόδου. Όταν τα ηλεκτρόνια επιβραδύνονται, προκύπτουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα, δηλ. ακτινογραφίες. Χάρη σε μια ειδική συσκευή (σε παλιούς σωλήνες - το λοξότμημα της ανόδου), οι ακτίνες Χ κατευθύνονται στον ασθενή με τη μορφή μιας αποκλίνουσας δέσμης ακτίνων, ενός "κώνου".
Απεικόνιση με ακτίνες Χ
Το φιλμ ακτίνων Χ είναι μια πολυεπίπεδη δομή, το κύριο στρώμα είναι μια σύνθεση πολυεστέρα πάχους έως 175 microns, επικαλυμμένη με ένα φωτογραφικό γαλάκτωμα (ιωδιούχο άργυρο και βρωμίδιο, ζελατίνη).
Ανάπτυξη φιλμ - αποκαθίσταται το ασήμι (εκεί που περνούσαν οι ακτίνες - μαύρισμα της περιοχής του φιλμ, όπου παρέμειναν - πιο ανοιχτόχρωμες περιοχές)
Fixer - ξεπλένει το βρωμιούχο άργυρο από περιοχές όπου οι ακτίνες πέρασαν και δεν καθυστερούσαν.
Η συσκευή ενός σύγχρονου ακτινολογικού δωματίου
1. Η ίδια η αίθουσα ακτίνων Χ, όπου βρίσκεται η συσκευή και εξετάζονται οι ασθενείς. Η επιφάνεια της αίθουσας ακτίνων Χ πρέπει να είναι τουλάχιστον 50 m2
2. Χώρος ελέγχου, όπου βρίσκεται ο πίνακας ελέγχου, με τη βοήθεια του οποίου ο βοηθός εργαστηρίου ακτίνων Χ ελέγχει όλη τη λειτουργία της συσκευής.
3. Φωτογραφικό εργαστήριο όπου οι κασέτες φορτώνονται με φιλμ, αναπτύσσονται και στερεώνονται εικόνες, πλένονται και στεγνώνουν. Μια σύγχρονη μέθοδος επεξεργασίας φωτογραφιών ιατρικών φιλμ ακτίνων Χ είναι η χρήση επεξεργαστών τύπου κυλίνδρου. Εκτός από την αναμφισβήτητη ευκολία στην εργασία, οι επεξεργαστές παρέχουν υψηλή σταθερότητα στη διαδικασία επεξεργασίας φωτογραφιών. Ο χρόνος ενός πλήρους κύκλου από τη στιγμή που το φιλμ εισέρχεται στη μηχανή επεξεργασίας έως τη λήψη ενός στεγνού σχεδίου ακτίνων Χ ("από ξηρό σε στεγνό") δεν υπερβαίνει τα πολλά λεπτά.
4. Ιατρείο, όπου ο ακτινολόγος αναλύει και περιγράφει τις ακτινογραφίες που έγιναν.
Μέθοδοι προστασίας ιατρικού προσωπικού και ασθενών από ακτινοβολία ακτίνων Χ
3 κύριες μέθοδοι προστασίας: προστασία με θωράκιση, απόσταση και χρόνος.
1 .Προστασία ασπίδας:
Οι ακτίνες Χ τοποθετούνται στη διαδρομή ειδικών συσκευών κατασκευασμένων από υλικά που απορροφούν καλά τις ακτίνες Χ. Μπορεί να είναι μόλυβδος, σκυρόδεμα, σκυρόδεμα βαρίτη κ.λπ. Οι τοίχοι, το δάπεδο, η οροφή στα δωμάτια ακτίνων Χ είναι προστατευμένα, κατασκευασμένα από υλικά που δεν μεταδίδουν ακτίνες σε γειτονικά δωμάτια. Οι πόρτες προστατεύονται με υλικό μολύβδου. Τα παράθυρα παρατήρησης μεταξύ της αίθουσας ακτίνων Χ και της αίθουσας ελέγχου είναι κατασκευασμένα από γυαλί με μόλυβδο. Ο ακτινολογικός σωλήνας τοποθετείται σε ειδικό προστατευτικό περίβλημα που δεν αφήνει τις ακτίνες Χ να περάσουν και οι ακτίνες κατευθύνονται στον ασθενή μέσω ειδικού «παραθύρου». Ένας σωλήνας είναι προσαρτημένος στο παράθυρο, ο οποίος περιορίζει το μέγεθος της δέσμης ακτίνων Χ. Επιπλέον, το διάφραγμα του μηχανήματος ακτίνων Χ εγκαθίσταται στην έξοδο των ακτίνων από το σωλήνα. Αποτελείται από 2 ζεύγη πλάκες κάθετες μεταξύ τους. Αυτά τα πιάτα μπορούν να μετακινηθούν και να απομακρυνθούν σαν κουρτίνες. Με αυτόν τον τρόπο, το πεδίο ακτινοβολίας μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί. Όσο μεγαλύτερο είναι το πεδίο ακτινοβολίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η βλάβη, επομένως άνοιγμαείναι σημαντικό μέρος της προστασίας, ειδικά στα παιδιά. Επιπλέον, ο ίδιος ο γιατρός ακτινοβολείται λιγότερο. Και η ποιότητα των εικόνων θα είναι καλύτερη. Ένα άλλο παράδειγμα προστασίας με θωράκιση είναι εκείνα τα μέρη του σώματος του θέματος που βρίσκονται μέσα αυτή τη στιγμήδεν υπόκειται σε φωτογράφηση, πρέπει να καλύπτεται με φύλλα μολύβδου. Υπάρχουν επίσης ποδιές, φούστες, γάντια από ειδικό προστατευτικό υλικό.
2 .Προστασία από το χρόνο:
Ο ασθενής πρέπει να ακτινοβολείται κατά τη διάρκεια της ακτινογραφίας για όσο το δυνατόν λιγότερο χρόνο (βιασύνη, αλλά όχι εις βάρος της διάγνωσης). Υπό αυτή την έννοια, οι εικόνες δίνουν χαμηλότερο φορτίο ακτινοβολίας από το transillumination, επειδή. Στις εικόνες χρησιμοποιούνται πολύ αργές ταχύτητες κλείστρου (χρόνος). Η προστασία του χρόνου είναι ο κύριος τρόπος προστασίας τόσο του ασθενούς όσο και του ίδιου του ακτινολόγο. Κατά την εξέταση ασθενών, ο γιατρός, ceteris paribus, προσπαθεί να επιλέξει μια ερευνητική μέθοδο που απαιτεί λιγότερο χρόνο, αλλά όχι εις βάρος της διάγνωσης. Με αυτή την έννοια, η ακτινοσκόπηση είναι πιο επιβλαβής, αλλά, δυστυχώς, είναι συχνά αδύνατο να γίνει χωρίς ακτινοσκόπηση. Έτσι στη μελέτη του οισοφάγου, του στομάχου, των εντέρων χρησιμοποιούνται και οι δύο μέθοδοι. Όταν επιλέγουμε μια μέθοδο έρευνας, καθοδηγούμαστε από τον κανόνα ότι τα οφέλη της έρευνας πρέπει να είναι μεγαλύτερα από το κακό. Μερικές φορές, λόγω του φόβου λήψης μιας επιπλέον φωτογραφίας, συμβαίνουν σφάλματα στη διάγνωση, η θεραπεία συνταγογραφείται εσφαλμένα, κάτι που μερικές φορές κοστίζει τη ζωή του ασθενούς. Είναι απαραίτητο να θυμάστε τους κινδύνους της ακτινοβολίας, αλλά μην τη φοβάστε, είναι χειρότερο για τον ασθενή.
3 .Απόσταση προστασίας:
Σύμφωνα με τον τετραγωνικό νόμο του φωτός, ο φωτισμός μιας δεδομένης επιφάνειας είναι αντιστρόφως ανάλογος με το τετράγωνο της απόστασης από την πηγή φωτός στη φωτισμένη επιφάνεια. Σε σχέση με την εξέταση με ακτίνες Χ, αυτό σημαίνει ότι η δόση ακτινοβολίας είναι αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης από την εστία του ακτινικού σωλήνα στον ασθενή (εστιακή απόσταση). Με αύξηση της εστιακής απόστασης κατά 2 φορές, η δόση ακτινοβολίας μειώνεται κατά 4 φορές, με αύξηση της εστιακής απόστασης κατά 3 φορές, η δόση ακτινοβολίας μειώνεται κατά 9 φορές.
Δεν επιτρέπεται εστιακή απόσταση μικρότερη από 35 cm για ακτινοσκόπηση. Η απόσταση από τους τοίχους μέχρι το μηχάνημα ακτίνων Χ πρέπει να είναι τουλάχιστον 2 m, διαφορετικά δημιουργούνται δευτερεύουσες ακτίνες που εμφανίζονται όταν η κύρια δέσμη ακτίνων προσκρούει στα γύρω αντικείμενα ( τοίχους, κλπ.). Για τον ίδιο λόγο δεν επιτρέπονται επιπλέον έπιπλα σε χώρους ακτινογραφίας. Μερικές φορές, όταν εξετάζουν βαριά άρρωστους ασθενείς, το προσωπικό των χειρουργικών και θεραπευτικών τμημάτων βοηθά τον ασθενή να σταθεί πίσω από την οθόνη για διαφωτισμό και να στέκεται δίπλα στον ασθενή κατά την εξέταση, υποστηρίζοντάς τον. Κατ' εξαίρεση, αυτό επιτρέπεται. Όμως ο ακτινολόγος πρέπει να φροντίσει ώστε οι νοσοκόμες και οι νοσοκόμες που βοηθούν τους άρρωστους να φορέσουν προστατευτική ποδιά και γάντια και, αν είναι δυνατόν, να μην στέκονται κοντά στον ασθενή (προστασία από απόσταση). Αν αρκετοί ασθενείς προσήλθαν στην ακτινογραφία, καλούνται στην αίθουσα διαδικασιών από 1 άτομο, δηλ. Θα πρέπει να υπάρχει μόνο 1 άτομο τη φορά στη μελέτη.
Φυσικές βάσεις ακτινογραφίας και φθορογραφίας. Τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματά τους. Πλεονεκτήματα του ψηφιακού έναντι του φιλμ.
Αρχές ακτινογραφίας
Για τη διαγνωστική ακτινογραφία, συνιστάται η λήψη φωτογραφιών σε τουλάχιστον δύο προβολές. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ακτινογραφία είναι μια επίπεδη εικόνα ενός τρισδιάστατου αντικειμένου. Και ως αποτέλεσμα, ο εντοπισμός της ανιχνευόμενης παθολογικής εστίας μπορεί να καθοριστεί μόνο με τη βοήθεια 2 προβολών.
Τεχνική απεικόνισης
Η ποιότητα της εικόνας ακτίνων Χ που προκύπτει καθορίζεται από 3 κύριες παραμέτρους. Η τάση που εφαρμόζεται στο σωλήνα ακτίνων Χ, η ισχύς του ρεύματος και ο χρόνος λειτουργίας του σωλήνα. Ανάλογα με τους ανατομικούς σχηματισμούς που μελετήθηκαν και τα δεδομένα βάρους και μεγέθους του ασθενούς, αυτές οι παράμετροι μπορεί να διαφέρουν σημαντικά. Υπάρχουν μέσες τιμές για διαφορετικά όργανα και ιστούς, αλλά θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι πραγματικές τιμές θα διαφέρουν ανάλογα με τη συσκευή όπου γίνεται η εξέταση και τον ασθενή που υποβάλλεται σε ακτινογραφία. Για κάθε συσκευή, α ατομικό τραπέζιαξίες. Αυτές οι τιμές δεν είναι απόλυτες και προσαρμόζονται καθώς προχωρά η μελέτη. Η ποιότητα των εικόνων που εκτελούνται εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ικανότητα του ακτινογράφου να προσαρμόζει επαρκώς τον πίνακα των μέσων τιμών σε έναν συγκεκριμένο ασθενή.
Εγγραφή εικόνας
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να καταγράψετε μια εικόνα ακτίνων Χ είναι να τη στερεώσετε σε ένα φιλμ ευαίσθητο στις ακτίνες Χ και στη συνέχεια να την αναπτύξετε. Επί του παρόντος, υπάρχουν επίσης συστήματα που παρέχουν ψηφιακή καταγραφή δεδομένων. Λόγω του υψηλού κόστους και της πολυπλοκότητας της κατασκευής αυτό το είδοςο εξοπλισμός ως προς τον επιπολασμό είναι κάπως κατώτερος από τον αναλογικό.
Το φιλμ ακτίνων Χ τοποθετείται σε ειδικές συσκευές - κασέτες (λένε - η κασέτα είναι φορτωμένη). Η κασέτα προστατεύει το φιλμ από το ορατό φως. το τελευταίο, όπως και οι ακτίνες Χ, έχει την ικανότητα να μειώνει το μεταλλικό άργυρο από το AgBr. Οι κασέτες είναι κατασκευασμένες από υλικό που δεν μεταδίδει φως, αλλά μεταδίδει ακτίνες Χ. Μέσα οι κασέτες είναι εντατικοποίηση οθονών,η ταινία τοποθετείται ανάμεσά τους. κατά τη λήψη μιας φωτογραφίας, όχι μόνο οι ίδιες οι ακτίνες Χ πέφτουν στο φιλμ, αλλά και το φως από τις οθόνες (οι οθόνες καλύπτονται με φθορίζον άλας, έτσι λάμπουν και ενισχύουν τη δράση των ακτίνων Χ). Αυτό σας επιτρέπει να μειώσετε το φορτίο ακτινοβολίας στον ασθενή κατά 10 φορές.
Κατά τη λήψη μιας φωτογραφίας, οι ακτίνες Χ κατευθύνονται στο κέντρο του αντικειμένου που φωτογραφίζεται (κέντρο). Μετά τη λήψη σε φωτογραφικό εργαστήριο, η ταινία αναπτύσσεται σε ειδικά χημικά και σταθεροποιείται (σταθεροποιείται). Το γεγονός είναι ότι σε εκείνα τα μέρη της ταινίας που δεν χτυπήθηκαν από ακτίνες Χ κατά τη διάρκεια των γυρισμάτων ή ήταν λίγα από αυτά, το ασήμι δεν αποκαταστάθηκε και εάν η ταινία δεν τοποθετηθεί σε διάλυμα στερέωσης (fixer), τότε όταν εξετάζοντας το φιλμ, το ασήμι αποκαθίσταται υπό την επίδραση του ορατού φωτός.Sveta. Ολόκληρη η ταινία θα γίνει μαύρη και δεν θα είναι ορατή καμία εικόνα. Κατά τη στερέωση (στερέωση), το μη μειωμένο AgBr από το φιλμ εισέρχεται στο διάλυμα στερέωσης, επομένως υπάρχει πολύ ασήμι στο στερέωσης και αυτά τα διαλύματα δεν χύνονται, αλλά παραδίδονται στα κέντρα ακτίνων Χ.
με σύγχρονο τρόποΗ επεξεργασία φωτογραφιών ιατρικών φιλμ ακτίνων Χ είναι η χρήση επεξεργαστών τύπου κυλίνδρου. Εκτός από την αναμφισβήτητη ευκολία στην εργασία, οι επεξεργαστές παρέχουν υψηλή σταθερότητα στη διαδικασία επεξεργασίας φωτογραφιών. Ο χρόνος ενός πλήρους κύκλου από τη στιγμή που το φιλμ εισέρχεται στη μηχανή επεξεργασίας έως τη λήψη ενός στεγνού σχεδίου ακτίνων Χ ("από ξηρό σε στεγνό") δεν υπερβαίνει τα πολλά λεπτά.
Οι ακτίνες Χ είναι μια εικόνα φτιαγμένη σε ασπρόμαυρο - αρνητικό. Μαύρο - περιοχές με χαμηλή πυκνότητα (πνεύμονες, φυσαλίδα αερίου του στομάχου. Λευκό - με υψηλή πυκνότητα (κόκαλα).
Φθοριογραφία- Η ουσία του FOG είναι ότι με αυτό, μια εικόνα του θώρακα λαμβάνεται πρώτα σε μια φθορίζουσα οθόνη και, στη συνέχεια, λαμβάνεται μια φωτογραφία όχι του ίδιου του ασθενούς, αλλά της εικόνας του στην οθόνη.
Η ακτινογραφία δίνει μια μειωμένη εικόνα του αντικειμένου. Υπάρχουν τεχνικές μικρού πλαισίου (π.χ. 24×24 mm ή 35×35 mm) και μεγάλου πλαισίου (π.χ. 70×70 mm ή 100×100 mm). Τελευταία από διαγνωστικές δυνατότητεςπλησιάζει η ακτινογραφία. Το FOG χρησιμοποιείται για προληπτική εξέταση του πληθυσμού(εντοπίζονται κρυφές ασθένειες όπως ο καρκίνος και η φυματίωση).
Έχουν αναπτυχθεί τόσο σταθερές όσο και κινητές φθορογραφικές συσκευές.
Επί του παρόντος, η φθορογραφία φιλμ αντικαθίσταται σταδιακά από την ψηφιακή. Οι ψηφιακές μέθοδοι καθιστούν δυνατή την απλοποίηση της εργασίας με μια εικόνα (μια εικόνα μπορεί να εμφανιστεί σε οθόνη, να εκτυπωθεί, να μεταδοθεί μέσω δικτύου, να αποθηκευτεί σε μια ιατρική βάση δεδομένων κ.λπ.), να μειώσει την έκθεση σε ακτινοβολία για τον ασθενή και να μειώσει το κόστος πρόσθετα υλικά (ταινία, προγραμματιστής για ταινίες).
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι ψηφιακής φθορογραφίας. Η πρώτη τεχνική, όπως η συμβατική φθορογραφία, χρησιμοποιεί τη φωτογράφηση μιας εικόνας σε μια φθορίζουσα οθόνη, χρησιμοποιείται μόνο μια μήτρα CCD αντί για μια ταινία ακτίνων Χ. Η δεύτερη τεχνική χρησιμοποιεί εγκάρσια σάρωση του θώρακα στρώμα προς στρώμα με δέσμη ακτίνων Χ σε σχήμα ανεμιστήρα με ανίχνευση της μεταδιδόμενης ακτινοβολίας από έναν γραμμικό ανιχνευτή (παρόμοιο με έναν συμβατικό σαρωτή εγγράφων, όπου ο γραμμικός ανιχνευτής κινείται κατά μήκος ενός φύλλου από χαρτί). Η δεύτερη μέθοδος επιτρέπει τη χρήση πολύ χαμηλότερων δόσεων ακτινοβολίας. Κάποια μειονεκτήματα της δεύτερης μεθόδου - περισσότερο χρόνολήψη μιας εικόνας.
Συγκριτικά χαρακτηριστικά του φορτίου δόσης σε διάφορες μελέτες.
Ένα συμβατικό ακτινογράφημα θώρακος με φιλμ παρέχει στον ασθενή μέση ατομική δόση ακτινοβολίας 0,5 millisievert (mSv) ανά διαδικασία (ψηφιακό φθοριογράφημα - 0,05 mSv), ενώ μια ακτινογραφία φιλμ - 0,3 mSv ανά διαδικασία (ψηφιακή ακτινογραφία - 0,03 mSv), Η αξονική τομογραφίαθωρακικά όργανα - 11 mSv ανά διαδικασία. Η μαγνητική τομογραφία δεν μεταφέρει έκθεση σε ακτινοβολία
Οφέλη της ακτινογραφίας
Ευρεία διαθεσιμότητα της μεθόδου και ευκολία έρευνας.
Οι περισσότερες μελέτες δεν απαιτούν ειδική προετοιμασία του ασθενούς.
Σχετικά χαμηλό κόστος έρευνας.
Οι εικόνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαβούλευση με άλλο ειδικό ή σε άλλο ίδρυμα (σε αντίθεση με τις εικόνες υπερήχων, όπου είναι απαραίτητη μια δεύτερη εξέταση, καθώς οι εικόνες που λαμβάνονται εξαρτώνται από τον χειριστή).
Στατική εικόνα - η πολυπλοκότητα της αξιολόγησης της λειτουργίας του σώματος.
Η παρουσία ιονίζουσας ακτινοβολίας που μπορεί να έχει επιβλαβή επίδραση στον ασθενή.
Η πληροφόρηση της κλασσικής ακτινογραφίας είναι πολύ χαμηλότερη από τέτοιες σύγχρονες μεθόδους ιατρικής απεικόνισης όπως η αξονική τομογραφία, η μαγνητική τομογραφία κ.λπ. πολυεπίπεδη σειρά εικόνων που λαμβάνονται με σύγχρονες τομογραφικές μεθόδους.
Χωρίς τη χρήση σκιαγραφικών παραγόντων, η ακτινογραφία δεν είναι αρκετά ενημερωτική για την ανάλυση αλλαγών στους μαλακούς ιστούς που διαφέρουν ελάχιστα σε πυκνότητα (για παράδειγμα, κατά τη μελέτη των κοιλιακών οργάνων).
Φυσικές βάσεις ακτινοσκόπησης. Μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα της μεθόδου
ΣΤΟ σύγχρονες συνθήκεςη χρήση μιας φθορίζουσας οθόνης δεν δικαιολογείται λόγω της χαμηλής φωτεινότητάς της, η οποία καθιστά απαραίτητη τη διεξαγωγή έρευνας σε ένα καλά σκοτεινό δωμάτιο και μετά από μακρά προσαρμογή του ερευνητή στο σκοτάδι (10-15 λεπτά) για να διακρίνει μια χαμηλή εικόνα έντασης.
Τώρα χρησιμοποιούνται φθορίζουσες οθόνες στο σχεδιασμό του ενισχυτή εικόνας ακτίνων Χ, ο οποίος αυξάνει τη φωτεινότητα (λάμψη) της κύριας εικόνας κατά περίπου 5.000 φορές. Με τη βοήθεια ενός ηλεκτρονιακού-οπτικού μετατροπέα, η εικόνα εμφανίζεται στην οθόνη της οθόνης, η οποία βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα των διαγνωστικών, δεν απαιτεί σκοτάδι του δωματίου ακτίνων Χ.
Πλεονεκτήματα της ακτινοσκόπησης
Το κύριο πλεονέκτημα έναντι της ακτινογραφίας είναι το γεγονός της μελέτης σε πραγματικό χρόνο. Αυτό σας επιτρέπει να αξιολογήσετε όχι μόνο τη δομή του οργάνου, αλλά και τη μετατόπισή του, τη συσταλτικότητα ή την εκτασιμότητα του, τη διέλευση ενός παράγοντα αντίθεσης και την πληρότητα του. Η μέθοδος σας επιτρέπει επίσης να αξιολογήσετε γρήγορα τον εντοπισμό ορισμένων αλλαγών, λόγω της περιστροφής του αντικειμένου μελέτης κατά τη διάρκεια της διαφώτισης (μελέτη πολλαπλής προβολής).
Η ακτινοσκόπηση σάς επιτρέπει να ελέγχετε την εφαρμογή ορισμένων διαδικασιών με όργανα - τοποθέτηση καθετήρα, αγγειοπλαστική (βλ. αγγειογραφία), συριγγογραφία.
Οι εικόνες που προκύπτουν μπορούν να τοποθετηθούν σε κανονικό CD ή αποθήκευση δικτύου.
Με την έλευση των ψηφιακών τεχνολογιών, 3 κύρια μειονεκτήματα που είναι εγγενή στην παραδοσιακή ακτινοσκόπηση έχουν εξαφανιστεί:
Σχετικά υψηλή δόση ακτινοβολίας σε σύγκριση με την ακτινογραφία - οι σύγχρονες συσκευές χαμηλής δόσης έχουν αφήσει αυτό το μειονέκτημα στο παρελθόν. Η χρήση των λειτουργιών παλμικής σάρωσης μειώνει περαιτέρω το φορτίο δόσης έως και 90%.
Χαμηλή χωρική ανάλυση - στις σύγχρονες ψηφιακές συσκευές, η ανάλυση στη λειτουργία απεικόνισης είναι μόνο ελαφρώς κατώτερη από την ανάλυση στη λειτουργία ακτινογραφίας. Σε αυτή την περίπτωση, η ικανότητα παρατήρησης της λειτουργικής κατάστασης μεμονωμένων οργάνων (καρδιά, πνεύμονες, στομάχι, έντερα) «σε δυναμική» έχει καθοριστική σημασία.
Η αδυναμία τεκμηρίωσης της έρευνας - οι τεχνολογίες ψηφιακής απεικόνισης καθιστούν δυνατή την αποθήκευση ερευνητικού υλικού, τόσο καρέ-καρέ όσο και ως ακολουθία βίντεο.
Η ακτινοσκόπηση γίνεται κυρίως στην ακτινοδιάγνωση ασθενειών. εσωτερικά όργαναπου βρίσκεται στην κοιλιακή και θωρακική κοιλότητα, σύμφωνα με το σχέδιο που καταρτίζει ο ακτινολόγος πριν από την έναρξη της μελέτης. Μερικές φορές, η λεγόμενη ακτινοσκόπηση έρευνας χρησιμοποιείται για την αναγνώριση τραυματικών βλαβών των οστών, για την αποσαφήνιση της περιοχής που πρόκειται να ακτινογραφηθεί.
Φθοριοσκοπική εξέταση με αντίθεση
Η τεχνητή αντίθεση διευρύνει σημαντικά τις δυνατότητες ακτινοσκοπικής εξέτασης οργάνων και συστημάτων όπου οι πυκνότητες των ιστών είναι περίπου οι ίδιες (για παράδειγμα, κοιλιά, τα όργανα του οποίου μεταδίδουν ακτίνες Χ για περίπου τον ίδιο βαθμόκαι επομένως χαμηλή αντίθεση). Αυτό επιτυγχάνεται με την εισαγωγή στον αυλό του στομάχου ή των εντέρων ενός υδατικού εναιωρήματος θειικού βαρίου, το οποίο δεν διαλύεται στους πεπτικούς χυμούς, δεν απορροφάται από το στομάχι ή τα έντερα και απεκκρίνεται φυσικά σε εντελώς αμετάβλητη μορφή. Το κύριο πλεονέκτημα του εναιωρήματος βαρίου είναι ότι, περνώντας από τον οισοφάγο, το στομάχι και τα έντερα, επικαλύπτει τα εσωτερικά τους τοιχώματα και δίνει μια πλήρη εικόνα της φύσης των ανυψώσεων, των βαθουλωμάτων και άλλων χαρακτηριστικών της βλεννογόνου μεμβράνης στην οθόνη ή το φιλμ. Η μελέτη της εσωτερικής ανακούφισης του οισοφάγου, του στομάχου και των εντέρων συμβάλλει στην αναγνώριση μιας σειράς ασθενειών αυτών των οργάνων. Με πιο σφιχτό γέμισμα, είναι δυνατό να προσδιοριστεί το σχήμα, το μέγεθος, η θέση και η λειτουργία του οργάνου που μελετάται.
Μαστογραφία - τα βασικά της μεθόδου, ενδείξεις. Πλεονεκτήματα της ψηφιακής μαστογραφίας έναντι του φιλμ.
Μαστογραφία- κεφάλαιο ιατρική διαγνωστική, που ασχολείται με μη επεμβατική έρευναμαστικός αδένας, κυρίως γυναικείος, που πραγματοποιείται με σκοπό:
1. Προφυλακτική εξέταση (screening) υγιών γυναικών για την ανίχνευση πρώιμων, μη ψηλαφητών μορφών καρκίνου του μαστού.
2. Διαφορική διάγνωση μεταξύ καρκίνου και καλοήθους δυσορμονικής υπερπλασίας (FAM) του μαστού.
3. Εκτίμηση της ανάπτυξης του πρωτοπαθούς όγκου (μεμονωμένος κόμβος ή πολυκεντρικές καρκινικές εστίες).
4.Δυναμική παρακολούθηση της κατάστασης των μαστικών αδένων μετά την επέμβαση.
Οι ακόλουθες μέθοδοι ακτινοδιαγνωστικής του καρκίνου του μαστού έχουν εισαχθεί στην ιατρική πρακτική: μαστογραφία, υπερηχογράφημα, αξονική τομογραφία, μαγνητική τομογραφία, έγχρωμο και power Doppler, στερεοταξική βιοψία καθοδηγούμενη από μαστογραφία και θερμογραφία.
Ακτινογραφία μαστογραφίας
Επί του παρόντος, στον κόσμο, στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων, η μαστογραφία προβολής ακτίνων Χ, φιλμ (αναλογική) ή ψηφιακή, χρησιμοποιείται για τη διάγνωση του γυναικείου καρκίνου του μαστού (BC).
Η διαδικασία δεν διαρκεί περισσότερο από 10 λεπτά. Για τη βολή, το στήθος πρέπει να στερεωθεί ανάμεσα σε δύο σανίδες και να συμπιεστεί ελαφρά. Η εικόνα λαμβάνεται σε δύο προβολές, ώστε να μπορείτε να προσδιορίσετε με ακρίβεια τη θέση του νεοπλάσματος, εάν εντοπιστεί. Επειδή η συμμετρία είναι ένας από τους διαγνωστικούς παράγοντες, θα πρέπει πάντα να εξετάζονται και οι δύο μαστοί.
MRI μαστογραφία
Παράπονα για ανάσυρση ή διόγκωση οποιουδήποτε τμήματος του αδένα
Απόρριψη από τη θηλή, αλλάζοντας το σχήμα της
Πόνος του μαστικού αδένα, πρήξιμο του, αλλαγή μεγέθους
Ως προληπτική μέθοδος προσυμπτωματικού ελέγχου, η μαστογραφία συνταγογραφείται για όλες τις γυναίκες ηλικίας 40 ετών και άνω, ή τις γυναίκες που διατρέχουν κίνδυνο.
Καλοήθεις όγκοι μαστού (ιδιαίτερα ινοαδένωμα)
Φλεγμονώδεις διεργασίες(μαστίτιδα)
Μαστοπάθεια
Όγκοι των γεννητικών οργάνων
Παθήσεις των ενδοκρινών αδένων (θυρεοειδής, πάγκρεας)
Αγονία
Ευσαρκία
Ιστορικό χειρουργικής επέμβασης μαστού
Πλεονεκτήματα της ψηφιακής μαστογραφίας έναντι του φιλμ:
Μείωση των φορτίων δόσης κατά τη διάρκεια μελετών ακτίνων Χ.
Βελτίωση της αποτελεσματικότητας της έρευνας, επιτρέποντας τον εντοπισμό προηγουμένως απρόσιτων παθολογικών διεργασιών (δυνατότητα επεξεργασίας εικόνας ψηφιακών υπολογιστών).
Δυνατότητες χρήσης τηλεπικοινωνιακών δικτύων για μετάδοση εικόνων με σκοπό την εξ αποστάσεως επικοινωνία.
Επίτευξη οικονομικού αποτελέσματος κατά τη μαζική έρευνα.
Στη μελέτη και πρακτική χρήσηΟι ακτίνες Χ παίζουν έναν από τους σημαντικότερους ρόλους στα ατομικά φαινόμενα. Χάρη στην έρευνά τους έγιναν πολλές ανακαλύψεις και αναπτύχθηκαν μέθοδοι ανάλυσης ουσιών, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς. Εδώ θα εξετάσουμε έναν από τους τύπους ακτίνων Χ - χαρακτηριστικές ακτίνες Χ.
Φύση και ιδιότητες των ακτίνων Χ
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ είναι μια αλλαγή υψηλής συχνότητας στην κατάσταση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που διαδίδεται στο διάστημα με ταχύτητα περίπου 300.000 km / s, δηλαδή ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Στην κλίμακα του εύρους της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, οι ακτίνες Χ βρίσκονται στην περιοχή μήκους κύματος από περίπου 10 -8 έως 5∙10 -12 μέτρα, που είναι αρκετές τάξεις μεγέθους μικρότερη από τα οπτικά κύματα. Αυτό αντιστοιχεί σε συχνότητες από 3∙10 16 έως 6∙10 19 Hz και ενέργειες από 10 eV έως 250 keV, ή 1,6∙10 -18 έως 4∙10 -14 J. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα όρια των περιοχών συχνοτήτων Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι μάλλον συμβατική λόγω της επικάλυψης τους.
Είναι η αλληλεπίδραση επιταχυνόμενων φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας) με ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία και με άτομα ύλης.
Τα φωτόνια ακτίνων Χ χαρακτηρίζονται από υψηλές ενέργειες και υψηλή διεισδυτική και ιονίζουσα ισχύ, ειδικά για σκληρές ακτίνες Χ με μήκη κύματος μικρότερο από 1 νανόμετρο (10 -9 m).
Οι ακτίνες Χ αλληλεπιδρούν με την ύλη, ιονίζοντας τα άτομα της, στις διαδικασίες του φωτοηλεκτρικού φαινομένου (φωτοαπορρόφηση) και της ασυνάρτητης σκέδασης (Compton). Στη φωτοαπορρόφηση, ένα φωτόνιο ακτίνων Χ, που απορροφάται από ένα ηλεκτρόνιο ενός ατόμου, μεταφέρει ενέργεια σε αυτό. Εάν η τιμή του υπερβαίνει την ενέργεια δέσμευσης ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο, τότε φεύγει από το άτομο. Η σκέδαση Compton είναι χαρακτηριστική των σκληρότερων (ενεργητικών) φωτονίων ακτίνων Χ. Μέρος της ενέργειας του απορροφούμενου φωτονίου δαπανάται στον ιονισμό. σε αυτή την περίπτωση, σε μια ορισμένη γωνία προς την κατεύθυνση του πρωτεύοντος φωτονίου, εκπέμπεται ένα δευτερεύον, με μικρότερη συχνότητα.
Τύποι ακτινοβολίας ακτίνων Χ. Bremsstrahlung
Για τη λήψη ακτίνων, χρησιμοποιούνται γυάλινες φιάλες κενού με ηλεκτρόδια που βρίσκονται μέσα. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των ηλεκτροδίων πρέπει να είναι πολύ υψηλή - έως και εκατοντάδες kilovolt. Σε μια κάθοδο βολφραμίου που θερμαίνεται από ρεύμα, εμφανίζεται θερμιονική εκπομπή, δηλαδή εκπέμπονται ηλεκτρόνια από αυτήν, τα οποία, επιταχυνόμενα από τη διαφορά δυναμικού, βομβαρδίζουν την άνοδο. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους με τα άτομα της ανόδου (μερικές φορές ονομάζεται αντικάθοδος), γεννιούνται φωτόνια ακτίνων Χ.
Ανάλογα με τη διαδικασία που οδηγεί στη γέννηση ενός φωτονίου, υπάρχουν τέτοιοι τύποι ακτινοβολίας ακτίνων Χ όπως η bremsstrahlung και χαρακτηριστική.
Τα ηλεκτρόνια μπορούν, συναντώντας την άνοδο, να επιβραδύνουν, δηλαδή να χάσουν ενέργεια στα ηλεκτρικά πεδία των ατόμων της. Αυτή η ενέργεια εκπέμπεται με τη μορφή φωτονίων ακτίνων Χ. Μια τέτοια ακτινοβολία ονομάζεται bremsstrahlung.
Είναι σαφές ότι οι συνθήκες πέδησης θα διαφέρουν για μεμονωμένα ηλεκτρόνια. Αυτό σημαίνει ότι διαφορετικές ποσότητες της κινητικής τους ενέργειας μετατρέπονται σε ακτίνες Χ. Ως αποτέλεσμα, το bremsstrahlung περιλαμβάνει φωτόνια διαφορετικών συχνοτήτων και, κατά συνέπεια, μηκών κύματος. Επομένως, το φάσμα του είναι συνεχές (συνεχές). Μερικές φορές για το λόγο αυτό ονομάζεται και «λευκή» ακτινογραφία.
Η ενέργεια του φωτονίου bremsstrahlung δεν μπορεί να υπερβαίνει την κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου που το δημιουργεί, έτσι ώστε η μέγιστη συχνότητα (και το μικρότερο μήκος κύματος) του bremsstrahlung να αντιστοιχεί στη μεγαλύτερη τιμή της κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων που προσπίπτουν στην άνοδο. Το τελευταίο εξαρτάται από τη διαφορά δυναμικού που εφαρμόζεται στα ηλεκτρόδια.
Υπάρχει ένας άλλος τύπος ακτινογραφίας που προέρχεται από διαφορετική διαδικασία. Αυτή η ακτινοβολία ονομάζεται χαρακτηριστική και θα σταθούμε σε αυτήν με περισσότερες λεπτομέρειες.
Πώς παράγονται οι χαρακτηριστικές ακτίνες Χ
Έχοντας φτάσει στην αντικάθοδο, ένα γρήγορο ηλεκτρόνιο μπορεί να διεισδύσει στο εσωτερικό του ατόμου και να εξουδετερώσει οποιοδήποτε ηλεκτρόνιο από ένα από τα κατώτερα τροχιακά, δηλαδή να του μεταφέρει ενέργεια επαρκή για να ξεπεράσει το φράγμα δυναμικού. Ωστόσο, εάν υπάρχουν υψηλότερα επίπεδα ενέργειας που καταλαμβάνονται από ηλεκτρόνια στο άτομο, η κενή θέση δεν θα παραμείνει άδεια.
Πρέπει να θυμόμαστε ότι η ηλεκτρονική δομή του ατόμου, όπως κάθε ενεργειακό σύστημα, επιδιώκει να ελαχιστοποιήσει την ενέργεια. Η κενή θέση που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα του νοκ-άουτ γεμίζει με ένα ηλεκτρόνιο από ένα από τα υψηλότερα επίπεδα. Η ενέργειά του είναι υψηλότερη και, καταλαμβάνοντας ένα χαμηλότερο επίπεδο, ακτινοβολεί ένα πλεόνασμα με τη μορφή ενός κβάντου χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ.
Η ηλεκτρονική δομή ενός ατόμου είναι ένα διακριτό σύνολο δυνατών ενεργειακές καταστάσειςηλεκτρόνια. Επομένως, τα φωτόνια ακτίνων Χ που εκπέμπονται κατά την αντικατάσταση των κενών ηλεκτρονίων μπορούν επίσης να έχουν μόνο αυστηρά καθορισμένες τιμές ενέργειας, αντανακλώντας τη διαφορά στάθμης. Ως αποτέλεσμα, η χαρακτηριστική ακτινοβολία ακτίνων Χ έχει φάσμα όχι συνεχούς, αλλά γραμμικού τύπου. Ένα τέτοιο φάσμα καθιστά δυνατό τον χαρακτηρισμό της ουσίας της ανόδου - εξ ου και το όνομα αυτών των ακτίνων. Ακριβώς λόγω των φασματικών διαφορών είναι ξεκάθαρο τι σημαίνει bremsstrahlung και χαρακτηριστικές ακτίνες Χ.
Μερικές φορές η πλεονάζουσα ενέργεια δεν εκπέμπεται από το άτομο, αλλά ξοδεύεται για να χτυπήσει το τρίτο ηλεκτρόνιο. Αυτή η διαδικασία - το λεγόμενο φαινόμενο Auger - είναι πιο πιθανό να συμβεί όταν η ενέργεια δέσμευσης ηλεκτρονίων δεν υπερβαίνει το 1 keV. Η ενέργεια του απελευθερωμένου ηλεκτρονίου Auger εξαρτάται από τη δομή των ενεργειακών επιπέδων του ατόμου, επομένως τα φάσματα τέτοιων ηλεκτρονίων είναι επίσης διακριτά.
Γενική άποψη του χαρακτηριστικού φάσματος
Στενές χαρακτηριστικές γραμμές υπάρχουν στο φασματικό μοτίβο ακτίνων Χ μαζί με ένα συνεχές φάσμα bremsstrahlung. Αν αναπαραστήσουμε το φάσμα ως διάγραμμα έντασης σε σχέση με το μήκος κύματος (συχνότητα), θα δούμε απότομες κορυφές στις θέσεις των γραμμών. Η θέση τους εξαρτάται από το υλικό της ανόδου. Αυτά τα μέγιστα υπάρχουν σε οποιαδήποτε διαφορά δυναμικού - αν υπάρχουν ακτίνες Χ, υπάρχουν πάντα και κορυφές. Με την αύξηση της τάσης στα ηλεκτρόδια του σωλήνα, η ένταση τόσο της συνεχούς όσο και της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ αυξάνεται, αλλά η θέση των κορυφών και η αναλογία των εντάσεων τους δεν αλλάζει.
Οι κορυφές στα φάσματα ακτίνων Χ έχουν το ίδιο σχήμα ανεξάρτητα από το υλικό της αντι-καθόδου που ακτινοβολείται από ηλεκτρόνια, αλλά για διάφορα υλικάβρίσκονται σε διαφορετικές συχνότητες, ενώνονται σε σειρά ανάλογα με την εγγύτητα των τιμών συχνότητας. Μεταξύ των ίδιων των σειρών, η διαφορά στις συχνότητες είναι πολύ πιο σημαντική. Η μορφή των μέγιστων δεν εξαρτάται σε καμία περίπτωση από το αν το υλικό της ανόδου αντιπροσωπεύει ένα καθαρό χημικό στοιχείο ή αν είναι σύνθετη ουσία. Στην τελευταία περίπτωση, τα χαρακτηριστικά φάσματα ακτίνων Χ των συστατικών στοιχείων του απλώς υπερτίθενται το ένα πάνω στο άλλο.
Με αύξηση σειριακός αριθμόςενός χημικού στοιχείου, όλες οι γραμμές του φάσματος ακτίνων Χ του μετατοπίζονται προς την αύξηση της συχνότητας. Το φάσμα διατηρεί τη μορφή του.
Ο νόμος του Moseley
Το φαινόμενο της φασματικής μετατόπισης χαρακτηριστικών γραμμών ανακαλύφθηκε πειραματικά από τον Άγγλο φυσικό Henry Moseley το 1913. Αυτό του επέτρεψε να συσχετίσει τις συχνότητες των μεγίστων του φάσματος με τους τακτικούς αριθμούς των χημικών στοιχείων. Έτσι, το μήκος κύματος της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ, όπως αποδείχθηκε, μπορεί σαφώς να συσχετιστεί με ένα συγκεκριμένο στοιχείο. ΣΤΟ γενική εικόναΟ νόμος του Moseley μπορεί να γραφτεί ως εξής: √f = (Z - S n)/n√R, όπου f είναι η συχνότητα, Z είναι ο ατομικός αριθμός του στοιχείου, S n είναι η σταθερά διαλογής, n είναι ο κύριος κβαντικός αριθμός και R είναι η σταθερά Rydberg. Αυτή η σχέση είναι γραμμική και εμφανίζεται στο διάγραμμα Moseley ως μια σειρά από ευθείες γραμμές για κάθε τιμή του n.
Οι τιμές του n αντιστοιχούν σε μεμονωμένες σειρές χαρακτηριστικών κορυφών ακτίνων Χ. Ο νόμος του Moseley επιτρέπει σε κάποιον να προσδιορίσει τον σειριακό αριθμό ενός χημικού στοιχείου που ακτινοβολείται από σκληρά ηλεκτρόνια από τα μετρούμενα μήκη κύματος (συσχετίζονται μοναδικά με τις συχνότητες) των μεγίστων του φάσματος ακτίνων Χ.
Η δομή των κελυφών ηλεκτρονίων των χημικών στοιχείων είναι πανομοιότυπη. Αυτό υποδηλώνεται από τη μονοτονία της αλλαγής μετατόπισης στο χαρακτηριστικό φάσμα των ακτίνων Χ. Η μετατόπιση συχνότητας αντανακλά όχι δομικές, αλλά ενεργειακές διαφορές μεταξύ των κελυφών ηλεκτρονίων, μοναδικές για κάθε στοιχείο.
Ο ρόλος του νόμου του Moseley στην ατομική φυσική
Υπάρχουν μικρές αποκλίσεις από την αυστηρή γραμμική σχέση που εκφράζει ο νόμος του Moseley. Συνδέονται, πρώτον, με τις ιδιαιτερότητες της σειράς πλήρωσης των φλοιών ηλεκτρονίων σε ορισμένα στοιχεία και, δεύτερον, με τις σχετικιστικές επιδράσεις της κίνησης των ηλεκτρονίων σε βαριά άτομα. Επιπλέον, όταν ο αριθμός των νετρονίων στον πυρήνα αλλάζει (η λεγόμενη ισοτοπική μετατόπιση), η θέση των γραμμών μπορεί να αλλάξει ελαφρώς. Αυτό το φαινόμενο κατέστησε δυνατή τη λεπτομερή μελέτη της ατομικής δομής.
Η σημασία του νόμου του Moseley είναι εξαιρετικά μεγάλη. Διαδοχική εφαρμογή του σε στοιχεία περιοδικό σύστημαΟ Mendeleev καθιέρωσε ένα μοτίβο αύξησης του σειριακού αριθμού σύμφωνα με κάθε μικρή μετατόπιση στα χαρακτηριστικά μέγιστα. Αυτό συνέβαλε στη διευκρίνιση του ζητήματος της φυσικής σημασίας του τακτικού αριθμού στοιχείων. Η τιμή Z δεν είναι απλώς ένας αριθμός: είναι το θετικό ηλεκτρικό φορτίο του πυρήνα, το οποίο είναι το άθροισμα των μοναδιαίων θετικών φορτίων των σωματιδίων που τον αποτελούν. Η σωστή τοποθέτηση στοιχείων στον πίνακα και η παρουσία κενών θέσεων σε αυτόν (τότε υπήρχαν ακόμα) έλαβε ισχυρή επιβεβαίωση. Η εγκυρότητα του περιοδικού νόμου αποδείχθηκε.
Ο νόμος του Moseley, επιπλέον, έγινε η βάση πάνω στην οποία προέκυψε μια ολόκληρη περιοχή πειραματικής έρευνας - φασματομετρία ακτίνων Χ.
Η δομή των κελυφών ηλεκτρονίων του ατόμου
Ας θυμηθούμε εν συντομία πώς είναι διατεταγμένο το ηλεκτρόνιο Αποτελείται από κελύφη, που συμβολίζονται με τα γράμματα K, L, M, N, O, P, Q ή αριθμούς από το 1 έως το 7. Τα ηλεκτρόνια μέσα στο κέλυφος χαρακτηρίζονται από το ίδιο κύριο κβαντικός αριθμός n, που καθορίζει πιθανές τιμέςενέργεια. Στα εξωτερικά κελύφη, η ενέργεια των ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερη και το δυναμικό ιοντισμού για τα εξωτερικά ηλεκτρόνια είναι αντίστοιχα χαμηλότερο.
Το κέλυφος περιλαμβάνει ένα ή περισσότερα υποεπίπεδα: s, p, d, f, g, h, i. Σε κάθε κέλυφος, ο αριθμός των υποεπιπέδων αυξάνεται κατά ένα σε σύγκριση με το προηγούμενο. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε κάθε υποεπίπεδο και σε κάθε φλοιό δεν μπορεί να υπερβαίνει μια ορισμένη τιμή. Χαρακτηρίζονται, εκτός από τον κύριο κβαντικό αριθμό, την ίδια τιμήτροχιακό, το οποίο καθορίζει το σχήμα του νέφους ηλεκτρονίων. Τα υποεπίπεδα επισημαίνονται με το κέλυφος στο οποίο ανήκουν, όπως 2s, 4d και ούτω καθεξής.
Το υποεπίπεδο περιέχει τα οποία ορίζονται, εκτός από τον κύριο και τον τροχιακό, από έναν ακόμη κβαντικό αριθμό - μαγνητικό, ο οποίος καθορίζει την προβολή της τροχιακής ορμής του ηλεκτρονίου στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Ένα τροχιακό δεν μπορεί να έχει περισσότερα από δύο ηλεκτρόνια, που διαφέρουν στην τιμή του τέταρτου κβαντικού αριθμού - σπιν.
Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα πώς προκύπτει η χαρακτηριστική ακτινοβολία ακτίνων Χ. Δεδομένου ότι η προέλευση αυτού του τύπου ηλεκτρομαγνητικής εκπομπής σχετίζεται με φαινόμενα που συμβαίνουν μέσα στο άτομο, είναι πιο βολικό να το περιγράψουμε ακριβώς με την προσέγγιση των ηλεκτρονικών διαμορφώσεων.
Ο μηχανισμός δημιουργίας χαρακτηριστικών ακτίνων Χ
Έτσι, η αιτία αυτής της ακτινοβολίας είναι ο σχηματισμός κενών ηλεκτρονίων στα εσωτερικά κελύφη, λόγω της διείσδυσης ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας βαθιά μέσα στο άτομο. Η πιθανότητα να αλληλεπιδράσει ένα σκληρό ηλεκτρόνιο αυξάνεται με την πυκνότητα των νεφών ηλεκτρονίων. Επομένως, οι συγκρούσεις είναι πιθανότατα μέσα σε πυκνά συσκευασμένα εσωτερικά κελύφη, όπως το χαμηλότερο κέλυφος Κ. Εδώ το άτομο ιονίζεται και δημιουργείται ένα κενό στο κέλυφος 1s.
Αυτό το κενό καλύπτεται από ένα ηλεκτρόνιο από το κέλυφος με υψηλότερη ενέργεια, η περίσσεια της οποίας παρασύρεται από το φωτόνιο ακτίνων Χ. Αυτό το ηλεκτρόνιο μπορεί να «πέσει» από το δεύτερο φλοιό L, από το τρίτο φλοιό M κ.ο.κ. Έτσι σχηματίζεται η χαρακτηριστική σειρά, σε αυτό το παράδειγμα, η σειρά K. Μια ένδειξη για το από πού προέρχεται το ηλεκτρόνιο που γεμίζει την κενή θέση δίνεται με τη μορφή ελληνικού δείκτη κατά τον προσδιορισμό της σειράς. "Alpha" σημαίνει ότι προέρχεται από το L-shell, "beta" - από το M-shell. Προς το παρόν, υπάρχει μια τάση να αντικατασταθούν οι δείκτες των ελληνικών γραμμάτων με τους λατινικούς που υιοθετούνται για τον προσδιορισμό των κοχυλιών.
Η ένταση της γραμμής άλφα στη σειρά είναι πάντα η υψηλότερη, πράγμα που σημαίνει ότι η πιθανότητα κάλυψης μιας κενής θέσης από ένα γειτονικό κέλυφος είναι η υψηλότερη.
Τώρα μπορούμε να απαντήσουμε στο ερώτημα, ποια είναι η μέγιστη ενέργεια του χαρακτηριστικού κβαντικού ακτίνων Χ. Καθορίζεται από τη διαφορά στις ενεργειακές τιμές των επιπέδων μεταξύ των οποίων συμβαίνει η μετάβαση ηλεκτρονίων, σύμφωνα με τον τύπο E \u003d E n 2 - E n 1, όπου E n 2 και E n 1 είναι οι ενέργειες των ηλεκτρονικών καταστάσεων μεταξύ των οποίων έγινε η μετάβαση. υψηλότερη τιμήΑυτή η παράμετρος δίνεται από μεταβάσεις της σειράς Κ από τα υψηλότερα δυνατά επίπεδα ατόμων βαρέων στοιχείων. Αλλά η ένταση αυτών των γραμμών (ύψη κορυφής) είναι η μικρότερη, αφού είναι οι λιγότερο πιθανές.
Εάν, λόγω ανεπαρκούς τάσης στα ηλεκτρόδια, ένα σκληρό ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να φτάσει στο επίπεδο Κ, δημιουργεί μια κενή θέση στο επίπεδο L και σχηματίζεται μια λιγότερο ενεργητική σειρά L με μεγαλύτερα μήκη κύματος. Οι επόμενες σειρές γεννιούνται με παρόμοιο τρόπο.
Επιπλέον, όταν καλυφθεί μια κενή θέση, εμφανίζεται μια νέα κενή θέση στο υπερκείμενο κέλυφος ως αποτέλεσμα μιας ηλεκτρονικής μετάβασης. Αυτό δημιουργεί τις προϋποθέσεις για τη δημιουργία της επόμενης σειράς. Τα ηλεκτρονικά κενά κινούνται ψηλότερα από επίπεδο σε επίπεδο και το άτομο εκπέμπει έναν καταρράκτη χαρακτηριστικών φασματικών σειρών, ενώ παραμένει ιονισμένο.
Λεπτή δομή χαρακτηριστικών φασμάτων
Τα ατομικά φάσματα ακτίνων Χ χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ χαρακτηρίζονται από λεπτή δομή, η οποία εκφράζεται, όπως στα οπτικά φάσματα, σε διάσπαση γραμμής.
Η λεπτή δομή οφείλεται στο γεγονός ότι επίπεδο ενέργειας- κέλυφος ηλεκτρονίων - είναι ένα σύνολο εξαρτημάτων σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους - υποφλοιών. Για τον χαρακτηρισμό των υποφλοιών, εισάγεται ένας ακόμη εσωτερικός κβαντικός αριθμός j, ο οποίος αντανακλά την αλληλεπίδραση των εγγενών και των τροχιακών μαγνητικών ροπών του ηλεκτρονίου.
Λόγω της επιρροής της αλληλεπίδρασης σπιν-τροχιάς, η ενεργειακή δομή του ατόμου γίνεται πιο περίπλοκη, και ως αποτέλεσμα, η χαρακτηριστική ακτινοβολία ακτίνων Χ έχει ένα φάσμα που χαρακτηρίζεται από διαχωρισμένες γραμμές με πολύ στενά διαχωρισμένα στοιχεία.
Τα στοιχεία λεπτής δομής συνήθως υποδηλώνονται με πρόσθετους ψηφιακούς δείκτες.
Η χαρακτηριστική ακτινοβολία ακτίνων Χ έχει ένα χαρακτηριστικό που αντανακλάται μόνο στη λεπτή δομή του φάσματος. Η μετάβαση ενός ηλεκτρονίου στο χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο δεν συμβαίνει από το κατώτερο υποκέλυφος του υπερκείμενου επιπέδου. Ένα τέτοιο γεγονός έχει αμελητέα πιθανότητα.
Η χρήση των ακτίνων Χ στη φασματομετρία
Αυτή η ακτινοβολία, λόγω των χαρακτηριστικών της που περιγράφονται από το νόμο του Moseley, βασίζεται σε διάφορες φασματικές μεθόδους ακτίνων Χ για την ανάλυση ουσιών. Κατά την ανάλυση του φάσματος των ακτίνων Χ, χρησιμοποιούνται είτε περίθλαση της ακτινοβολίας από κρυστάλλους (μέθοδος διασποράς κυμάτων) είτε ανιχνευτές ευαίσθητοι στην ενέργεια των απορροφημένων φωτονίων ακτίνων Χ (μέθοδος διασποράς ενέργειας). Τα περισσότερα ηλεκτρονικά μικροσκόπια είναι εξοπλισμένα με κάποια μορφή προσάρτησης φασματομετρίας ακτίνων Χ.
Η φασματομετρία διασποράς κυμάτων χαρακτηρίζεται από ιδιαίτερα υψηλή ακρίβεια. Με τη βοήθεια ειδικών φίλτρων επιλέγονται οι πιο έντονες κορυφές στο φάσμα, χάρη στις οποίες είναι δυνατή η λήψη σχεδόν μονοχρωματικής ακτινοβολίας με επακριβώς γνωστή συχνότητα. Το υλικό της ανόδου επιλέγεται πολύ προσεκτικά για να διασφαλιστεί ότι λαμβάνεται μια μονοχρωματική δέσμη της επιθυμητής συχνότητας. Η περίθλασή του στο κρυσταλλικό πλέγμα της υπό μελέτη ουσίας καθιστά δυνατή τη μελέτη της δομής του πλέγματος με μεγάλη ακρίβεια. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται επίσης στη μελέτη του DNA και άλλων πολύπλοκων μορίων.
Ένα από τα χαρακτηριστικά της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ λαμβάνεται επίσης υπόψη στη φασματομετρία γάμμα. Αυτή είναι η υψηλή ένταση των χαρακτηριστικών κορυφών. Τα φασματόμετρα γάμμα χρησιμοποιούν θωράκιση μολύβδου έναντι της εξωτερικής ακτινοβολίας υποβάθρου που παρεμβαίνει στις μετρήσεις. Αλλά ο μόλυβδος, απορροφώντας γάμμα κβάντα, βιώνει εσωτερικό ιονισμό, με αποτέλεσμα να εκπέμπει ενεργά στην περιοχή ακτίνων Χ. Χρησιμοποιείται πρόσθετη θωράκιση καδμίου για την απορρόφηση των έντονων κορυφών της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ από τον μόλυβδο. Αυτό, με τη σειρά του, ιονίζεται και εκπέμπει επίσης ακτίνες Χ. Για την εξουδετέρωση των χαρακτηριστικών κορυφών του καδμίου, χρησιμοποιείται ένα τρίτο στρώμα θωράκισης - ο χαλκός, τα μέγιστα των ακτίνων Χ του οποίου βρίσκονται εκτός του εύρους συχνοτήτων λειτουργίας του φασματόμετρου γάμμα.
Η φασματομετρία χρησιμοποιεί τόσο bremsstrahlung όσο και χαρακτηριστικές ακτίνες Χ. Έτσι, στην ανάλυση ουσιών μελετώνται τα φάσματα απορρόφησης συνεχών ακτίνων Χ από διάφορες ουσίες.
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 σε μια συγκεκριμένη 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. Η αξονική τομογραφία χαρακτηρίζεται από υψηλή ανάλυση, η οποία 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- μια διαγνωστική μέθοδος που σας επιτρέπει να αποκτήσετε μια εικόνα οργάνων και ιστών, αναπτύχθηκε στα τέλη του 20ου 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- αυτό είναι σύγχρονη μέθοδος, με τη βοήθεια του οποίου πραγματοποιείται η θεραπεία ορισμένων παθολογιών των αρθρώσεων. Οι κύριες κατευθύνσεις θεραπείας ορθοπεδικών παθήσεων με αυτή τη μέθοδο είναι: Χρόνιες. Φλεγμονώδεις διεργασίες των αρθρώσεων (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 το 1901. βραβείο Νόμπελστη φυσική, 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.
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ, από τη σκοπιά της φυσικής, είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, το μήκος κύματος της οποίας κυμαίνεται 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 ότι απορροφάται πλήρως ανθρώπινο σώμαΕπομένως, μια τέτοια ακτινοβολία ακτίνων Χ προκαλεί διπλάσια ζημιά από τη σκληρή. 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.
Η ακτινολογία είναι κλάδος της ακτινολογίας που μελετά τις επιδράσεις της ακτινοβολίας ακτίνων Χ στο σώμα των ζώων και των ανθρώπων που προκύπτουν από αυτήν την ασθένεια, τη θεραπεία και την πρόληψή τους, καθώς και μεθόδους διάγνωσης διαφόρων παθολογιών με χρήση ακτίνων Χ (διαγνωστικά με ακτίνες Χ) . Μια τυπική συσκευή διάγνωσης ακτίνων Χ περιλαμβάνει ένα τροφοδοτικό (μετασχηματιστές), έναν ανορθωτή υψηλής τάσης που μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα ηλεκτρικό δίκτυοσε μόνιμο, πίνακα ελέγχου, τρίποδο και σωλήνα ακτίνων Χ.
Οι ακτίνες Χ είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων που σχηματίζονται σε ένα σωλήνα ακτίνων Χ κατά τη διάρκεια μιας απότομης επιβράδυνσης των επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων τη στιγμή της σύγκρουσής τους με τα άτομα της ουσίας της ανόδου. Επί του παρόντος, η άποψη είναι γενικά αποδεκτή ότι οι ακτίνες Χ, από τη φυσική τους φύση, είναι ένας από τους τύπους ενέργειας ακτινοβολίας, το φάσμα της οποίας περιλαμβάνει επίσης ραδιοκύματα, υπέρυθρες ακτίνες, ορατό φως, υπεριώδεις ακτίνες και ακτίνες γάμμα ραδιενεργών στοιχείων. Η ακτινοβολία ακτίνων Χ μπορεί να χαρακτηριστεί ως μια συλλογή από τα μικρότερα σωματίδια της - κβάντα ή φωτόνια.
Ρύζι. 1 - φορητή μηχανή ακτίνων Χ:
Α - σωλήνας ακτίνων Χ.
Β - τροφοδοτικό?
B - ρυθμιζόμενο τρίποδο.
Ρύζι. 2 - Πίνακας ελέγχου μηχανής ακτίνων Χ (μηχανικός - στα αριστερά και ηλεκτρονικός - στα δεξιά): A - πάνελ για ρύθμιση έκθεσης και σκληρότητας.
B - κουμπί τροφοδοσίας υψηλής τάσης.
Ρύζι. 3 είναι ένα μπλοκ διάγραμμα μιας τυπικής μηχανής ακτίνων Χ 1 - δίκτυο?
2 - αυτομετασχηματιστής.
3 - μετασχηματιστής ανόδου.
4 - σωλήνας ακτίνων Χ.
5 - άνοδος;
6 - κάθοδος?
7 - μετασχηματιστής υποβάθμισης.
Μηχανισμός παραγωγής ακτίνων Χ
Οι ακτίνες Χ σχηματίζονται τη στιγμή της σύγκρουσης ενός ρεύματος επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων με το υλικό της ανόδου. Όταν τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με έναν στόχο, το 99% της κινητικής τους ενέργειας μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια και μόνο το 1% σε ακτίνες Χ.
Ένας σωλήνας ακτίνων Χ αποτελείται από ένα γυάλινο δοχείο στο οποίο συγκολλούνται 2 ηλεκτρόδια: μια κάθοδος και μια άνοδος. Ο αέρας αντλείται από τον γυάλινο κύλινδρο: η κίνηση των ηλεκτρονίων από την κάθοδο προς την άνοδο είναι δυνατή μόνο υπό συνθήκες σχετικού κενού (10 -7 -10 -8 mm Hg). Στην κάθοδο υπάρχει ένα νήμα, το οποίο είναι ένα σφιχτά στριμμένο νήμα βολφραμίου. Κατά την εφαρμογή ηλεκτρικό ρεύμαΗ εκπομπή ηλεκτρονίων συμβαίνει στο νήμα, στο οποίο τα ηλεκτρόνια διαχωρίζονται από τη σπείρα και σχηματίζουν ένα νέφος ηλεκτρονίων κοντά στην κάθοδο. Αυτό το νέφος συγκεντρώνεται στο κύπελλο εστίασης της καθόδου, το οποίο καθορίζει την κατεύθυνση της κίνησης των ηλεκτρονίων. Κύπελλο - μια μικρή κοιλότητα στην κάθοδο. Η άνοδος, με τη σειρά της, περιέχει βολφράμιο μεταλλικό πιάτο, στο οποίο εστιάζονται τα ηλεκτρόνια - αυτό είναι το μέρος όπου σχηματίζονται οι ακτίνες Χ.
Ρύζι. 4 - Συσκευή σωλήνα ακτίνων Χ: Α - κάθοδος? 
Β - άνοδος;
Β - νήμα βολφραμίου.
G - κύπελλο εστίασης της καθόδου.
D - ρεύμα επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων.
Ε - στόχος βολφραμίου?
G - γυάλινη φιάλη.
З - ένα παράθυρο από βηρύλλιο.
Και - σχηματίστηκαν ακτίνες Χ.
K - φίλτρο αλουμινίου.
2 μετασχηματιστές συνδέονται με το σωλήνα ηλεκτρονίων: step-down και step-up. Ένας μετασχηματιστής με βήμα προς τα κάτω θερμαίνει το νήμα βολφραμίου με χαμηλή τάση (5-15 βολτ), με αποτέλεσμα την εκπομπή ηλεκτρονίων. Ένας μετασχηματιστής ανόδου ή υψηλής τάσης πηγαίνει απευθείας στην κάθοδο και την άνοδο, τα οποία τροφοδοτούνται με τάση 20–140 kilovolt. Και οι δύο μετασχηματιστές τοποθετούνται στο μπλοκ υψηλής τάσης του μηχανήματος ακτίνων Χ, το οποίο είναι γεμάτο με λάδι μετασχηματιστή, το οποίο παρέχει ψύξη των μετασχηματιστών και αξιόπιστη μόνωση.
Αφού σχηματιστεί ένα νέφος ηλεκτρονίων με τη βοήθεια ενός μετασχηματιστή βαθμίδας, ο μετασχηματιστής ανόδου ενεργοποιείται και η τάση υψηλής τάσης εφαρμόζεται και στους δύο πόλους του ηλεκτρικού κυκλώματος: ένας θετικός παλμός στην άνοδο και ένας αρνητικός παλμό στην κάθοδο. Τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια απωθούνται από μια αρνητικά φορτισμένη κάθοδο και τείνουν προς μια θετικά φορτισμένη άνοδο - λόγω αυτής της διαφοράς δυναμικού, υψηλή ταχύτητακίνηση - 100 χιλιάδες km / s. Με αυτή την ταχύτητα, τα ηλεκτρόνια βομβαρδίζουν την πλάκα ανόδου βολφραμίου, ολοκληρώνοντας ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, με αποτέλεσμα ακτίνες Χ και θερμική ενέργεια.
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ υποδιαιρείται σε bremsstrahlung και χαρακτηριστική. Το Bremsstrahlung συμβαίνει λόγω μιας απότομης επιβράδυνσης της ταχύτητας των ηλεκτρονίων που εκπέμπονται από ένα νήμα βολφραμίου. Χαρακτηριστική ακτινοβολίαπροκύπτει τη στιγμή της αναδιάταξης των ηλεκτρονίων των ατόμων. Και οι δύο αυτοί τύποι σχηματίζονται σε ένα σωλήνα ακτίνων Χ τη στιγμή της σύγκρουσης των επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων με τα άτομα του υλικού της ανόδου. Το φάσμα εκπομπής ενός σωλήνα ακτίνων Χ είναι μια υπέρθεση bremsstrahlung και χαρακτηριστικών ακτίνων Χ.
Ρύζι. 5 - η αρχή του σχηματισμού ακτίνων Χ bremsstrahlung.
Ρύζι. 6 - η αρχή του σχηματισμού των χαρακτηριστικών ακτίνων Χ.
Βασικές ιδιότητες των ακτίνων Χ
- Οι ακτίνες Χ είναι αόρατες στην οπτική αντίληψη.
- Η ακτινοβολία ακτίνων Χ έχει υψηλή διεισδυτική δύναμη μέσω των οργάνων και των ιστών ενός ζωντανού οργανισμού, καθώς και πυκνές δομές. άψυχη φύσηπου δεν μεταδίδουν ορατό φως.
- Οι ακτίνες Χ προκαλούν τη λάμψη ορισμένων χημικών ενώσεων, που ονομάζεται φθορισμός.
- Τα θειούχα ψευδάργυρο και κάδμιο φθορίζουν κιτρινοπράσινα,
- Κρύσταλλοι βολφραμικού ασβεστίου - βιολετί-μπλε.
Κλίμακα ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων
Οι ακτίνες Χ έχουν συγκεκριμένο μήκος κύματος και συχνότητα ταλάντωσης. Το μήκος κύματος (λ) και η συχνότητα ταλάντωσης (ν) σχετίζονται με τη σχέση: λ ν = c, όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός, στρογγυλοποιημένη στα 300.000 km ανά δευτερόλεπτο. Η ενέργεια των ακτίνων Χ προσδιορίζεται από τον τύπο E = h ν, όπου h είναι η σταθερά του Planck, μια καθολική σταθερά ίση με 6,626 10 -34 J⋅s. Το μήκος κύματος των ακτίνων (λ) σχετίζεται με την ενέργειά τους (Ε) με τη σχέση: λ = 12,4 / E.
Η ακτινοβολία ακτίνων Χ διαφέρει από άλλους τύπους ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων ως προς το μήκος κύματος (βλ. πίνακα) και την κβαντική ενέργεια. Όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, η ενέργεια και η διεισδυτική του ισχύς. Το μήκος κύματος ακτίνων Χ είναι εντός της περιοχής
. Αλλάζοντας το μήκος κύματος της ακτινοβολίας ακτίνων Χ, είναι δυνατός ο έλεγχος της διεισδυτικής ισχύς της. Οι ακτίνες Χ έχουν πολύ μικρό μήκος κύματος, αλλά υψηλή συχνότητα ταλάντωσης, επομένως είναι αόρατες στο ανθρώπινο μάτι. Λόγω της τεράστιας ενέργειάς τους, τα κβάντα έχουν υψηλή διεισδυτική ισχύ, η οποία είναι μια από τις κύριες ιδιότητες που εξασφαλίζουν τη χρήση των ακτίνων Χ στην ιατρική και σε άλλες επιστήμες.Χαρακτηριστικά ακτίνων Χ
Ενταση- ποσοτικό χαρακτηριστικό της ακτινοβολίας ακτίνων Χ, το οποίο εκφράζεται με τον αριθμό των ακτίνων που εκπέμπει ο σωλήνας ανά μονάδα χρόνου. Η ένταση των ακτίνων Χ μετριέται σε milliamps. Συγκρίνοντάς το με την ένταση του ορατού φωτός από έναν συμβατικό λαμπτήρα πυρακτώσεως, μπορούμε να σχεδιάσουμε μια αναλογία: για παράδειγμα, ένας λαμπτήρας 20 watt θα λάμπει με μια ένταση ή ισχύ και ένας λαμπτήρας 200 watt θα λάμπει με μια άλλη, ενώ η η ποιότητα του ίδιου του φωτός (το φάσμα του) είναι η ίδια. Η ένταση της ακτινοβολίας ακτίνων Χ είναι, στην πραγματικότητα, η ποσότητα της. Κάθε ηλεκτρόνιο δημιουργεί ένα ή περισσότερα κβάντα ακτινοβολίας στην άνοδο, επομένως, ο αριθμός των ακτίνων Χ κατά την έκθεση του αντικειμένου ρυθμίζεται αλλάζοντας τον αριθμό των ηλεκτρονίων που τείνουν προς την άνοδο και τον αριθμό των αλληλεπιδράσεων των ηλεκτρονίων με τα άτομα του στόχου βολφραμίου , που μπορεί να γίνει με δύο τρόπους:
- Με την αλλαγή του βαθμού πυράκτωσης της σπειροειδούς καθόδου με τη χρήση μετασχηματιστή βήματος προς τα κάτω (ο αριθμός των ηλεκτρονίων που παράγονται κατά την εκπομπή θα εξαρτηθεί από το πόσο ζεστή είναι η σπείρα βολφραμίου και ο αριθμός των κβαντών ακτινοβολίας θα εξαρτηθεί από τον αριθμό των ηλεκτρονίων).
- Αλλάζοντας την τιμή της υψηλής τάσης που παρέχεται από τον μετασχηματιστή ανόδου στους πόλους του σωλήνα - την κάθοδο και την άνοδο (όσο υψηλότερη είναι η τάση που εφαρμόζεται στους πόλους του σωλήνα, τόσο περισσότερη κινητική ενέργεια λαμβάνουν τα ηλεκτρόνια, η οποία , λόγω της ενέργειάς τους, μπορούν να αλληλεπιδράσουν με πολλά άτομα της ουσίας της ανόδου με τη σειρά τους - βλ. ρύζι. 5; ηλεκτρόνια με χαμηλή ενέργεια θα μπορούν να εισέλθουν σε μικρότερο αριθμό αλληλεπιδράσεων).
Η ένταση των ακτίνων Χ (ρεύμα ανόδου) πολλαπλασιαζόμενη με την έκθεση (χρόνος σωλήνα) αντιστοιχεί στην έκθεση στις ακτίνες Χ, η οποία μετράται σε mAs (χιλιοστά αμπέρ ανά δευτερόλεπτο). Η έκθεση είναι μια παράμετρος που, όπως και η ένταση, χαρακτηρίζει την ποσότητα των ακτίνων που εκπέμπονται από ένα σωλήνα ακτίνων Χ. Η μόνη διαφορά είναι ότι η έκθεση λαμβάνει επίσης υπόψη τον χρόνο λειτουργίας του σωλήνα (για παράδειγμα, εάν ο σωλήνας λειτουργεί για 0,01 sec, τότε ο αριθμός των ακτίνων θα είναι μία και εάν 0,02 sec, τότε ο αριθμός των ακτίνων θα είναι διαφορετικά - δύο φορές περισσότερο). Η έκθεση στην ακτινοβολία ορίζεται από τον ακτινολόγο στον πίνακα ελέγχου του ακτινογραφικού μηχανήματος, ανάλογα με τον τύπο της εξέτασης, το μέγεθος του υπό μελέτη αντικειμένου και τη διαγνωστική εργασία.
Ακαμψία- ποιοτικό χαρακτηριστικό της ακτινοβολίας ακτίνων Χ. Μετράται από την υψηλή τάση στο σωλήνα - σε κιλοβολτ. Προσδιορίζει τη διεισδυτική ισχύ των ακτίνων Χ. Ρυθμίζεται από την υψηλή τάση που παρέχεται στο σωλήνα ακτίνων Χ από έναν μετασχηματιστή ανόδου. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά δυναμικού που δημιουργείται στα ηλεκτρόδια του σωλήνα, τόσο μεγαλύτερη δύναμηΤα ηλεκτρόνια απωθούνται από την κάθοδο και ορμούν προς την άνοδο, και τόσο ισχυρότερη είναι η σύγκρουσή τους με την άνοδο. Όσο ισχυρότερη είναι η σύγκρουσή τους, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος της προκύπτουσας ακτινοβολίας ακτίνων Χ και τόσο μεγαλύτερη είναι η διεισδυτική ισχύς αυτού του κύματος (ή η σκληρότητα της ακτινοβολίας, η οποία, όπως και η ένταση, ρυθμίζεται στον πίνακα ελέγχου από την παράμετρο τάσης στο ο σωλήνας - kilovoltage).
λ - μήκος κύματος; 
Ρύζι. 7 - Εξάρτηση του μήκους κύματος από την ενέργεια του κύματος:
Ε - ενέργεια κυμάτων 
Ρύζι. 8 - Ο λόγος της τάσης στο σωλήνα ακτίνων Χ και το μήκος κύματος της προκύπτουσας ακτινοβολίας ακτίνων Χ:
Ταξινόμηση σωλήνων ακτίνων Χ
- Με ραντεβού
- Διαγνωστικός
- Θεραπευτικός
- Για δομική ανάλυση
- Για μεταφωτισμό
- Από το σχεδιασμό
- Με εστίαση
- Μονή εστίαση (μία σπείρα στην κάθοδο και ένα εστιακό σημείο στην άνοδο)
- Διεστιακή (δύο σπείρες διαφορετικών μεγεθών στην κάθοδο και δύο εστιακά σημεία στην άνοδο)
- Ανά τύπο ανόδου
- Σταθερό (σταθερό)
- Περιστροφικός
Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται όχι μόνο για ακτινοδιαγνωστικούς σκοπούς, αλλά και για θεραπευτικούς σκοπούς. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η ικανότητα της ακτινοβολίας ακτίνων Χ να καταστέλλει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων καθιστά δυνατή τη χρήση της στην ακτινοθεραπεία. ογκολογικά νοσήματα. Εκτός από τον ιατρικό τομέα εφαρμογής, η ακτινοβολία ακτίνων Χ έχει βρει ευρεία εφαρμογή στον μηχανολογικό και τεχνικό τομέα, την επιστήμη των υλικών, την κρυσταλλογραφία, τη χημεία και τη βιοχημεία: για παράδειγμα, είναι δυνατός ο εντοπισμός δομικών ελαττωμάτων σε διάφορα προϊόντα (ράγες, συγκολλήσεις κ.λπ.) χρησιμοποιώντας ακτινοβολία ακτίνων Χ. Το είδος μιας τέτοιας έρευνας ονομάζεται ελαττωματοσκόπηση. Και σε αεροδρόμια, σιδηροδρομικούς σταθμούς και άλλα μέρη με πολύ κόσμο, τα ενδοσκόπια τηλεόρασης ακτίνων Χ χρησιμοποιούνται ενεργά για τη σάρωση χειραποσκευών και αποσκευών για λόγους ασφαλείας.
Ανάλογα με τον τύπο της ανόδου, οι σωλήνες ακτίνων Χ διαφέρουν ως προς το σχεδιασμό. Λόγω του γεγονότος ότι το 99% της κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια, κατά τη λειτουργία του σωλήνα, η άνοδος θερμαίνεται σημαντικά - ο ευαίσθητος στόχος βολφραμίου συχνά καίγεται. Η άνοδος ψύχεται σε σύγχρονους σωλήνες ακτίνων Χ περιστρέφοντάς την. Η περιστρεφόμενη άνοδος έχει σχήμα δίσκου, ο οποίος κατανέμει τη θερμότητα ομοιόμορφα σε ολόκληρη την επιφάνειά της, αποτρέποντας την τοπική υπερθέρμανση του στόχου βολφραμίου.
Ο σχεδιασμός των σωλήνων ακτίνων Χ διαφέρει επίσης ως προς την εστίαση. Εστιακό σημείο - το τμήμα της ανόδου στο οποίο δημιουργείται η δέσμη ακτίνων Χ που λειτουργεί. Υποδιαιρείται στο πραγματικό εστιακό σημείο και στο αποτελεσματικό εστιακό σημείο ( ρύζι. 12). Λόγω της γωνίας της ανόδου, το ενεργό εστιακό σημείο είναι μικρότερο από το πραγματικό. Διάφορα μεγέθηχρησιμοποιούνται εστιακά σημεία ανάλογα με το μέγεθος της περιοχής εικόνας. Όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή της εικόνας, τόσο ευρύτερο πρέπει να είναι το εστιακό σημείο για να καλύψει ολόκληρη την περιοχή της εικόνας. Ωστόσο, ένα μικρότερο εστιακό σημείο παράγει καλύτερη ευκρίνεια εικόνας. Επομένως, κατά την παραγωγή μικρών εικόνων, χρησιμοποιείται ένα κοντό νήμα και τα ηλεκτρόνια κατευθύνονται σε μια μικρή περιοχή του στόχου της ανόδου, δημιουργώντας ένα μικρότερο εστιακό σημείο.
Ρύζι. 9 - σωλήνας ακτίνων Χ με σταθερή άνοδο.
Ρύζι. 10 - Σωλήνας ακτίνων Χ με περιστρεφόμενη άνοδο.
Ρύζι. 11 - Συσκευή σωλήνα ακτίνων Χ με περιστρεφόμενη άνοδο.
Ρύζι. Το 12 είναι ένα διάγραμμα του σχηματισμού ενός πραγματικού και αποτελεσματικού εστιακού σημείου.