Røntgen i medisin, applikasjon. Bruken av røntgenstråler i medisin Hva er røntgen

I 1895 oppdaget den tyske fysikeren Roentgen, som utførte eksperimenter på strømgjennomgang mellom to elektroder i vakuum, at en skjerm dekket med et selvlysende stoff (bariumsalt) gløder, selv om utladningsrøret er dekket med en svart pappskjerm - dette er hvordan stråling trenger gjennom ugjennomsiktige barrierer, kalt røntgenstråler. Det ble oppdaget at røntgenstråling, usynlig for mennesker, absorberes i ugjennomsiktige objekter jo sterkere, jo høyere atomnummer (tetthet) av barrieren er, slik at røntgenstråler lett passerer gjennom det myke vevet i menneskekroppen, men holdes tilbake av skjelettets bein. Kilder til kraftig røntgenstråler er designet for å gjøre det mulig å belyse metalldeler og finne indre defekter i dem.

Den tyske fysikeren Laue antydet at røntgenstråler er den samme elektromagnetiske strålingen som synlige lysstråler, men med kortere bølgelengde og alle optikkens lover gjelder for dem, inkludert muligheten for diffraksjon. I synlig lysoptikk kan diffraksjon på et elementært nivå representeres som refleksjon av lys fra et linjesystem - et diffraksjonsgitter, som bare oppstår under visse vinkler, mens refleksjonsvinkelen til strålene er relatert til innfallsvinkelen, avstanden mellom linjene til diffraksjonsgitteret og bølgelengden til den innfallende strålingen. For at diffraksjon skal skje, må avstanden mellom linjene være omtrent lik bølgelengden til det innfallende lyset.

Laue foreslo at røntgenstråler har en bølgelengde nær avstanden mellom individuelle atomer i krystaller, dvs. atomene i krystallen lager et diffraksjonsgitter for røntgenstråler. Røntgenstråler rettet mot overflaten av krystallen ble reflektert på den fotografiske platen, som forutsagt av teorien.

Eventuelle endringer i atomers posisjon påvirker diffraksjonsmønsteret, og ved å studere røntgendiffraksjon kan man finne ut arrangementet av atomer i en krystall og endringen i denne ordningen under enhver fysisk, kjemisk og mekanisk påvirkning på krystallen.

I dag brukes røntgenanalyse innen mange felt innen vitenskap og teknologi; med dens hjelp er ordningen av atomer i eksisterende materialer bestemt og nye materialer har blitt skapt med en gitt struktur og egenskaper. Nyere fremskritt på dette feltet (nanomaterialer, amorfe metaller, komposittmaterialer) skaper et aktivitetsfelt for de neste vitenskapelige generasjonene.

Forekomst og egenskaper ved røntgenstråling

Kilden til røntgenstråler er et røntgenrør, som har to elektroder - en katode og en anode. Når katoden varmes opp, skjer elektronemisjon; elektroner som slipper ut fra katoden akselereres elektrisk felt og treffer anodeoverflaten. Det som skiller et røntgenrør fra et konvensjonelt radiorør (diode) er hovedsakelig dets høyere akselerasjonsspenning (mer enn 1 kV).

Når et elektron forlater katoden, tvinger det elektriske feltet det til å fly mot anoden, mens hastigheten øker kontinuerlig; elektronet bærer et magnetfelt, hvis styrke øker med økende hastighet på elektronet. Når elektronet når anodeoverflaten, bremses det kraftig, og en elektromagnetisk puls med bølgelengder i et visst intervall vises (bremsstrahlung). Fordelingen av strålingsintensitet over bølgelengder avhenger av røntgenrørets anodemateriale og påført spenning, mens på kortbølgesiden begynner denne kurven med en viss terskelminimumsbølgelengde, avhengig av påført spenning. Kombinasjonen av stråler med alle mulige bølgelengder danner et kontinuerlig spektrum, og bølgelengden som tilsvarer maksimal intensitet er 1,5 ganger minimumsbølgelengden.

Når spenningen øker, endres røntgenspekteret dramatisk på grunn av samspillet mellom atomer og høyenergielektroner og kvanter av primære røntgenstråler. Et atom inneholder indre elektronskall (energinivåer), hvor antallet avhenger av atomnummeret (angitt med bokstavene K, L, M osv.) Elektroner og primære røntgenstråler slår elektroner ut av ett energinivå til et annet. En metastabil tilstand oppstår og for overgangen til en stabil tilstand er det nødvendig med et hopp av elektroner i motsatt retning. Dette hoppet er ledsaget av frigjøring av et energikvante og utseendet til røntgenstråling. I motsetning til røntgenstråler med et kontinuerlig spektrum, har denne strålingen et veldig smalt bølgelengdeområde og høy intensitet (karakteristisk stråling) ( cm. ris.). Antall atomer som bestemmer intensiteten til den karakteristiske strålingen er veldig stort; for eksempel for et røntgenrør med en kobberanode ved en spenning på 1 kV og en strøm på 15 mA, gir 10 14 –10 15 atomer karakteristiske egenskaper. stråling på 1 s. Denne verdien beregnes som forholdet mellom den totale kraften til røntgenstråling og energien til et røntgenkvante fra K-skallet (K-serien med røntgenkarakteristisk stråling). Den totale kraften til røntgenstråling er bare 0,1 % av strømforbruket, resten går tapt hovedsakelig på grunn av konvertering til varme.

På grunn av deres høye intensitet og smale bølgelengdeområde, er karakteristiske røntgenstråler den viktigste typen stråling som brukes i vitenskapelig forskning og prosesskontroll. Samtidig med K-seriens stråler genereres L- og M-seriens stråler, som har betydelig lengre bølgelengder, men bruken er begrenset. K-serien har to komponenter med nære bølgelengder a og b, mens intensiteten til b-komponenten er 5 ganger mindre enn a. I sin tur er a-komponenten preget av to svært nære bølgelengder, hvor intensiteten til den ene er 2 ganger større enn den andre. For å oppnå stråling med én bølgelengde (monokromatisk stråling) er det utviklet spesielle metoder som bruker avhengigheten av absorpsjon og diffraksjon av røntgenstråler på bølgelengde. En økning i atomnummeret til et grunnstoff er assosiert med en endring i egenskapene til elektronskallene, og jo høyere atomnummeret til røntgenrørets anodemateriale er, jo kortere er K-seriens bølgelengde. De mest brukte er rør med anoder laget av grunnstoffer med atomnummer fra 24 til 42 (Cr, Fe, Co, Cu, Mo) og bølgelengder fra 2,29 til 0,712 A (0,229 - 0,712 nm).

I tillegg til røntgenrøret kan kilder til røntgenstråling være radioaktive isotoper, noen kan sende direkte ut røntgenstråler, andre sender ut elektroner og a-partikler som genererer røntgenstråler ved bombardering av metallmål. Intensiteten til røntgenstråling fra radioaktive kilder er vanligvis mye mindre enn et røntgenrør (med unntak av radioaktiv kobolt, som brukes til feildeteksjon og produserer stråling med svært kort bølgelengde - g-stråling), de er liten i størrelse og krever ikke strøm. Synkrotronrøntgenstråler produseres i elektronakseleratorer; bølgelengden til denne strålingen er betydelig lengre enn den som oppnås i røntgenrør (myke røntgenstråler), og intensiteten er flere størrelsesordener høyere enn strålingsintensiteten til røntgenstråler rør. Det finnes også naturlige kilder til røntgenstråling. Radioaktive urenheter er funnet i mange mineraler, og røntgenstråling fra romobjekter, inkludert stjerner, er registrert.

Interaksjon av røntgenstråler med krystaller

I røntgenstudier av materialer med krystallinsk struktur analyseres interferensmønstre som følge av spredning av røntgenstråler av elektroner som tilhører atomene. krystallgitter. Atomer anses som immobile, deres termiske vibrasjoner blir ikke tatt i betraktning, og alle elektroner av samme atom anses som konsentrert på ett punkt - en node av krystallgitteret.

For å utlede de grunnleggende ligningene for røntgendiffraksjon i en krystall, vurderes interferensen av stråler spredt av atomer plassert langs en rett linje i krystallgitteret. En plan bølge av monokromatisk røntgenstråling faller på disse atomene i en vinkel hvis cosinus er lik 0 . Lovene for interferens av stråler spredt av atomer ligner på de som eksisterer for et diffraksjonsgitter, som sprer lysstråling i det synlige bølgelengdeområdet. For at amplitudene til alle vibrasjoner skal summere seg i stor avstand fra atomraden, er det nødvendig og tilstrekkelig at forskjellen i banene til strålene som kommer fra hvert par av naboatomer inneholder et heltall av bølgelengder. Når avstanden mellom atomer EN denne tilstanden ser slik ut:

EN(en – en 0) = h jeg,

hvor a er cosinus til vinkelen mellom atomraden og den avbøyde strålen, h – heltall. I alle retninger som ikke tilfredsstiller denne ligningen, forplanter ikke strålene seg. Dermed danner spredte stråler et system av koaksiale kjegler, hvis felles akse er atomraden. Spor av kjegler på et plan parallelt med atomraden er hyperbler, og på et plan vinkelrett på raden er de sirkler.

Når stråler faller inn i en konstant vinkel, dekomponeres polykromatisk (hvit) stråling til et spektrum av stråler som avbøyes i faste vinkler. Dermed er atomserien en spektrograf for røntgenstråler.

Generalisering til et todimensjonalt (flat) atomgitter, og deretter til et tredimensjonalt volumetrisk (romlig) krystallgitter gir ytterligere to lignende ligninger, som inkluderer innfallsvinkler og refleksjon av røntgenstråling og avstandene mellom atomer i tre retninger. Disse ligningene kalles Laues ligninger og danner grunnlaget for røntgendiffraksjonsanalyse.

Amplitudene til stråler som reflekteres fra parallelle atomplan går sammen, osv. antallet atomer er veldig stort, den reflekterte strålingen kan oppdages eksperimentelt. Refleksjonstilstanden er beskrevet av Wulff–Bragg-ligningen2d sinq = nl, der d er avstanden mellom tilstøtende atomplan, q er beitevinkelen mellom retningen til den innfallende strålen og disse planene i krystallen, l er bølgelengden til røntgenstråling, n er et heltall kalt refleksjonsrekkefølgen. Vinkel q er innfallsvinkelen med hensyn spesifikt til atomplan, som ikke nødvendigvis faller sammen i retning med overflaten til prøven som studeres.

Det er utviklet flere metoder for røntgendiffraksjonsanalyse, både ved bruk av stråling med kontinuerlig spektrum og monokromatisk stråling. Objektet som studeres kan være stasjonært eller roterende, kan bestå av en krystall (enkeltkrystall) eller mange (polykrystall); diffraktert stråling kan registreres ved hjelp av en flat eller sylindrisk røntgenfilm eller en røntgendetektor som beveger seg rundt omkretsen, men i alle tilfeller under eksperimentet og tolkningen av resultatene, brukes Wulff–Bragg-ligningen.

Røntgenanalyse i naturvitenskap og teknologi

Med oppdagelsen av røntgendiffraksjon hadde forskerne en metode til rådighet som gjorde det mulig, uten mikroskop, å studere arrangementet av individuelle atomer og endringer i dette arrangementet under ytre påvirkninger.

Hovedanvendelsen av røntgenstråler i grunnleggende vitenskap er strukturanalyse, dvs. etablere det romlige arrangementet av individuelle atomer i en krystall. For å gjøre dette dyrkes enkeltkrystaller og røntgenanalyse utføres, og studerer både plasseringen og intensiteten til refleksjonene. Strukturene til ikke bare metaller, men også komplekse organiske stoffer, der enhetscellene inneholder tusenvis av atomer, er nå bestemt.

I mineralogien er strukturene til tusenvis av mineraler blitt bestemt ved hjelp av røntgenanalyse, og det er laget ekspressmetoder for å analysere mineralråstoffer.

Metaller har en relativt enkel krystallstruktur og røntgenmetoden gjør det mulig å studere endringene under ulike teknologiske behandlinger og skape fysisk grunnlag ny teknologi.

Fasesammensetningen til legeringene bestemmes av plasseringen av linjene på røntgendiffraksjonsmønstrene, antall, størrelse og form av krystaller bestemmes av deres bredde, og orienteringen til krystallene (tekstur) bestemmes av intensiteten fordeling i diffraksjonskjeglen.

Ved hjelp av disse teknikkene studeres prosesser under plastisk deformasjon, inkludert krystallfragmentering, forekomst av indre spenninger og ufullkommenhet i krystallstrukturen (dislokasjoner). Når deformerte materialer varmes opp, studeres spenningsavlastning og krystallvekst (rekrystallisering).

Røntgenanalyse av legeringer bestemmer sammensetningen og konsentrasjonen av faste løsninger. Når en fast løsning vises, endres de interatomiske avstandene og følgelig avstandene mellom atomplanene. Disse endringene er små, så det er utviklet spesielle presisjonsmetoder for å måle periodene til krystallgitteret med en nøyaktighet som er to størrelsesordener større enn målenøyaktigheten ved bruk av konvensjonelle røntgenforskningsmetoder. Kombinasjonen av presisjonsmålinger av krystallgitterperioder og faseanalyse gjør det mulig å konstruere grensene for faseregioner i fasediagrammet. Røntgenmetoden kan også oppdage mellomtilstander mellom faste løsninger og kjemiske forbindelser - ordnede faste løsninger der urenhetsatomene ikke er tilfeldig plassert, som i faste løsninger, og samtidig ikke med tredimensjonal rekkefølge, som i kjemisk forbindelser. Røntgendiffraksjonsmønstre av ordnede solide løsninger inneholder ytterligere linjer; tolkning av røntgendiffraksjonsmønstrene viser at urenhetsatomer okkuperer visse steder i krystallgitteret, for eksempel ved toppunktene til en terning.

Når en legering som ikke gjennomgår fasetransformasjoner bråkjøles, kan en overmettet fast løsning oppstå, og ved ytterligere oppvarming eller til og med oppbevaring ved romtemperatur, brytes den faste løsningen ned med frigjøring av partikler av en kjemisk forbindelse. Dette er effekten av aldring, og det vises på røntgenstråler som en endring i posisjon og bredde på linjene. Aldringsforskning er spesielt viktig for ikke-jernholdige metallegeringer, for eksempel forvandler aldring en myk, herdet aluminiumslegering til det slitesterke strukturmaterialet duralumin.

Røntgenstudier av stålvarmebehandling er av størst teknologisk betydning. Ved bråkjøling (hurtigkjøling) av stål oppstår en diffusjonsfri austenitt-martensitt faseovergang som fører til en strukturendring fra kubisk til tetragonal, d.v.s. enhetscellen har form av et rektangulært prisme. På røntgenbilder viser dette seg som utvidelse av linjene og oppdeling av noen linjer i to. Årsakene til denne effekten er ikke bare en endring i krystallstrukturen, men også forekomsten av store indre spenninger på grunn av den termodynamiske ikke-likevekten til den martensittiske strukturen og plutselig avkjøling. Ved herding (oppvarming av det herdede stålet) smalner linjene på røntgendiffraksjonsmønstrene, dette er assosiert med en retur til likevektsstrukturen.

I i fjor Røntgenstudier av prosessering av materialer med konsentrerte energistrømmer (laserstråler, sjokkbølger, nøytroner, elektronpulser) fikk stor betydning, de krevde nye teknikker og ga nye røntgeneffekter. For eksempel, når laserstråler virker på metaller, skjer oppvarming og avkjøling så raskt at krystaller i metallet under avkjøling bare rekker å vokse til størrelser på flere elementære celler (nanokrystaller) eller ikke har tid til å oppstå i det hele tatt. Etter avkjøling ser et slikt metall ut som vanlig metall, men gir ikke klare linjer på røntgendiffraksjonsmønsteret, og de reflekterte røntgenstrålene er fordelt over hele området av beitevinkler.

Etter nøytronbestråling vises ytterligere flekker (diffuse maksima) på røntgendiffraksjonsmønstre. Radioaktivt forfall forårsaker også spesifikke røntgeneffekter knyttet til endringer i struktur, samt det faktum at prøven som studeres selv blir en kilde til røntgenstråling.

Den tyske forskeren Wilhelm Conrad Roentgen kan med rette betraktes som grunnleggeren av radiografi og oppdageren av nøkkeltrekkene til røntgenstråler.

Så, tilbake i 1895, mistenkte han ikke engang bredden av bruken og populariteten til røntgenstråler oppdaget av ham, selv om de selv da reiste en bred resonans i vitenskapens verden.

Det er usannsynlig at oppfinneren kunne ha gjettet hvilken fordel eller skade frukten av hans aktivitet ville gi. Men i dag skal vi prøve å finne ut hvilken effekt denne typen stråling har på menneskekroppen.

Røntgenstråling er utstyrt med enorm penetreringskraft, men det avhenger av bølgelengden og tettheten til materialet som bestråles;
under påvirkning av stråling begynner noen gjenstander å lyse;
Røntgen påvirker levende vesener;
takket være røntgenstråler begynner noen biokjemiske reaksjoner å oppstå;
En røntgenstråle kan ta elektroner fra noen atomer og dermed ionisere dem.

Til og med oppfinneren selv var først og fremst opptatt av spørsmålet om nøyaktig hvilke stråler han oppdaget var.

Etter å ha utført en hel serie eksperimentelle studier, fant forskeren ut at røntgenstråler er mellombølger mellom ultrafiolett og gammastråling, hvis lengde er 10 -8 cm.

Egenskapene til røntgenstrålen, som er oppført ovenfor, har destruktive egenskaper, men dette forhindrer ikke at de brukes til nyttige formål.

Så hvor i den moderne verden kan røntgenstråler brukes?

Med deres hjelp kan du studere egenskapene til mange molekyler og krystallinske formasjoner.
For feildeteksjon, det vil si å sjekke industrielle deler og enheter for defekter.
I medisinsk industri og terapeutisk forskning.

På grunn av de korte lengdene på hele området til disse bølgene og deres unike egenskaper, ble den viktigste anvendelsen av strålingen oppdaget av Wilhelm Roentgen mulig.

Siden emnet for artikkelen vår er begrenset til virkningen av røntgenstråler på menneskekroppen, som bare møter dem når du går til sykehuset, vil vi videre vurdere eksklusivt dette bruksområdet.

Forskeren som oppfant røntgenstråler gjorde dem til en uvurderlig gave for hele jordens befolkning, fordi han ikke patenterte hjernebarnet sitt for videre bruk.

Siden den første pesten har bærbare røntgenapparater reddet hundrevis av sårede liv. I dag har røntgenstråler to hovedanvendelser:

Diagnostikk med dens hjelp.

Røntgendiagnostikk brukes i forskjellige tilfeller:

fluoroskopi eller gjennomlysning;
røntgen eller fotografi;
fluorografisk undersøkelse;
tomografi ved hjelp av røntgen.

Nå må du finne ut hvordan disse metodene skiller seg fra hverandre:

Den første metoden forutsetter at motivet er plassert mellom en spesiell skjerm med fluorescerende egenskaper og et røntgenrør. Legen, basert på individuelle egenskaper, velger den nødvendige strålestyrken og mottar et bilde av bein og indre organer på skjermen.
I den andre metoden plasseres pasienten på en spesiell røntgenfilm i en kassett. I dette tilfellet er utstyret plassert over personen. Denne teknikken lar deg få et bilde i negativ, men med finere detaljer enn med fluoroskopi.
Masseundersøkelser av befolkningen for lungesykdom kan utføres ved bruk av fluorografi. På tidspunktet for prosedyren overføres bildet fra den store skjermen til en spesiell film.
Tomografi lar deg få bilder av indre organer i flere seksjoner. Det tas en hel serie bilder, som senere kalles tomogrammer.
Hvis du kobler hjelpen fra en datamaskin til den forrige metoden, vil spesialiserte programmer lage et komplett bilde laget ved hjelp av en røntgenskanner.

Alle disse metodene for å diagnostisere helseproblemer er basert på den unike egenskapen til røntgenstråler for å belyse fotografisk film. Samtidig er den gjennomtrengende evnen til inert og annet vev i kroppen vår forskjellig, noe som vises på bildet.

Etter at en annen egenskap ved røntgenstråler for å påvirke vev fra et biologisk synspunkt ble oppdaget, begynte denne funksjonen å bli aktivt brukt i behandlingen av svulster.

Celler, spesielt ondartede, deler seg veldig raskt, og den ioniserende egenskapen til stråling har en positiv effekt på terapeutisk terapi og bremser tumorveksten.

Men den andre siden av mynten er den negative effekten av røntgenstråler på cellene i det hematopoietiske, endokrine og immunsystemet, som også raskt deler seg. Som et resultat av den negative påvirkningen av røntgen, oppstår strålingssykdom.

Effekten av røntgenstråler på menneskekroppen

Bokstavelig talt umiddelbart etter en så høylytt oppdagelse i vitenskapelige verden, ble det kjent at røntgenstråler kan ha en effekt på menneskekroppen:

Under studier av egenskapene til røntgenstråler viste det seg at de kan forårsake brannskader på huden. Veldig lik termiske. Men dybden av skadene var mye større enn husskader, og de grodde verre. Mange forskere som jobber med disse lumske strålingene har mistet fingrene.
Gjennom prøving og feiling ble det funnet at hvis du reduserer tiden og mengden av investeringen, kan brannskader unngås. Senere begynte blyskjermer og fjernbestråling av pasienter å bli brukt.
Et langsiktig perspektiv på de skadelige effektene av stråler viser at endringer i blodsammensetningen etter bestråling fører til leukemi og tidlig aldring.
Alvorlighetsgraden av virkningen av røntgenstråler på menneskekroppen avhenger direkte av organet som blir bestrålt. Med en røntgen av bekkenet kan således infertilitet oppstå, og med diagnosen hematopoietiske organer kan blodsykdommer oppstå.
Selv de minste eksponeringene over lang tid kan føre til endringer på genetisk nivå.

Selvfølgelig ble alle studier utført på dyr, men forskere har bevist at patologiske endringer vil strekke seg til mennesker.

VIKTIG! Basert på de innhentede dataene ble det utviklet standarder for røntgeneksponering, som er ensartede over hele verden.

Røntgendoser under diagnose

Sannsynligvis lurer alle som forlater legekontoret etter en røntgenundersøkelse hvordan denne prosedyren vil påvirke deres fremtidige helse?

Stråleeksponering finnes også i naturen og vi møter det hver dag. For å gjøre det lettere å forstå hvordan røntgenstråler påvirker kroppen vår, vil vi sammenligne denne prosedyren med den naturlige strålingen som mottas:

med røntgen av thorax får en person en dose stråling som tilsvarer 10 dager med bakgrunnsstråling, og av magen eller tarmene - 3 år;
datamaskin tomogram av bukhulen eller hele kroppen - tilsvarende 3 års stråling;
røntgenundersøkelse av brystet - 3 måneder;
lemmer blir bestrålt med praktisk talt ingen helseskader;
Tannrøntgen, på grunn av den nøyaktige retningen til strålen og minimal eksponeringstid, er heller ikke farlig.

VIKTIG! Til tross for at dataene som presenteres, uansett hvor skremmende de måtte høres ut, oppfyller internasjonale krav. Pasienten har imidlertid all rett til å be om ytterligere beskyttelse ved alvorlig bekymring for hans velvære.

Vi møter alle røntgenundersøkelser, mer enn én gang. Imidlertid er en kategori personer utenfor de nødvendige prosedyrene gravide.

Faktum er at røntgenstråler i stor grad påvirker helsen til det ufødte barnet. Disse bølgene kan forårsake intrauterine utviklingsdefekter som følge av deres påvirkning på kromosomene.

VIKTIG! Den farligste perioden for røntgen er graviditet opptil 16 uker. I løpet av denne perioden er de mest sårbare bekken-, mage- og spinalområdene til babyen.

Når de vet om denne negative egenskapen til røntgenstråler, prøver leger over hele verden å unngå å foreskrive det til gravide kvinner.

Men det er andre kilder til stråling som en gravid kvinne kan møte:

mikroskoper drevet av elektrisitet;
farge-TV-skjermer.

De som forbereder seg på å bli mor bør definitivt vite om faren som venter dem. Under amming utgjør ikke røntgenstråler en trussel for den ammende moren og babyen.

Hva skal jeg gjøre etter røntgen?

Selv de minste effektene av røntgeneksponering kan minimeres ved å følge noen få enkle anbefalinger:

drikk melk umiddelbart etter prosedyren. Det er kjent å være i stand til å fjerne stråling;
tørr hvitvin eller druejuice har de samme egenskapene;
Det er tilrådelig å spise mer mat som inneholder jod i begynnelsen.

VIKTIG! Du bør ikke ty til medisinske prosedyrer eller bruke terapeutiske metoder etter å ha besøkt røntgenrommet.

Uansett hvilke negative egenskaper de en gang oppdagede røntgenstrålene kan ha, oppveier fordelene ved bruken fortsatt skaden de forårsaker. I medisinske institusjoner utføres lysprosedyren raskt og med minimale doser.

FORBUNDSBYRÅ FOR UTDANNING AV RF

STATS UTDANNINGSINSTITUTION

HØYERE PROFESJONELL UTDANNING

MOSKVA STATSINSTITUTT FOR STÅL OG LEGERINGER

(TEKNOLOGISK UNIVERSITET)

NOVOTROITSKY BRANCH

Institutt for OED

KURSARBEID

Disiplin: Fysikk

Tema: Røntgen

Student: Nedorezova N.A.

Gruppe: EiU-2004-25, nr. Z.K.: 04N036

Sjekket av: Ozhegova S.M.

Introduksjon

Kapittel 1. Oppdagelse av røntgenstråler

1.1 Biografi om Roentgen Wilhelm Conrad

1.2 Oppdagelse av røntgenstråler

Kapittel 2. Røntgenstråling

2.1 Røntgenkilder

2.2 Egenskaper ved røntgenstråler

2.3 Påvisning av røntgenstråler

2.4 Bruk av røntgen

Kapittel 3. Anvendelse av røntgenstråler i metallurgi

3.1 Analyse av ufullkommenhet i krystallstruktur

3.2 Spektralanalyse

Konklusjon

Liste over kilder som er brukt

applikasjoner

Introduksjon

Det var en sjelden person som ikke gikk gjennom røntgenrommet. Røntgenbilder er kjent for alle. 1995 markerte hundreårsjubileet for denne oppdagelsen. Det er vanskelig å forestille seg den enorme interessen det vakte for et århundre siden. I hendene på en mann var det en enhet ved hjelp av hvilken det var mulig å se det usynlige.

Dette er usynlig stråling, i stand til å trenge inn i, men i varierende grad, inn i alle stoffer som er elektromagnetisk stråling med en bølgelengde på rundt 10 -8 cm ble kalt røntgenstråling, til ære for Wilhelm Roentgen som oppdaget den.

I likhet med synlig lys forårsaker røntgenstråler at fotografisk film blir svart. Denne egenskapen er viktig for medisin, industri og vitenskapelig forskning. Ved å passere gjennom objektet som studeres og deretter falle ned på den fotografiske filmen, viser røntgenstråling dens indre struktur på den. Siden gjennomtrengningskraften til røntgenstråling varierer for ulike materialer, produserer deler av objektet som er mindre gjennomsiktig for det lysere områder på fotografiet enn de som strålingen trenger godt gjennom. Dermed er beinvev mindre gjennomsiktig for røntgen enn vevet som utgjør huden og indre organer. På et røntgenbilde vil derfor knoklene fremstå som lysere områder og bruddstedet, som er mindre gjennomsiktig for stråling, kan oppdages ganske enkelt. Røntgenstråler brukes også i odontologien for å oppdage karies og abscesser i tannrøtter, samt i industrien for å oppdage sprekker i støpegods, plast og gummi, i kjemi for å analysere forbindelser og i fysikk for å studere strukturen til krystaller.

Roentgens oppdagelse ble fulgt av eksperimenter av andre forskere som oppdaget mange nye egenskaper og anvendelser av denne strålingen. Et stort bidrag ble gitt av M. Laue, W. Friedrich og P. Knipping, som demonstrerte i 1912 diffraksjonen av røntgenstråler som passerer gjennom en krystall; W. Coolidge, som i 1913 oppfant et høyvakuum røntgenrør med en oppvarmet katode; G. Moseley, som etablerte i 1913 forholdet mellom bølgelengden til stråling og atomnummeret til et grunnstoff; G. og L. Bragg, som mottok Nobelprisen i 1915 for å utvikle det grunnleggende innen røntgenstrukturanalyse.

Formålet med dette kursarbeidet er å studere fenomenet røntgenstråling, oppdagelseshistorien, egenskaper og identifisere omfanget av dets anvendelse.

Kapittel 1. Oppdagelse av røntgenstråler

1.1 Biografi om Roentgen Wilhelm Conrad

Wilhelm Conrad Roentgen ble født 17. mars 1845 i regionen i Tyskland som grenser til Holland, i byen Lenepe. Han fikk sin tekniske utdannelse i Zürich ved den samme høyere tekniske skolen (polyteknisk) hvor Einstein senere studerte. Hans lidenskap for fysikk tvang ham, etter at han ble uteksaminert fra skolen i 1866, til å fortsette sin fysikkutdanning.

Etter å ha disputert for doktorgraden i filosofi i 1868, arbeidet han som assistent ved instituttet for fysikk, først i Zürich, deretter i Giessen, og deretter i Strasbourg (1874-1879) under Kundt. Her gikk Roentgen gjennom en god forsøksskole og ble førsteklasses forsøksmann. Roentgen utførte noe av sin viktige forskning sammen med sin student, en av grunnleggerne av sovjetisk fysikk A.F. Ioffe.

Vitenskapelig forskning er relatert til elektromagnetisme, krystallfysikk, optikk, molekylær fysikk.

I 1895 oppdaget han stråling med en bølgelengde kortere enn ultrafiolette stråler (røntgenstråler), senere kalt røntgenstråler, og studerte egenskapene deres: evnen til å bli reflektert, absorbert, ionisert luft, etc. Han foreslo riktig utforming av et rør for å produsere røntgenstråler - en skrånende platina-antikatode og en konkav katode: han var den første som tok bilder ved hjelp av røntgenstråler. Han oppdaget i 1885 magnetfeltet til et dielektrikum som beveger seg i et elektrisk felt (den såkalte "røntgenstrømmen"). Hans erfaring viste tydelig at magnetfeltet skapes av bevegelige ladninger, og var viktig for dannelsen av elektronisk teori av X. Lorentz. Et betydelig antall av Roentgens arbeider er viet til studiet av egenskapene til væsker, gasser, krystaller, elektromagnetiske fenomener, oppdaget forholdet mellom elektriske og optiske fenomener i krystaller.For oppdagelsen av strålene som bærer hans navn , var Roentgen den første blant fysikere som ble tildelt Nobelprisen i 1901.

Fra 1900 til De siste dagene I løpet av livet (han døde 10. februar 1923) jobbet han ved universitetet i München.

1.2 Oppdagelse av røntgenstråler

Slutten av 1800-tallet var preget av økt interesse for fenomenene med passasje av elektrisitet gjennom gasser. Faraday studerte også seriøst disse fenomenene, beskrev ulike former for utslipp og oppdaget et mørkt rom i en lysende søyle av forsjelden gass. Faradays mørke rom skiller den blåaktige katodegløden fra den rosa, anodiske gløden.

En ytterligere økning i gassfjerning endrer betraktelig glødens natur. Matematikeren Plücker (1801-1868) oppdaget i 1859, ved et tilstrekkelig sterkt vakuum, en svakt blåaktig stråle av stråler som kom fra katoden, som nådde anoden og fikk glasset i røret til å gløde. Plückers student Hittorf (1824-1914) i 1869 fortsatte sin lærers forskning og viste at en tydelig skygge vises på den fluorescerende overflaten av røret hvis et solid legeme plasseres mellom katoden og denne overflaten.

Goldstein (1850-1931), som studerte egenskapene til stråler, kalte dem katodestråler (1876). Tre år senere beviste William Crookes (1832-1919) katodestrålenes materielle natur og kalte dem «strålende materie», et stoff i en spesiell fjerde tilstand. Bevisene hans var overbevisende og visuelle. Eksperimenter med «Crookes-røret» ble senere demonstrert i alle fysikkklasserom. Avbøyningen av en katodestråle av et magnetfelt i et Crookes-rør ble en klassisk skoledemonstrasjon.

Eksperimenter på elektrisk avbøyning av katodestråler var imidlertid ikke så overbevisende. Hertz oppdaget ikke et slikt avvik og kom til den konklusjon at katodestrålen er en oscillerende prosess i eteren. Hertz' student F. Lenard, som eksperimenterte med katodestråler, viste i 1893 at de passerer gjennom et vindu dekket med aluminiumsfolie og forårsaker en glød i rommet bak vinduet. Hertz viet sin siste artikkel, publisert i 1892, til fenomenet katodestrålers passasje gjennom tynne metalllegemer. Den begynte med ordene:

"Katodestråler skiller seg fra lys på en betydelig måte med hensyn til deres evne til å penetrere faste legemer." Hertz beskriver resultatene av eksperimenter på passasje av katodestråler gjennom blader av gull, sølv, platina, aluminium, etc., og bemerker at han gjorde det. ikke observere noen spesielle forskjeller i fenomenene Strålene går ikke gjennom bladene rettlinjet, men spres ved diffraksjon. Katodestrålenes natur var fortsatt uklar.

Det var med disse rørene til Crookes, Lenard og andre at Würzburg-professor Wilhelm Conrad Roentgen eksperimenterte på slutten av 1895. En gang, på slutten av eksperimentet, etter å ha dekket røret med et svart pappdeksel, slo av lyset, men ikke men da han slo av induktoren som driver røret, la han merke til gløden fra skjermen fra bariumsynoksid som ligger nær røret. Regnet av denne omstendigheten begynte Roentgen å eksperimentere med skjermen. I sin første rapport, «On a New Kind of Rays», datert 28. desember 1895, skrev han om disse første eksperimentene: «Et stykke papir belagt med bariumplatina svoveldioksid, når man nærmet seg et rør dekket med et deksel laget av tynn svart papp som passer ganske tett til den, med hver utladning blinker den med sterkt lys: den begynner å fluorescere. Fluorescens er synlig når den er tilstrekkelig mørklagt og avhenger ikke av om papiret presenteres med siden belagt med bariumblått oksid eller ikke dekket med bariumblått oksid. Fluorescens er merkbar selv i en avstand på to meter fra røret."

Nøye undersøkelser viste Roentgen "at svart papp, som ikke er gjennomsiktig verken for de synlige og ultrafiolette strålene fra solen, eller for strålene fra en elektrisk lysbue, penetreres av et middel som forårsaker fluorescens." Roentgen undersøkte den penetrerende kraften til dette "midlet, ” som han kalte for korte “røntgenbilder”, for ulike stoffer.Han oppdaget at strålene passerer fritt gjennom papir, tre, hard gummi, tynne lag av metall, men er sterkt forsinket av bly.

Deretter beskriver han den oppsiktsvekkende opplevelsen:

"Hvis du holder hånden mellom utløpsrøret og skjermen, kan du se de mørke skyggene av beinene i de svake konturene av skyggen av selve hånden." Dette var den første fluoroskopiske undersøkelsen av menneskekroppen. Roentgen fikk også de første røntgenbildene ved å bruke dem på hånden hans.

Disse bildene gjorde et enormt inntrykk; oppdagelsen var ennå ikke fullført, og røntgendiagnostikk hadde allerede begynt sin reise. "Laboratoriet mitt ble oversvømmet av leger som brakte inn pasienter som mistenkte at de hadde nåler i seg forskjellige deler kropper», skrev den engelske fysikeren Schuster.

Allerede etter de første eksperimentene slo Roentgen fast at røntgenstråler skiller seg fra katodestråler, de har ingen ladning og avledes ikke av et magnetfelt, men eksiteres av katodestråler." Røntgenstråler er ikke identiske med katodestråler. , men er begeistret av dem i glassveggene til utløpsrøret”, skrev Roentgen.

Han slo også fast at de er begeistret ikke bare i glass, men også i metaller.

Etter å ha nevnt Hertz-Lennard-hypotesen om at katodestråler "er et fenomen som forekommer i eteren," påpeker Roentgen at "vi kan si noe lignende om strålene våre." Han var imidlertid ikke i stand til å oppdage bølgeegenskapene til strålene; de "oppfører seg annerledes enn de hittil kjente ultrafiolette, synlige og infrarøde strålene." I sine kjemiske og selvlysende virkninger, ifølge Roentgen, ligner de på ultrafiolette stråler. sin første melding, uttalte han antagelsen som ble igjen senere at de kunne være langsgående bølger i eteren.

Roentgens oppdagelse vakte stor interesse i den vitenskapelige verden. Eksperimentene hans ble gjentatt i nesten alle laboratorier i verden. I Moskva ble de gjentatt av P.N. Lebedev. I St. Petersburg ble radiooppfinneren A.S. Popov eksperimenterte med røntgenbilder, demonstrerte dem på offentlige forelesninger og skaffet ulike røntgenbilder. I Cambridge D.D. Thomson brukte umiddelbart den ioniserende effekten av røntgenstråler for å studere passasje av elektrisitet gjennom gasser. Forskningen hans førte til oppdagelsen av elektronet.

Kapittel 2. Røntgenstråling

Røntgenstråling er elektromagnetisk ioniserende stråling, som okkuperer spektralområdet mellom gamma- og ultrafiolett stråling innenfor bølgelengder fra 10 -4 til 10 3 (fra 10 -12 til 10 -5 cm).R. l. med bølgelengde λ< 2 условно называются жёсткими, с λ >2 - myk.

2.1 Røntgenkilder

Den vanligste kilden til røntgenstråler er et røntgenrør. - elektrisk vakuumenhet , tjener som en kilde for røntgenstråling. Slik stråling oppstår når elektroner som sendes ut av katoden bremses og treffer anoden (anti-katoden); i dette tilfellet blir energien til elektroner akselerert av et sterkt elektrisk felt i rommet mellom anoden og katoden delvis omdannet til røntgenenergi. Røntgenrørstrålingen er en superposisjon av bremsstrahlung røntgenstråling på den karakteristiske strålingen til anodesubstansen. Røntgenrør utmerker seg: ved metoden for å oppnå en strøm av elektroner - med en termionisk (oppvarmet) katode, feltemisjon (spiss) katode, en katode bombardert med positive ioner og med en radioaktiv (β) kilde til elektroner; i henhold til vakuummetoden - forseglet, demonterbar; etter strålingstid - kontinuerlig, pulsert; etter type anodekjøling - med vann, olje, luft, strålingskjøling; etter fokusstørrelse (strålingsområde ved anoden) - makrofokus, skarpt fokus og mikrofokus; i henhold til formen - ring, rund, linjeform; i henhold til metoden for å fokusere elektroner på anoden - med elektrostatisk, magnetisk, elektromagnetisk fokusering.

Røntgenrør brukes i røntgenstrukturanalyse (vedlegg 1), røntgenspektralanalyse, feildeteksjon (vedlegg 1), røntgendiagnostikk (vedlegg 1), røntgenterapi , røntgenmikroskopi og mikroradiografi. De mest brukte på alle områder er forseglede røntgenrør med en termionisk katode, en vannkjølt anode og et elektrostatisk elektronfokuseringssystem (vedlegg 2). Den termioniske katoden til røntgenrør er vanligvis en spiral eller rett filament av wolframtråd, oppvarmet av en elektrisk strøm. Arbeidsdelen av anoden - en metallspeiloverflate - er plassert vinkelrett eller i en viss vinkel til strømmen av elektroner. For å oppnå et kontinuerlig spekter av høyenergi og høyintensitets røntgenstråling, brukes anoder laget av Au og W; i strukturanalyse brukes røntgenrør med anoder laget av Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag.

Hovedkarakteristikkene til røntgenrør er maksimal tillatt akselerasjonsspenning (1-500 kV), elektronstrøm (0,01 mA - 1A), spesifikk effekt som forsvinner av anoden (10-10 4 W/mm 2), totalt strømforbruk (0,002 W - 60 kW) og fokusstørrelser (1 µm - 10 mm). Effektiviteten til røntgenrøret er 0,1-3%.

Noen radioaktive isotoper kan også tjene som kilder til røntgenstråler. : noen av dem sender direkte ut røntgenstråler, andres kjernefysiske stråling (elektroner eller λ-partikler) bombarderer et metallmål, som sender ut røntgenstråler. Intensiteten til røntgenstråling fra isotopkilder er flere størrelsesordener mindre enn intensiteten til stråling fra et røntgenrør, men dimensjonene, vekten og kostnadene til isotopkilder er uforlignelig mindre enn installasjoner med røntgenrør.

Synkrotroner og elektronlagringsringer med energier på flere GeV kan tjene som kilder til myke røntgenstråler med λ i størrelsesorden titalls og hundrevis. Intensiteten til røntgenstråling fra synkrotroner overstiger intensiteten til et røntgenrør i denne regionen av spekteret med 2-3 størrelsesordener.

Naturlige kilder til røntgenstråler er solen og andre romobjekter.

2.2 Egenskaper ved røntgenstråler

Avhengig av mekanismen for røntgengenerering, kan deres spektre være kontinuerlige (bremsstrahlung) eller linje (karakteristisk). Et kontinuerlig røntgenspektrum sendes ut av hurtigladede partikler som et resultat av deres retardasjon når de interagerer med målatomer; dette spekteret når betydelig intensitet bare når målet blir bombardert med elektroner. Intensiteten til bremsstrahlung røntgenstråler er fordelt over alle frekvenser opp til høyfrekvensgrensen 0, hvor fotonenergien h 0 (h er Plancks konstant ) er lik energien eV til de bombarderende elektronene (e er ladningen til elektronet, V er potensialforskjellen til akselerasjonsfeltet som passerer dem). Denne frekvensen tilsvarer kortbølgegrensen til spekteret 0 = hc/eV (c er lysets hastighet).

Linjestråling oppstår etter ionisering av et atom med utstøting av et elektron fra et av dets indre skall. Slik ionisering kan skyldes kollisjonen av et atom med en rask partikkel som et elektron (primære røntgenstråler), eller absorpsjon av et foton av atomet (fluorescerende røntgenstråler). Det ioniserte atomet befinner seg i den innledende kvantetilstanden på et av de høye energinivåene og etter 10 -16 -10 -15 sekunder går det over i den endelige tilstanden med lavere energi. I dette tilfellet kan atomet avgi overflødig energi i form av et foton med en viss frekvens. Frekvensene til linjene i spekteret til slik stråling er karakteristiske for atomene til hvert element, derfor kalles linjerøntgenspekteret karakteristisk. Avhengigheten av frekvensen til linjene i dette spekteret på atomnummeret Z er bestemt av Moseleys lov.

Moseleys lov, loven om frekvensen til spektrallinjene for karakteristisk røntgenstråling kjemisk element med serienummeret. Eksperimentelt etablert av G. Moseley i 1913. I følge Moseleys lov er kvadratroten av frekvensen  av spektrallinjen til den karakteristiske strålingen til et element en lineær funksjon av dets serienummer Z:

hvor R er Rydberg-konstanten , S n - screeningskonstant, n - hovedkvantenummer. På Moseley-diagrammet (vedlegg 3) er avhengigheten av Z en rekke rette linjer (K-, L-, M-, osv. serier, tilsvarende verdiene n = 1, 2, 3,.).

Moseleys lov var et ugjendrivelig bevis på riktig plassering av elementer i det periodiske system av elementer DI. Mendeleev og bidro til å klargjøre den fysiske betydningen av Z.

I samsvar med Moseleys lov avslører ikke røntgenkarakteristiske spektre de periodiske mønstrene som er iboende i optiske spektre. Dette indikerer at de indre elektronskallene til atomene til alle elementene, som vises i de karakteristiske røntgenspektrene, har en lignende struktur.

Senere eksperimenter avslørte noen avvik fra det lineære forholdet for overgangsgrupper av elementer assosiert med en endring i rekkefølgen for å fylle de ytre elektronskallene, så vel som for tunge atomer, som følge av relativistiske effekter (betinget forklart av det faktum at hastighetene til indre er sammenlignbare med lysets hastighet).

Avhengig av en rekke faktorer - antall nukleoner i kjernen (isotonisk skift), tilstanden til de ytre elektronskallene (kjemisk skift) etc. - kan posisjonen til spektrallinjene på Moseley-diagrammet endres litt. Ved å studere disse skiftene kan vi få detaljert informasjon om atomet.

Bremsstrahlung røntgenstråler som sendes ut av svært tynne mål er fullstendig polarisert nær 0; Når 0 minker, reduseres graden av polarisering. Karakteristisk stråling er som regel ikke polarisert.

Når røntgenstråler samhandler med materie, kan det oppstå en fotoelektrisk effekt. , den medfølgende absorpsjonen av røntgenstråler og deres spredning, den fotoelektriske effekten observeres i tilfellet når et atom, som absorberer et røntgenfoton, sender ut et av dets indre elektroner, hvoretter det enten kan gjøre en strålingsovergang, og sender ut en foton av karakteristisk stråling, eller støt ut et andre elektron i en ikke-strålende overgang (Auger-elektron). Under påvirkning av røntgenstråler på ikke-metalliske krystaller (for eksempel steinsalt), vises ioner med en ekstra positiv ladning på noen steder i atomgitteret, og overskytende elektroner vises i nærheten av dem. Slike forstyrrelser i strukturen til krystaller, kalt røntgeneksitoner , er fargesentre og forsvinner bare med en betydelig økning i temperaturen.

Når røntgenstråler passerer gjennom et stofflag med tykkelse x, synker deres begynnelsesintensitet I 0 til verdien I = I 0 e - μ x hvor μ er dempningskoeffisienten. Svekkelsen av I skjer på grunn av to prosesser: absorpsjon av røntgenfotoner av materie og en endring i deres retning under spredning. I langbølgeområdet av spekteret dominerer absorpsjon av røntgenstråler, i kortbølgeområdet dominerer deres spredning. Absorpsjonsgraden øker raskt med økende Z og λ. For eksempel trenger harde røntgenstråler fritt gjennom et luftlag ~ 10 cm; en aluminiumsplate 3 cm tykk demper røntgenstråler med λ = 0,027 med halvparten; myke røntgenstråler absorberes betydelig i luft, og deres bruk og forskning er bare mulig i et vakuum eller i en svakt absorberende gass (for eksempel He). Når røntgenstråler absorberes, blir atomene i stoffet ionisert.

Effekten av røntgenstråler på levende organismer kan være gunstig eller skadelig avhengig av ioniseringen de forårsaker i vev. Siden absorpsjonen av røntgenstråler avhenger av λ, kan ikke deres intensitet tjene som et mål på den biologiske effekten av røntgenstråler. Røntgenmålinger brukes til å måle kvantitativt effekten av røntgenstråler på materie. , dens måleenhet er røntgen

Spredning av røntgenstråler i området med store Z og λ skjer hovedsakelig uten å endre λ og kalles koherent spredning, og i området med liten Z og λ øker den som regel (usammenhengende spredning). Det er 2 kjente typer usammenhengende spredning av røntgenstråler - Compton og Raman. I Compton-spredning, som har karakter av uelastisk korpuskulær spredning, på grunn av energien som delvis går tapt av røntgenfotonet, flyr et rekylelektron ut av atomets skall. I dette tilfellet avtar fotonenergien og retningen endres; endringen i λ avhenger av spredningsvinkelen. Under Raman-spredning av et høyenergi røntgenfoton på et lysatom, blir en liten del av energien brukt på ionisering av atomet og bevegelsesretningen til fotonet endres. Endringen i slike fotoner er ikke avhengig av spredningsvinkelen.

Brytningsindeksen n for røntgenstråler skiller seg fra 1 med en svært liten mengde δ = 1-n ≈ 10 -6 -10 -5. Fasehastigheten til røntgenstråler i et medium er større enn lysets hastighet i et vakuum. Avbøyningen av røntgenstråler når den går fra ett medium til et annet er veldig liten (noen få minutter med bue). Når røntgenstråler faller fra et vakuum på overflaten av en kropp i en veldig liten vinkel, reflekteres de fullstendig eksternt.

2.3 Påvisning av røntgenstråler

Det menneskelige øyet er ikke følsomt for røntgenstråler. Røntgen

Strålene tas opp ved hjelp av en spesiell røntgenfotografisk film som inneholder en økt mengde Ag og Br. I regionen λ<0,5 чувствительность этих плёнок быстро падает и может быть искусственно повышена плотно прижатым к плёнке флуоресцирующим экраном. В области λ>5, er følsomheten til vanlig positiv fotografisk film ganske høy, og kornene er mye mindre enn kornene til røntgenfilm, noe som øker oppløsningen. Ved λ av størrelsesorden titalls og hundrevis virker røntgenstråler bare på det tynneste overflatelaget av fotoemulsjonen; For å øke følsomheten til filmen sensibiliseres den med selvlysende oljer. I røntgendiagnostikk og feildeteksjon brukes elektrofotografering noen ganger for å ta opp røntgenstråler. (elektroradiografi).

Røntgenstråler med høy intensitet kan tas opp ved hjelp av et ioniseringskammer (Vedlegg 4), røntgenbilder av middels og lav intensitet ved λ< 3 - сцинтилляционным счётчиком med NaI (Tl) krystall (vedlegg 5), ved 0,5< λ < 5 - счётчиком Гейгера - Мюллера (vedlegg 6) og en forseglet proporsjonalteller (Vedlegg 7), ved 1< λ < 100 - проточным пропорциональным счётчиком, при λ < 120 - полупроводниковым детектором (Vedlegg 8). I området med veldig stor λ (fra titalls til 1000) kan sekundære elektronmultiplikatorer av åpen type med forskjellige fotokatoder ved inngangen brukes til å registrere røntgenstråler.

2.4 Bruk av røntgen

Røntgenstråler er mest brukt i medisin for røntgendiagnostikk. og strålebehandling . Deteksjon av røntgenfeil er viktig for mange grener av teknologi. for eksempel for å oppdage indre defekter i støpegods (skall, slagginneslutninger), sprekker i skinner og defekter i sveiser.

Røntgenstrukturanalyse lar deg etablere det romlige arrangementet av atomer i krystallgitteret til mineraler og forbindelser, i uorganiske og organiske molekyler. Basert på en rekke allerede dechiffrerte atomstrukturer, kan det omvendte problemet også løses: ved å bruke et røntgendiffraksjonsmønster polykrystallinsk stoff, for eksempel legert stål, legering, malm, månejord, kan den krystallinske sammensetningen av dette stoffet fastslås, dvs. faseanalyse ble utført. Tallrike anvendelser av R. l. radiografi av materialer brukes til å studere egenskapene til faste stoffer .

Røntgenmikroskopi gjør det for eksempel mulig å få et bilde av en celle eller mikroorganisme, og se deres indre struktur. Røntgenspektroskopi ved hjelp av røntgenspektra, studerer energifordelingen av tettheten til elektroniske tilstander i forskjellige stoffer, undersøker naturen til kjemiske bindinger, finner den effektive ladningen til ioner i faste stoffer og molekyler. Røntgenspektralanalyse Basert på posisjonen og intensiteten til linjene i det karakteristiske spekteret, lar det en bestemme den kvalitative og kvantitative sammensetningen av et stoff og tjener til ekspress ikke-destruktiv testing av sammensetningen av materialer på metallurgiske og sementanlegg og prosessanlegg. Ved automatisering av disse virksomhetene brukes røntgenspektrometre og kvantemålere som sensorer for materiesammensetning.

Røntgenstråler som kommer fra verdensrommet bærer informasjon om den kjemiske sammensetningen av kosmiske kropper og fysiske prosesser skjer i verdensrommet. Røntgenastronomi studerer kosmiske røntgenstråler. . Kraftige røntgenstråler brukes i strålingskjemi for å stimulere visse reaksjoner, polymerisering av materialer og oppsprekking av organiske stoffer. Røntgenstråler brukes også til å oppdage eldgamle malerier skjult under et lag med sent maling, i næringsmiddelindustrien for å identifisere fremmedlegemer som ved et uhell har kommet inn i matvarer, i rettsmedisin, arkeologi, etc.

Kapittel 3. Anvendelse av røntgenstråler i metallurgi

En av hovedoppgavene til røntgendiffraksjonsanalyse er å bestemme materialet eller fasesammensetningen til et materiale. Røntgendiffraksjonsmetoden er direkte og er preget av høy pålitelighet, hurtighet og relativ billighet. Metoden krever ikke mye stoff, analysen kan utføres uten å ødelegge delen. Anvendelsesområdene for kvalitativ faseanalyse er svært mangfoldige, både for forskning og kontroll i produksjonen. Du kan sjekke sammensetningen av utgangsmaterialene til metallurgisk produksjon, synteseprodukter, prosessering, resultatet av faseendringer under termisk og kjemisk-termisk behandling, analysere forskjellige belegg, tynne filmer, etc.

Hver fase, som har sin egen krystallstruktur, er preget av et visst sett med diskrete verdier av interplanare avstander d/n, som bare er iboende for denne fasen, fra maksimum og under. Som det følger av Wulff-Bragg-ligningen, tilsvarer hver verdi av den interplanare avstanden en linje på røntgendiffraksjonsmønsteret fra en polykrystallinsk prøve ved en viss vinkel θ (for en gitt bølgelengde λ). Dermed vil et visst sett av interplanare avstander for hver fase i røntgendiffraksjonsmønsteret tilsvare et visst system av linjer (diffraksjonsmaksima). Den relative intensiteten til disse linjene i røntgendiffraksjonsmønsteret avhenger først og fremst av strukturen til fasen. Derfor, ved å bestemme plasseringen av linjene på røntgenbildet (dets vinkel θ) og vite bølgelengden til strålingen der røntgenbildet ble tatt, kan vi bestemme verdiene til de interplanare avstandene d/ n ved å bruke Wulff-Bragg-formelen:

/n = λ/ (2sin θ). (1)

Etter å ha bestemt et sett med d/n for materialet som studeres og sammenlignet det med tidligere kjente d/n-data for rene stoffer, deres ulike sammenhenger, er det mulig å fastslå hvilken fase som utgjør dette materialet. Det skal presiseres at det er fasene som bestemmes, og ikke kjemisk oppbygning, men sistnevnte kan noen ganger utledes hvis det finnes tilleggsdata om grunnstoffsammensetningen til en bestemt fase. Oppgaven med kvalitativ faseanalyse blir mye lettere dersom den kjemiske sammensetningen av materialet som studeres er kjent, fordi det da kan gjøres foreløpige antakelser om ev. i dette tilfellet faser.

Det viktigste for faseanalyse er å nøyaktig måle d/n og linjeintensitet. Selv om dette i prinsippet er lettere å oppnå ved bruk av et diffraktometer, har fotometoden for kvalitativ analyse noen fordeler, først og fremst når det gjelder sensitivitet (evnen til å oppdage tilstedeværelsen av en liten mengde fase i en prøve), samt enkelheten av eksperimentell teknikk.

Beregning av d/n fra et røntgendiffraksjonsmønster utføres ved å bruke Wulff-Bragg-ligningen.

Verdien av λ i denne ligningen brukes vanligvis λ α avg K-serien:

λ α av = (2λ α1 + λ α2) /3 (2)

Noen ganger brukes linje K α1. Ved å bestemme diffraksjonsvinklene θ for alle linjer med røntgenfotografier kan du beregne d/n ved å bruke ligning (1) og separate β-linjer (hvis det ikke var noe filter for (β-stråler).

3.1 Analyse av ufullkommenhet i krystallstruktur

Alle ekte enkrystallinske og spesielt polykrystallinske materialer inneholder visse strukturelle ufullkommenheter (punktdefekter, dislokasjoner, ulike typer grensesnitt, mikro- og makrobelastninger), som har en meget sterk innflytelse på alle struktursensitive egenskaper og prosesser.

Strukturelle ufullkommenheter forårsaker forstyrrelser av krystallgitteret av forskjellig natur og, som en konsekvens, forskjellige typer endringer i diffraksjonsmønsteret: endringer i interatomiske og interplanare avstander forårsaker en forskyvning av diffraksjonsmaksima, mikrospenninger og substrukturdispersjon fører til utvidelse av diffraksjonsmaksima, gittermikroforvrengninger fører til endringer i intensiteten til disse maksima, tilstedeværelsesdislokasjoner forårsaker anomale fenomener under passasjen av røntgenstråler og følgelig lokale inhomogeniteter i kontrast på røntgentopogrammer, etc.

Som et resultat er røntgendiffraksjonsanalyse en av de mest informative metodene for å studere strukturelle ufullkommenheter, deres type og konsentrasjon, og arten av distribusjon.

Den tradisjonelle direkte metoden for røntgendiffraksjon, som er implementert på stasjonære diffraktometre, på grunn av deres designfunksjoner, tillater kvantitativ bestemmelse av spenninger og tøyninger kun på små prøver kuttet fra deler eller gjenstander.

Derfor er det for tiden en overgang fra stasjonære til bærbare røntgendiffraktometre i liten størrelse, som gir vurdering av spenninger i materialet til deler eller gjenstander uten ødeleggelse på stadiene av deres produksjon og drift.

Bærbare røntgendiffraktometre i DRP * 1-serien lar deg overvåke gjenværende og effektive spenninger i store deler, produkter og strukturer uten ødeleggelse

Programmet i Windows-miljøet lar ikke bare bestemme spenninger ved å bruke "sin 2 ψ"-metoden i sanntid, men også å overvåke endringer i fasesammensetning og tekstur. Den lineære koordinatdetektoren gir samtidig registrering ved diffraksjonsvinkler på 2θ = 43°. Små røntgenrør av typen "Fox" med høy lysstyrke og lav effekt (5 W) sikrer den radiologiske sikkerheten til enheten, der strålingsnivået i en avstand på 25 cm fra det bestrålte området er lik naturlig bakgrunnsnivå. Enheter i DRP-serien brukes til å bestemme spenninger i ulike stadier av metallforming, under skjæring, sliping, varmebehandling, sveising, overflateherding for å optimere disse teknologiske operasjonene. Overvåking av fallet i nivået av induserte gjenværende trykkspenninger i spesielt kritiske produkter og strukturer under driften gjør at produktet kan tas ut av drift før det blir ødelagt, og forhindrer mulige ulykker og katastrofer.

3.2 Spektralanalyse

Sammen med å bestemme den atomære krystallstrukturen og fasesammensetningen til et materiale, for fullstendig karakterisering er det nødvendig å bestemme dets kjemiske sammensetning.

I økende grad brukes ulike såkalte instrumentelle metoder for spektralanalyse i praksis til disse formålene. Hver av dem har sine egne fordeler og bruksområder.

Et av de viktige kravene i mange tilfeller er at metoden som brukes sikrer sikkerheten til det analyserte objektet; Det er nettopp disse analysemetodene som diskuteres i denne delen. Det neste kriteriet for valg av analysemetodene beskrevet i denne delen er deres lokalitet.

Metoden for fluorescerende røntgenspektralanalyse er basert på penetrering av ganske hard røntgenstråling (fra et røntgenrør) inn i det analyserte objektet, og trenger inn i et lag med en tykkelse på omtrent flere mikrometer. Den karakteristiske røntgenstrålingen som vises i objektet gjør det mulig å få gjennomsnittlige data om dens kjemiske sammensetning.

For å bestemme grunnstoffsammensetningen til et stoff, kan du bruke analyse av spekteret av karakteristisk røntgenstråling av en prøve plassert på anoden til et røntgenrør og utsatt for bombardement med elektroner - utslippsmetoden, eller analyse av spektrum av sekundær (fluorescerende) røntgenstråling av en prøve bestrålt med harde røntgenstråler fra et røntgenrør eller annen kilde - fluorescerende metode.

Ulempen med emisjonsmetoden er for det første behovet for å plassere prøven på anoden til røntgenrøret og deretter pumpe den ut med vakuumpumper; Åpenbart er denne metoden uegnet for lavtsmeltende og flyktige stoffer. Den andre ulempen er knyttet til det faktum at selv ildfaste gjenstander blir skadet av elektronbombardement. Den fluorescerende metoden er fri for disse ulempene og har derfor en mye bredere anvendelse. Fordelen med den fluorescerende metoden er også fraværet av bremsstrahlung-stråling, som forbedrer følsomheten til analysen. Sammenligning av målte bølgelengder med tabeller over spektrallinjer av kjemiske elementer danner grunnlaget for kvalitativ analyse, og de relative verdiene av intensiteten til spektrallinjene til forskjellige elementer som danner stoffet i prøven danner grunnlaget kvantitativ analyse. Fra en undersøkelse av mekanismen for eksitasjon av karakteristisk røntgenstråling er det klart at stråling av en eller annen serie (K eller L, M, etc.) oppstår samtidig, og forholdene mellom linjeintensiteter i serien er alltid konstante . Derfor er tilstedeværelsen av et eller annet element etablert ikke av individuelle linjer, men av en serie linjer som helhet (bortsett fra de svakeste, med tanke på innholdet i et gitt element). For relativt lette elementer brukes analyse av K-serie linjer, for tunge elementer - L-serie linjer; under forskjellige forhold (avhengig av utstyret som brukes og elementene som analyseres), kan forskjellige områder av det karakteristiske spekteret være mest hensiktsmessige.

Hovedtrekkene ved røntgenspektralanalyse er som følger.

Enkelheten til røntgenkarakteristiske spektre selv for tunge elementer (sammenlignet med optiske spektre), noe som forenkler analysen (lite antall linjer; likhet i deres relativ posisjon; med en økning i serienummeret er det en naturlig forskyvning av spekteret til kortbølgeområdet, noe som gjør kvantitativ analyse relativt enklere).

Uavhengighet av bølgelengder fra tilstanden til atomene til elementet som analyseres (fri eller i en kjemisk forbindelse). Dette skyldes det faktum at utseendet til karakteristisk røntgenstråling er assosiert med eksitering av interne elektroniske nivåer, som i de fleste tilfeller praktisk talt ikke endres avhengig av graden av ionisering av atomer.

Evnen til å separere i analysen sjeldne jordarter og noen andre elementer som har små forskjeller i spektre i det optiske området på grunn av likheten i den elektroniske strukturen til de ytre skallene og skiller seg svært lite i deres kjemiske egenskaper.

Røntger "ikke-destruktiv", så den har en fordel fremfor den konvensjonelle optiske spektroskopimetoden når man analyserer tynne prøver - tynn metallplate, folie, etc.

Røntgenfluorescensspektrometre har blitt spesielt mye brukt i metallurgiske virksomheter, inkludert flerkanalsspektrometre eller kvantometre som gir rask kvantitativ analyse av grunnstoffer (fra Na eller Mg til U) med en feil på mindre enn 1 % av den fastsatte verdien, en sensitivitetsterskel på 10 -3 ... 10 -4 % .

røntgenstråle

Metoder for å bestemme den spektrale sammensetningen av røntgenstråling

Spektrometre er delt inn i to typer: krystalldiffraksjon og krystallfrie.

Nedbrytningen av røntgenstråler til et spektrum ved hjelp av et naturlig diffraksjonsgitter - en krystall - ligner i hovedsak på å oppnå spekteret til vanlige lysstråler ved bruk av et kunstig diffraksjonsgitter i form av periodiske linjer på glass. Betingelsen for dannelsen av et diffraksjonsmaksimum kan skrives som betingelsen for "refleksjon" fra et system av parallelle atomplan atskilt med en avstand d hkl.

Når man utfører kvalitativ analyse, kan man bedømme tilstedeværelsen av et bestemt element i en prøve med én linje - vanligvis den mest intense linjen i spektralserien som passer for en gitt krystallanalysator. Oppløsningen til er tilstrekkelig til å skille de karakteristiske linjene til jevne elementer som er naboer i posisjon i det periodiske systemet. Imidlertid må vi også ta hensyn til overlappingen av forskjellige linjer av forskjellige elementer, så vel som overlappingen av refleksjoner av forskjellige rekkefølger. Denne omstendigheten må tas i betraktning når du velger analytiske linjer. Samtidig er det nødvendig å bruke mulighetene for å forbedre oppløsningen til enheten.

Konklusjon

Dermed er røntgenstråler usynlig elektromagnetisk stråling med en bølgelengde på 10 5 - 10 2 nm. Røntgenstråler kan trenge gjennom noen materialer som er ugjennomsiktige for synlig lys. De sendes ut under retardasjonen av raske elektroner i et stoff (kontinuerlig spektrum) og under overganger av elektroner fra de ytre elektronskallene til et atom til de indre (linjespekteret). Kilder til røntgenstråling er: et røntgenrør, noen radioaktive isotoper, akseleratorer og elektronlagringsenheter (synkrotronstråling). Mottakere - fotografisk film, fluorescerende skjermer, kjernefysiske strålingsdetektorer. Røntgenstråler brukes i røntgendiffraksjonsanalyse, medisin, feildeteksjon, røntgenspektralanalyse, etc.

Etter å ha vurdert de positive aspektene ved V. Roentgens oppdagelse, er det nødvendig å merke seg dens skadelige biologiske effekt. Det viste seg at røntgenstråling kan forårsake noe sånt som alvorlig solbrenthet (erytem), men ledsaget av dypere og mer permanent skade på huden. Sårene som oppstår blir ofte til kreft. I mange tilfeller måtte fingre eller hender amputeres. Det var også dødsfall.

Det har vist seg at hudskader kan unngås ved å redusere eksponeringstid og dose, ved å bruke skjerming (f.eks. bly) og fjernkontroller. Men andre, mer langsiktige konsekvenser av røntgenbestråling dukket gradvis opp, som deretter ble bekreftet og studert i forsøksdyr. Effekter forårsaket av røntgenstråler og annen ioniserende stråling (som gammastråling som sendes ut av radioaktive materialer) inkluderer:

) midlertidige endringer i blodsammensetningen etter relativt liten overflødig stråling;

) irreversible endringer i blodets sammensetning (hemolytisk anemi) etter langvarig overdreven stråling;

) økt forekomst av kreft (inkludert leukemi);

) raskere aldring og tidligere død;

) forekomsten av grå stær.

Den biologiske påvirkningen av røntgenstråling på menneskekroppen bestemmes av nivået på stråledose, samt hvilket organ i kroppen som ble utsatt for stråling.

Akkumuleringen av kunnskap om virkningene av røntgenstråling på menneskekroppen har ført til utviklingen av nasjonale og internasjonale standarder for tillatte stråledoser, publisert i ulike referansepublikasjoner.

For å unngå de skadelige effektene av røntgenstråling, brukes kontrollmetoder:

) tilgjengelighet av tilstrekkelig utstyr,

) overvåke overholdelse av sikkerhetsforskrifter,

) riktig bruk av utstyr.

Liste over kilder som er brukt

1) Blokhin M.A., Physics of X-rays, 2. utgave, M., 1957;

) Blokhin M.A., Methods of X-ray spectral studies, M., 1959;

) Røntgen. Lør. redigert av M.A. Blokhina, pr. med ham. og English, M., 1960;

) Kharaja F., Generelt kurs i røntgenteknologi, 3. utgave, M. - L., 1966;

) Mirkin L.I., Handbook on X-ray structural analysis of polycrystals, M., 1961;

) Vainshtein E.E., Kahana M.M., Referansetabeller for røntgenspektroskopi, M., 1953.

) Røntgen og elektronoptisk analyse. Gorelik S.S., Skakov Yu.A., Rastorguev L.N.: Lærebok. En håndbok for universiteter. - 4. utg. Legg til. Og omarbeidet. - M.: "MISiS", 2002. - 360 s.

applikasjoner

Vedlegg 1

Generelt bilde av røntgenrør

Vedlegg 2

Røntgenrørdiagram for strukturanalyse

Diagram av et røntgenrør for strukturell analyse: 1 - metallanodekopp (vanligvis jordet); 2 - berylliumvinduer for røntgenstråling; 3 - termionisk katode; 4 - glasskolbe, isolerer anodedelen av røret fra katoden; 5 - katodeterminaler, som filamentspenningen tilføres, så vel som høy (i forhold til anoden) spenning; 6 - elektrostatisk elektronfokuseringssystem; 7 - anode (anti-katode); 8 - rør for innløp og utløp av rennende vann som kjøler anodekoppen.

Vedlegg 3

Moseley-diagram

Moseley-diagram for K-, L- og M-serier av karakteristisk røntgenstråling. Abscisseaksen viser serienummeret til elementet Z, og ordinataksen viser ( Med- lysets hastighet).

Vedlegg 4

Ioniseringskammer.

Figur 1. Tverrsnitt av et sylindrisk ioniseringskammer: 1 - sylindrisk kammerlegeme, tjener som en negativ elektrode; 2 - sylindrisk stang som tjener som en positiv elektrode; 3 - isolatorer.

Ris. 2. Kretsdiagram for å slå på et strømioniseringskammer: V - spenning ved kammerelektrodene; G - galvanometer som måler ioniseringsstrøm.

Ris. 3. Strøm-spenningskarakteristikker til ioniseringskammeret.

Ris. 4. Tilkoblingsskjema for pulsioniseringskammeret: C - kapasiteten til samleelektroden; R - motstand.

Vedlegg 5

Scintillasjonsteller.

Scintillasjonstellerkrets: lyskvanter (fotoner) "slår ut" elektroner fra fotokatoden; beveger seg fra dynode til dynode, multipliserer elektronskredet.

Vedlegg 6

Geiger-Muller teller.

Ris. 1. Diagram av en glass Geiger-Müller teller: 1 - hermetisk forseglet glassrør; 2 - katode (et tynt lag kobber på et rustfritt stålrør); 3 - katodeutgang; 4 - anode (tynn strukket tråd).

Ris. 2. Kretsskjema for tilkobling av en Geiger-Müller teller.

Ris. 3. Telleegenskaper til en Geiger-Müller-teller.

Vedlegg 7

Proporsjonal teller.

Skjema av en proporsjonal teller: a - elektrondriftsområde; b - område for gassforsterkning.

Vedlegg 8

Halvlederdetektorer

Halvleder detektorer; Det sensitive området fremheves av skyggelegging; n - område av halvlederen med elektronisk ledningsevne, p - med hullledningsevne, i - med indre ledningsevne; a -r; b - drift germanium-litium plan detektor; c - germanium-litium koaksial detektor.

Advarsel /var/www/x-raydoctor..php på nett 1364

Advarsel: preg_match(): Kompilering mislyktes: ugyldig område i tegnklasse ved offset 4 tommer /var/www/x-raydoctor..php på nett 1364

Advarsel /var/www/x-raydoctor..php på nett 684

Advarsel /var/www/x-raydoctor..php på nett 691

Advarsel: preg_match_all(): Kompilering mislyktes: ugyldig område i tegnklasse ved offset 4 tommer /var/www/x-raydoctor..php på nett 684

Advarsel: Ugyldig argument oppgitt for foreach() i /var/www/x-raydoctor..php på nett 691

Røntgenstråler spiller en stor rolle i moderne medisin; historien til oppdagelsen av røntgenstråler går tilbake til 1800-tallet.

Røntgenstråler er elektromagnetiske bølger som produseres med deltakelse av elektroner. Når ladede partikler akselereres sterkt, dannes kunstige røntgenstråler. Den går gjennom spesialutstyr:

ladede partikkelakseleratorer.

Oppdagelseshistorie

Disse strålene ble oppfunnet i 1895 av den tyske forskeren Roentgen: mens han jobbet med et katodestrålerør, oppdaget han fluorescenseffekten til bariumplatinacyanid. Det var da slike stråler og deres fantastiske evne til å trenge gjennom kroppens vev ble beskrevet. Strålene ble kjent som røntgenstråler (røntgenstråler). Senere i Russland begynte de å bli kalt røntgen.

Røntgenstråler kan til og med trenge gjennom vegger. Så Roentgen innså at han hadde gjort den største oppdagelsen innen medisin. Det var fra denne tiden det begynte å dannes egne seksjoner i vitenskapen, som radiologi og radiologi.

Strålene er i stand til å trenge gjennom bløtvev, men er forsinket, lengden deres bestemmes av hindringen til den harde overflaten. Det myke vevet i menneskekroppen er hud, og det harde vevene er bein. I 1901 ble forskeren tildelt Nobelprisen.

Men selv før oppdagelsen av Wilhelm Conrad Roentgen var andre forskere også interessert i et lignende emne. I 1853 studerte den franske fysikeren Antoine-Philibert Mason en høyspenningsutladning mellom elektroder i et glassrør. Gassen i den begynte å frigjøre en rødlig glød ved lavt trykk. Utpumping av overflødig gass fra røret førte til oppløsning av gløden til en kompleks sekvens av individuelle lysende lag, hvis fargetone var avhengig av mengden gass.

I 1878 foreslo William Crookes (engelsk fysiker) at fluorescens oppstår på grunn av innvirkningen av stråler på glassoverflaten til røret. Men alle disse studiene ble ikke publisert noe sted, så Roentgen hadde ingen anelse om slike funn. Etter å ha publisert oppdagelsene sine i 1895 i et vitenskapelig tidsskrift, hvor forskeren skrev at alle kropper er gjennomsiktige for disse strålene, selv om de er i svært forskjellige grader, ble andre forskere interessert i lignende eksperimenter. De bekreftet oppfinnelsen av Roentgen, og deretter begynte utviklingen og forbedringen av røntgenstråler.

Wilhelm Roentgen publiserte selv ytterligere to vitenskapelige artikler om temaet røntgen i 1896 og 1897, hvoretter han tok opp andre aktiviteter. Dermed fant flere forskere det opp, men det var Roentgen som publiserte vitenskapelige arbeider i denne anledning.

Prinsipper for bildeanskaffelse

Egenskapene til denne strålingen bestemmes av naturen til deres utseende. Stråling oppstår på grunn av en elektromagnetisk bølge. Hovedegenskapene inkluderer:

Speilbilde. Hvis en bølge treffer overflaten vinkelrett, vil den ikke bli reflektert. I noen situasjoner har diamant egenskapen til refleksjon.
Evne til å penetrere vev. I tillegg kan stråler passere gjennom ugjennomsiktige overflater av materialer som tre, papir osv.
Absorpsjon. Absorpsjon avhenger av materialets tetthet: jo tettere det er, jo mer røntgenstråler absorberer det.
Noen stoffer fluorescerer, det vil si gløder. Så snart strålingen stopper, forsvinner også gløden. Hvis det fortsetter etter opphør av strålene, kalles denne effekten fosforescens.
Røntgenstråler kan belyse fotografisk film, akkurat som synlig lys.
Hvis strålen passerer gjennom luften, skjer ionisering i atmosfæren. Denne tilstanden kalles elektrisk ledende, og den bestemmes ved hjelp av et dosimeter, som setter strålingsdoseringsraten.

Stråling - skade og nytte

Da oppdagelsen ble gjort, kunne fysikeren Roentgen ikke engang forestille seg hvor farlig oppfinnelsen hans var. I gamle dager var alle enheter som produserte stråling langt fra perfekte og endte opp med store doser frigjorte stråler. Folk forsto ikke faren med slik stråling. Selv om noen forskere selv da fremsatte teorier om farene ved røntgenstråler.

Røntgenstråler, som trenger inn i vev, har en biologisk effekt på dem. Måleenheten for stråledose er røntgen per time. Hovedpåvirkningen er på de ioniserende atomene som befinner seg inne i vevene. Disse strålene virker direkte på DNA-strukturen til en levende celle. Konsekvensene av ukontrollert stråling inkluderer:

cellemutasjon;
utseendet av svulster;
stråling brannskader;
strålingssykdom.

Kontraindikasjoner for røntgenundersøkelser:

Pasientene er i alvorlig tilstand.
Graviditetsperiode på grunn av negative effekter på fosteret.
Pasienter med blødning eller åpen pneumothorax.

Hvordan fungerer røntgen og hvor brukes den?

I medisin. Røntgendiagnostikk brukes til å undersøke levende vev for å identifisere visse lidelser i kroppen. Røntgenbehandling utføres for å eliminere tumorformasjoner.
I vitenskap. Strukturen til stoffer og arten av røntgenstråler avsløres. Disse spørsmålene behandles av vitenskaper som kjemi, biokjemi og krystallografi.
I industrien. For å oppdage uregelmessigheter i metallprodukter.
For befolkningens sikkerhet. Røntgenstråler er installert på flyplasser og andre offentlige steder for å skanne bagasje.

Medisinsk bruk av røntgenstråling. I medisin og odontologi er røntgenstråler mye brukt til følgende formål:

For å diagnostisere sykdommer.
For overvåking av metabolske prosesser.
For behandling av mange sykdommer.

Bruk av røntgenstråler til medisinske formål

I tillegg til å oppdage beinbrudd, er røntgenstråler mye brukt til terapeutiske formål. Den spesialiserte anvendelsen av røntgenstråler er å oppnå følgende mål:

Å ødelegge kreftceller.
For å redusere svulststørrelsen.
For å redusere smerte.

For eksempel brukes radioaktivt jod, brukt til endokrinologiske sykdommer, aktivt mot kreft i skjoldbruskkjertelen, og hjelper derved mange mennesker med å bli kvitt denne forferdelige sykdommen. For øyeblikket, for å diagnostisere komplekse sykdommer, er røntgenstråler koblet til datamaskiner, noe som resulterer i fremveksten av de nyeste forskningsmetodene, for eksempel computer-aksial tomografi.

Disse skanningene gir leger fargebilder som viser en persons indre organer. For å oppdage funksjonen til indre organer er en liten dose stråling tilstrekkelig. Røntgen er også mye brukt i fysioterapi.

Grunnleggende egenskaper ved røntgenstråler

Penetreringsevne. Alle legemer er gjennomsiktige for røntgenstrålen, og graden av gjennomsiktighet avhenger av kroppens tykkelse. Det er takket være denne egenskapen at strålen begynte å bli brukt i medisin for å oppdage funksjonen til organer, tilstedeværelsen av brudd og fremmedlegemer i kroppen.
De er i stand til å få noen gjenstander til å gløde. For eksempel, hvis barium og platina påføres papp, vil det, etter å ha passert gjennom skanningsstråler, lyse grønngult. Plasserer du hånden mellom røntgenrøret og skjermen, vil lyset trenge mer inn i beinet enn inn i vevet, så beinvevet vil fremstå som lysest på skjermen, og muskelvevet mindre skarpt.
Handling på fotografisk film. Røntgen kan i likhet med lys gjøre en film mørk, dette lar deg fotografere skyggesiden som man får ved undersøkelse av kropper med røntgen.
Røntgenstråler kan ionisere gasser. Dette tillater ikke bare å finne strålene, men også å bestemme deres intensitet ved å måle ioniseringsstrømmen i gassen.
De har en biokjemisk effekt på kroppen til levende vesener. Takket være denne egenskapen har røntgenstråler funnet bred anvendelse i medisin: de kan behandle både hudsykdommer og sykdommer i indre organer. I dette tilfellet velges ønsket strålingsdose og varigheten av strålene. Langvarig og overdreven bruk av slik behandling er svært skadelig og skadelig for kroppen.

Bruken av røntgenstråler har resultert i å redde mange menneskeliv. Røntgenstråler hjelper ikke bare med å diagnostisere sykdommen i tide; behandlingsmetoder ved bruk av strålebehandling lindrer pasienter fra forskjellige patologier, fra hyperfunksjon av skjoldbruskkjertelen til ondartede svulster i beinvev.

Høy penetreringsevne - i stand til å penetrere visse medier. Røntgenstråler trenger best gjennom gassformige medier (lungevev), de trenger dårlig gjennom stoffer med høy elektrontetthet og høy atommasse (i mennesker, bein).
Fluorescens - glød. I dette tilfellet omdannes energien til røntgenstråling til energien til synlig lys. For tiden ligger prinsippet om fluorescens til grunn for utformingen av intensiverende skjermer designet for ytterligere eksponering av røntgenfilm. Dette lar deg redusere strålingsbelastningen på kroppen til pasienten som studeres.
Fotokjemisk - evnen til å indusere ulike kjemiske reaksjoner.
Ioniserende evne - under påvirkning av røntgenstråler ioniseres atomer (dekomponering av nøytrale molekyler til positive og negative ioner som utgjør et ionepar.
Biologisk - celleskade. For det meste er det forårsaket av ionisering av biologisk signifikante strukturer (DNA, RNA, proteinmolekyler, aminosyrer, vann). Positive biologiske effekter - antitumor, anti-inflammatorisk.

Strålerørsanordning

Røntgenstråler produseres i et røntgenrør. Et røntgenrør er en glassbeholder med vakuum inni. Det er 2 elektroder - katode og anode. Katoden er en tynn wolframspiral. Anoden i de gamle rørene var en tung kobberstang med en skrå overflate mot katoden. En plate av ildfast metall ble loddet på den skrå overflaten av anoden - et speil av anoden (anoden blir veldig varm under drift). I midten av speilet er Røntgenrørfokus– Dette er stedet der røntgenstråler produseres. Jo mindre fokusverdien er, desto klarere er konturene til motivet som fotograferes. Lite fokus anses å være 1x1 mm, eller enda mindre.

I moderne røntgenmaskiner er elektroder laget av ildfaste metaller. Vanligvis brukes rør med roterende anode. Under drift roteres anoden ved hjelp av en spesiell enhet, og elektroner som flyr fra katoden faller på det optiske fokuset. På grunn av rotasjonen av anoden endres posisjonen til det optiske fokuset hele tiden, slik at slike rør er mer holdbare og slites ikke ut i lang tid.

Hvordan produseres røntgenstråler? Først oppvarmes katodefilamentet. For å gjøre dette, ved hjelp av en nedtrappingstransformator, reduseres spenningen på røret fra 220 til 12-15V. Katodefilamentet varmes opp, elektronene i det begynner å bevege seg raskere, noen av elektronene forlater filamentet og det dannes en sky av frie elektroner rundt det. Etter dette slås en høyspentstrøm på, som oppnås ved hjelp av en opptrappingstransformator. Diagnostiske røntgenmaskiner bruker høyspenningsstrøm fra 40 til 125 kV (1 kV = 1000 V). Jo høyere spenning på røret, jo kortere er bølgelengden. Når høyspenningen er slått på, oppnås en stor potensialforskjell ved polene til røret, elektroner "bryter seg løs" fra katoden og skynder seg til anoden med høy hastighet (røret er den enkleste akseleratoren av ladede partikler). Takket være spesielle enheter sprer elektronene seg ikke til sidene, men faller inn i nesten ett punkt på anoden - fokuset (brennpunktet) og bremses i det elektriske feltet til anodeatomene. Når elektroner bremses opp, oppstår elektromagnetiske bølger, d.v.s. Røntgenstråler. Takket være en spesiell enhet (i gamle rør - en skrå anode), blir røntgenstråler rettet mot pasienten i form av en divergerende stråle av stråler, en "kjegle".

Få et røntgenbilde

Røntgenavbildning er basert på demping av røntgenstråling når den passerer gjennom ulike vev i kroppen. Som et resultat av å passere gjennom formasjoner med forskjellige tettheter og sammensetninger, spres og bremses strålingsstrålen, og derfor dannes det et bilde av varierende intensitet på filmen - det såkalte summeringsbildet av alt vev (skygge).

Røntgenfilm er en lagdelt struktur, hovedlaget er en polyestersammensetning opptil 175 mikron tykk, belagt med en fotoemulsjon (sølvjodid og -bromid, gelatin).

Utvikling av filmen - sølv gjenopprettes (hvor strålene passerte - sverting av filmens område, hvor de dvelte - lysere områder)
Fixer - utvasking av sølvbromid fra områder der strålene passerte og ikke ble hengende.

I moderne digitale enheter kan utgangsstrålingen registreres ved hjelp av en spesiell elektronisk matrise. Enheter med en elektronisk sensitiv matrise er mye dyrere enn analoge enheter. I dette tilfellet skrives filmer kun ut når det er nødvendig, og det diagnostiske bildet vises på monitoren og, i noen systemer, lagret i databasen sammen med andre pasientdata.

Bygging av moderne røntgenrom

For å få plass til et røntgenrom trenger du ideelt sett minst 4 rom:

1. Selve røntgenrommet, hvor maskinen er plassert og pasienter undersøkes. Røntgenrommets areal skal være minst 50 m2

2. Kontrollrommet, hvor kontrollpanelet er plassert, ved hjelp av hvilket røntgenteknikeren styrer hele driften av enheten.

3. Et mørkerom hvor filmkassetter legges inn, fotografier fremkalles og fikses, de vaskes og tørkes. En moderne metode for fotografisk behandling av medisinske røntgenfilmer er bruken av fremkallingsmaskiner av rulletype. I tillegg til utvilsomt brukervennlighet, gir fremkallingsmaskiner høy stabilitet i fotobehandlingsprosessen. Tiden for en fullstendig syklus fra det øyeblikket filmen kommer inn i fremkallingsmaskinen til et tørt røntgenbilde er oppnådd ("fra tørt til tørt") overskrider ikke flere minutter.

4. Legekontor, hvor radiologen analyserer og beskriver røntgenbildene som er tatt.

Metoder for beskyttelse av medisinsk personell og pasienter mot røntgenstråling

Radiologen har ansvar for beskyttelse av pasienter, samt ansatte, både inne på kontoret og personer i tilstøtende rom. Det kan være kollektive og individuelle beskyttelsesmidler.

3 hovedmetoder for beskyttelse: beskyttelse ved skjerming, avstand og tid.

1 .Skjermingsbeskyttelse:

Spesielle enheter laget av materialer som absorberer røntgenstråler godt er plassert i veien for røntgenstråler. Det kan være bly, betong, baryttbetong, etc. Vegger, gulv og tak i røntgenrom er beskyttet og laget av materialer som ikke overfører stråler til tilstøtende rom. Dørene er beskyttet med blyforet materiale. Utsiktsvinduene mellom røntgenrommet og kontrollrommet er laget av blyglass. Røntgenrøret er plassert i et spesielt beskyttende hylster som ikke lar røntgenstråler passere, og strålene rettes mot pasienten gjennom et spesielt "vindu". Et rør er festet til vinduet, og begrenser størrelsen på røntgenstrålen. I tillegg er en røntgenmaskin membran installert ved utgangen av strålene fra røret. Den består av 2 par plater vinkelrett på hverandre. Disse platene kan flyttes og trekkes fra hverandre som gardiner. På denne måten kan du øke eller redusere bestrålingsfeltet. Jo større bestrålingsfelt, jo større skade, så blenderåpning- en viktig del av beskyttelsen, spesielt hos barn. I tillegg blir legen selv utsatt for mindre stråling. Og kvaliteten på bildene blir bedre. Et annet eksempel på skjerming er at de delene av personens kropp som for øyeblikket ikke er gjenstand for filming, bør dekkes med ark av blyholdig gummi. Det finnes også forklær, skjørt og hansker laget av spesielt beskyttende materiale.

2 .Tidsbeskyttelse:

Pasienten bør bestråles under røntgenundersøkelse i så kort tid som mulig (hast, men ikke til skade for diagnosen). Slik sett gir bilder mindre strålingseksponering enn gjennomlysning, fordi Svært korte lukkertider (tid) brukes i fotografiene. Tidsbeskyttelse er hovedmåten for å beskytte både pasienten og radiologen selv. Ved undersøkelse av pasienter forsøker legen, alt annet likt, å velge en forskningsmetode som tar kortere tid, men ikke til skade for diagnosen. I denne forstand er fluoroskopi mer skadelig, men dessverre er det ofte umulig å klare seg uten fluoroskopi. Når man undersøker spiserøret, magen og tarmene, brukes altså begge metodene. Ved valg av forskningsmetode er vi styrt av regelen om at nytten av forskningen skal være større enn skaden. Noen ganger, på grunn av frykten for å ta et ekstra bilde, oppstår feil i diagnosen og behandling foreskrives feil, noe som noen ganger koster pasientens liv. Vi må huske på farene ved stråling, men ikke vær redd for det, det er verre for pasienten.

3 .Beskyttelse etter avstand:

I henhold til den kvadratiske lysloven er belysningen av en bestemt overflate omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden fra lyskilden til den opplyste overflaten. I forhold til røntgenundersøkelse betyr dette at stråledosen er omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden fra røntgenrørets fokus til pasienten (brennvidde). Når brennvidden øker med 2 ganger, reduseres stråledosen med 4 ganger, og når brennvidden øker med 3 ganger, reduseres stråledosen med 9 ganger.

Ved gjennomlysning tillates ikke brennvidde mindre enn 35 cm Avstanden fra veggene til røntgenapparatet må være minst 2 m, ellers dannes det sekundære stråler, som oppstår når primærstrålen av stråler treffer omgivende objekter (vegger osv.). Av samme grunn er unødvendige møbler ikke tillatt i røntgenrom. Noen ganger, når de undersøker alvorlig syke pasienter, hjelper personalet ved kirurgiske og terapeutiske avdelinger pasienten med å stå bak røntgenskjermen og stå ved siden av pasienten under undersøkelsen og støtte ham. Dette er akseptabelt som unntak. Men radiologen skal sørge for at sykepleiere og sykepleiere som hjelper pasienten bærer verneforkle og hansker og om mulig ikke står i nærheten av pasienten (avstandsbeskyttelse). Dersom flere pasienter kommer til røntgenrommet, kalles de inn på behandlingsrommet én person om gangen, d.v.s. Det skal bare være 1 person i studieøyeblikket.

Fysisk grunnlag for radiografi og fluorografi. Deres ulemper og fordeler. Fordeler med digital fremfor film.

Røntgen (eng. projection radiography, plain film radiography, roentgenography) er studiet av den indre strukturen til objekter som projiseres ved hjelp av røntgenstråler på en spesiell film eller papir. Oftest refererer begrepet til ikke-invasiv medisinsk forskning basert på å oppnå statisk summeringsprojeksjon (stasjonær) bilder av kroppens anatomiske strukturer ved å sende røntgenstråler gjennom dem og registrere graden av dempning av røntgenstrålene.
Prinsipper for radiografi

Når du utfører diagnostisk radiografi, er det tilrådelig å ta bilder i minst to projeksjoner. Dette skyldes det faktum at en røntgen er et flatt bilde av et tredimensjonalt objekt. Og som en konsekvens kan lokaliseringen av det oppdagede patologiske fokuset bare etableres ved å bruke 2 anslag.

Bildeopptaksteknikk

Kvaliteten på det resulterende røntgenbildet bestemmes av 3 hovedparametere. Spenningen som tilføres røntgenrøret, strømstyrken og rørets driftstid. Avhengig av de anatomiske formasjonene som studeres og pasientens vekt og dimensjoner, kan disse parametrene variere betydelig. Det er gjennomsnittsverdier for forskjellige organer og vev, men det bør tas i betraktning faktiske verdier vil variere avhengig av maskinen hvor undersøkelsen utføres og pasienten som røntgenbildet utføres for. En individuell verditabell er kompilert for hver enhet. Disse verdiene er ikke absolutte og justeres etter hvert som studien skrider frem. Kvaliteten på bildene som tas avhenger i stor grad av radiografens evne til å tilpasse tabellen over gjennomsnittsverdier til en spesifikk pasient.

Opptak av et bilde

Den vanligste måten å ta opp et røntgenbilde på er å ta det opp på røntgenfølsom film og deretter fremkalle det. Foreløpig finnes det også systemer som gir digital registrering av data. På grunn av de høye kostnadene og kompleksiteten ved produksjon denne typen utstyr er noe mindre utbredt enn analogt utstyr.

Røntgenfilm plasseres i spesielle enheter - kassetter (de sier at kassetten er ladet). Kassetten beskytter filmen mot synlig lys; sistnevnte har, som røntgen, evnen til å redusere metallisk sølv fra AgBr. Kassetter er laget av et materiale som ikke sender lys, men lar røntgenstråler passere gjennom. Inne i kassettene er det intensivere skjermer, filmen er plassert mellom dem; Når du tar et bilde, faller ikke bare selve røntgenstrålene på filmen, men også lyset fra skjermene (skjermene er belagt med fluorescerende salt, slik at de gløder og forsterker effekten av røntgenstrålene). Dette gjør det mulig å redusere stråledosen til pasienten med 10 ganger.

Når du tar et bilde, rettes røntgenstråler mot midten av objektet som fotograferes (sentrering). Etter opptak i mørkerommet fremkalles filmen i spesielle kjemikalier og fikseres (fikses). Faktum er at på de delene av filmen der røntgenstråler ikke traff under opptak eller bare et lite antall av dem traff, ble sølvet ikke gjenopprettet, og hvis filmen ikke er plassert i en løsning av en fikser (fikser) ), så når man undersøker filmen, gjenopprettes sølvet under påvirkning av synlig lys. Sveta. Hele filmen blir svart og ingen bilder vil være synlige. Ved fiksering (fiksering) går uredusert AgBr fra filmen inn i fikseringsløsningen, så det er mye sølv i fikseren, og disse løsningene helles ikke ut, men overleveres til røntgensentre.

En moderne metode for fotografisk behandling av medisinske røntgenfilmer er bruken av fremkallingsmaskiner av rulletype. I tillegg til utvilsomt brukervennlighet, gir fremkallingsmaskiner høy stabilitet i fotobehandlingsprosessen. Tiden for en fullstendig syklus fra det øyeblikket filmen kommer inn i fremkallingsmaskinen til et tørt røntgenbilde er oppnådd ("fra tørt til tørt") overskrider ikke flere minutter.
Røntgenbilder er et bilde laget i svart-hvitt – et negativ. Sort – områder med lav tetthet (lunger, gassboble i magen. Hvite – områder med høy tetthet (bein).
Fluorografi– Essensen av FOG er at med det, får man først et bilde av brystet på en fluorescerende skjerm, og deretter blir det ikke tatt et bilde av pasienten selv, men av bildet hans på skjermen.

Fluorografi gir et redusert bilde av et objekt. Det er småramme (for eksempel 24×24 mm eller 35×35 mm) og storramme (spesielt 70×70 mm eller 100×100 mm) teknikker. Sistnevnte nærmer seg radiografi i diagnostiske evner. TÅKE brukes til forebyggende undersøkelse av befolkningen(skjulte sykdommer som kreft og tuberkulose oppdages).

Både stasjonære og mobile fluorografiske enheter er utviklet.

For tiden erstattes filmfluorografi gradvis med digital fluorografi. Digitale metoder gjør det mulig å forenkle arbeid med bilder (bildet kan vises på en monitorskjerm, skrives ut, overføres over et nettverk, lagres i en medisinsk database osv.), reduserer strålingseksponeringen til pasienten og reduserer kostnaden for ytterligere materialer (film, fremkaller for film).

Det er to vanlige digitale fluorografiteknikker. Den første teknikken, som konvensjonell fluorografi, bruker fotografering av et bilde på en fluorescerende skjerm, bare i stedet for en røntgenfilm, brukes en CCD-matrise. Den andre teknikken bruker lag-for-lag tverrgående skanning av brystet med en vifteformet røntgenstråle med deteksjon av den overførte strålingen ved hjelp av en lineær detektor (ligner på en konvensjonell skanner for papirdokumenter, hvor en lineær detektor beveger seg langs en papirark). Den andre metoden tillater bruk av mye lavere strålingsdoser. Noen ulemper med den andre metoden er lengre bildeopptakstid.
Sammenlignende egenskaper ved dosebelastning i ulike studier.

Et konvensjonelt røntgenbilde av thorax gir pasienten en gjennomsnittlig individuell stråledose på 0,5 millisievert (mSv) per prosedyre (digital røntgen - 0,05 mSv), mens en filmrøntgen - 0,3 mSv per prosedyre (digital røntgenstråle - 0,03 mSv), og datatomografi av brystorganene - 11 mSv per prosedyre. Magnetisk resonansavbildning er ikke utsatt for stråling

Fordeler med radiografi

Bred tilgjengelighet av metoden og enkel forskning.
De fleste tester krever ikke spesiell pasientforberedelse.
Relativt lave forskningskostnader.
Bildene kan brukes til konsultasjon med en annen spesialist eller i en annen institusjon (i motsetning til ultralydbilder, hvor gjentatt undersøkelse er nødvendig, siden de resulterende bildene er operatøravhengige).

Ulemper med radiografi

Bildets statiske natur gjør det vanskelig å vurdere organfunksjonen.
Tilstedeværelsen av ioniserende stråling som kan ha en skadelig effekt på pasienten.
Informasjonsinnholdet i klassisk radiografi er betydelig lavere enn slike moderne medisinske avbildningsmetoder som CT, MR, etc. Konvensjonelle røntgenbilder gjenspeiler projeksjonslagleggingen av komplekse anatomiske strukturer, det vil si deres summeringsrøntgenskygge, i motsetning til lag-for-lag serie av bilder oppnådd ved moderne tomografiske metoder.
Uten bruk av kontrastmidler er radiografi ikke informativ nok til å analysere endringer i bløtvev som avviker lite i tetthet (for eksempel når man studerer bukorganene).

Fysisk grunnlag for fluoroskopi. Ulemper og fordeler med metoden

X-RAY SCOPY (transmisjon) er en metode for røntgenundersøkelse der man ved hjelp av røntgenstråler får et positivt bilde av objektet som studeres på en fluorescerende skjerm. Under fluoroskopi virker tette områder av objektet (bein, fremmedlegemer) mørke, mindre tette områder (bløtvev) ser lysere ut.

Under moderne forhold er bruken av en fluorescerende skjerm ikke berettiget på grunn av dens lave lysstyrke, noe som tvinger forskning til å utføres i et godt mørklagt rom og etter en lang tilpasning av forskeren til mørket (10-15 minutter) til skille et lavintensitetsbilde.

Nå brukes fluorescerende skjermer i utformingen av en røntgenbildeforsterker (røntgenbildeforsterker), som øker lysstyrken (gløden) til primærbildet med omtrent 5000 ganger. Ved hjelp av en elektron-optisk omformer vises bildet på LCD-skjermen, noe som forbedrer diagnosekvaliteten betydelig og ikke krever mørklegging av røntgenrommet.

Fordeler med fluoroskopi
Den største fordelen fremfor røntgen er faktumet av forskning i sanntid. Dette lar deg evaluere ikke bare strukturen til organet, men også dets forskyvning, kontraktilitet eller utvidbarhet, passasje av kontrastmidlet og fylling. Metoden lar deg også raskt vurdere lokaliseringen av noen endringer, på grunn av rotasjonen av studieobjektet under røntgenundersøkelse (multiprojeksjonsstudie).

Fluoroskopi lar deg overvåke implementeringen av noen instrumentelle prosedyrer - plassering av katetre, angioplastikk (se angiografi), fistelografi.

De resulterende bildene kan plasseres på en vanlig CD eller i nettverkslagring.

Med bruken av digitale teknologier har tre hovedulemper som ligger i tradisjonell fluoroskopi forsvunnet:

Relativt høy stråledose sammenlignet med radiografi - moderne lavdoseapparater har etterlatt denne ulempen tidligere. Bruken av pulserende skanningsmoduser reduserer dosebelastningen ytterligere med opptil 90 %.

Lav romlig oppløsning - på moderne digitale enheter er oppløsningen i kopieringsmodus bare litt dårligere enn oppløsningen i radiografisk modus. I dette tilfellet er evnen til å observere den funksjonelle tilstanden til individuelle organer (hjerte, lunger, mage, tarm) "i dynamikk" av avgjørende betydning.

Umuligheten av å dokumentere forskning – digitale bildebehandlingsteknologier gjør det mulig å lagre forskningsmateriale, både bilde for bilde og i form av en videosekvens.

Fluoroskopi utføres hovedsakelig for røntgendiagnose av sykdommer i indre organer lokalisert i buk- og thoraxhulene, i henhold til planen som radiologen utarbeider før studiestart. Noen ganger brukes den såkalte undersøkelsesfluoroskopien for å gjenkjenne traumatiske beinskader, for å avklare området som skal røntgenfotograferes.

Kontrastfluoroskopisk undersøkelse

Kunstig kontrast utvider ekstremt mulighetene for fluoroskopisk undersøkelse av organer og systemer der vevstettheten er tilnærmet den samme (for eksempel bukhulen, hvis organer overfører røntgenstråling i omtrent samme grad og derfor har lav kontrast). Dette oppnås ved å innføre i lumen i magen eller tarmene en vandig suspensjon av bariumsulfat, som ikke løses opp i fordøyelsessaft, ikke absorberes av verken magen eller tarmene og utskilles naturlig i fullstendig uforandret form. Den største fordelen med en bariumsuspensjon er at den passerer gjennom spiserøret, magen og tarmene, dekker deres indre vegger og gir på en skjerm eller film et fullstendig bilde av arten av forhøyninger, fordypninger og andre trekk ved slimhinnen. Studiet av den indre lindring av spiserør, mage og tarm hjelper til med å gjenkjenne en rekke sykdommer i disse organene. Med tettere fylling kan form, størrelse, posisjon og funksjon av organet som studeres bestemmes.

Mammografi - grunnleggende om metoden, indikasjoner. Fordeler med digital mammografi fremfor filmmammografi.

Mammografi- kapittel medisinsk diagnostikk, engasjert i ikke-invasiv forskningbrystkjertel, hovedsakelig kvinnelig, som utføres med det formål å:
1.forebyggende undersøkelse (screening) av friske kvinner for å identifisere tidlige, ikke-håndgripelige former for brystkreft;

2.Differensialdiagnose mellom kreft og benign dyshormonal hyperplasi (FAM) i brystkjertelen;

3. vurdering av veksten av primærtumoren (enkelt node eller multisentriske kreftfoci);

4. dynamisk dispensær overvåking av tilstanden til brystkjertlene etter kirurgiske inngrep.

Følgende metoder for strålingsdiagnostikk av brystkreft har blitt introdusert i medisinsk praksis: mammografi, ultralyd, computertomografi, magnetisk resonansavbildning, farge- og kraftdopplerografi, stereotaktisk biopsi under mammografikontroll, termografi.

Røntgen mammografi
For tiden, i de aller fleste tilfeller i verden, brukes røntgenprojeksjonsmammografi, film (analog) eller digital for å diagnostisere kvinnelig brystkreft (BC).

Prosedyren tar ikke mer enn 10 minutter. For at bildet skal tas, bør brystene holdes mellom to stropper og komprimeres litt. Bildet er tatt i to projeksjoner slik at plasseringen av svulsten kan bestemmes nøyaktig hvis den blir funnet. Siden symmetri er en av de diagnostiske faktorene, bør begge brystene alltid undersøkes.

MR mammografi

Klager på tilbaketrekking eller utbuling av noen del av kjertelen

Utslipp fra brystvorten, endring i form

Ømhet i brystene, hevelse, endring i størrelse

Som en forebyggende undersøkelsesmetode foreskrives mammografi til alle kvinner i alderen 40 år og eldre, eller kvinner i risikogruppen.

Godartede brystsvulster (spesielt fibroadenom)

Inflammatoriske prosesser (mastitt)

Mastopati

Svulster i kjønnsorganene

Sykdommer i de endokrine kjertlene (skjoldbruskkjertelen, bukspyttkjertelen)

Infertilitet

Overvekt

Historie om brystkirurgi

Fordeler med digital mammografi fremfor film:

Redusere dosebelastninger under røntgenundersøkelser;

Øke effektiviteten av forskning, som gjør det mulig å identifisere tidligere utilgjengelige patologiske prosesser (mulighetene til digital datamaskinbildebehandling);

Mulighet for å bruke telekommunikasjonsnettverk for å overføre bilder med henblikk på ekstern konsultasjon;

Oppnåelse økonomisk effekt når man utfører masseforskning.