Röntgensugarak a fizikában és az orvostudományban
Röntgensugarak - lényeg és alkalmazások. Hogyan fedezik fel őket, milyen tulajdonságokkal rendelkeznek. Gyakorlatok; árthatnak-e nekünk, hogyan védekezhetünk
Röntgen - a legtöbbünk számára ez a "varázslat" az orvostudományhoz kapcsolódik. A röntgen egy fontos diagnosztikai módszer alapja, amelyet az orvostudomány minden területén ténylegesen alkalmaznak.
A szóban forgó röntgensugarak lehetővé teszik azok észlelését a mozgásszervi rendszer, a csontok és a lágy szövetek patológiái. Lényegében - a sugarak olyan irányított elektromágneses hullámok nyalábjai, amelyek a töltött részecskék gyorsulásakor jelentkeznek.
Mik azok a röntgensugarak?
Mi is pontosan a kérdéses röntgen? Egyszerűen fogalmazva - a hétköznapi fény szuperhatalmi formája. Azaz ezek olyan hullámok, amelyek egyenes vonalban mozognak a fénysebesség mellett, de óriási energiával rendelkeznek. Ez az energia lehetővé teszi számukra, hogy behatoljanak olyan anyagokba, amelyekhez a szokásos fénysugár nem fér hozzá.
- Amikor behatolnak valamilyen anyagba, a röntgensugaraknak szabadon kell haladniuk az atomok tömegében - hogy kijussanak a másik oldalról. A röntgen fő akadálya az elektronok. Minél több elektront tartalmaznak a besugárzott anyag atomjai, annál nehezebb behatolni és annál több energiát fogyasztanak.
- Az emberi bőr például könnyen áteresztő az alacsony szén-dioxid-tartalmú elektronok magas tartalma miatt. Az ellenkezője igaz azokra az anyagokra, amelyek alkotóelemei sok elektron atomjai. Ez megmagyarázza, miért és hogyan akadályozhatja az ólom a röntgensugarakat.
Meghatározás
Összefoglalva: a kommentelt röntgensugarak irányítottak vákuumcsőben előforduló elektromágneses hullámok. Előfordulásuk nagyfeszültség - több ezer volt - alkalmazásának eredménye. Ez elindítja a töltött részecskék mozgását az anódtól a katódig a csőben elhelyezett áramkörben.
A röntgensugarakat az elektromágneses spektrumba sorolják a gammasugarak és az ultraibolya sugarak között. Ez egy olyan ionizáló sugárzás, amely veszélyes az élő szervezetekre.
Alkalmazás
A röntgen itt találja meg alkalmazását orvosság száz évvel ezelőtt először. Manapság a diagnosztikai módszerek sokfélék, de az egész világon röntgensugarak továbbra is milliók keresik. Miért? Mivel a diagnózis és a kezelés leghasznosabb eszközei közé tartoznak.
- A főként kalciumból álló csontok és fogak gátolják a röntgensugarak behatolását rajtuk keresztül. A bőr és a lágy szövetek szerves anyagok, amelyek szén, hidrogén, oxigén stb. Ezen elemek mindegyikének alacsony az atomszáma, azaz. atomjai kis számú elektront tartalmaznak - ezért a röntgensugarak könnyen behatolnak a bőrbe és a lágy szövetekbe.
- A röntgenfelvételen ezek csak árnyékok az emberi test belsejében - rajtuk keresztül könnyen felismerhetők a törött csontok, de a daganatok és néhány tüdőbetegség, például a tuberkulózis és az emphysema is.
Az árnyékokkal kapcsolatban: a röntgensugárzás alkalmazásának másik lehetősége van fluorográfia. Ez a módszer magában foglalja az árnyékképek fotofixálását. A beteg a sugárforrás és egy speciális képernyő között áll, amelynek felülete cézium-jodidból készül. A sugarak hatása alatt a megfigyelt elem izzani kezd. A belső szervek különböző sűrűségű árnyékokkal reagálnak; ilyen képre rögzítve a szív és a tüdő kóros elváltozásaival rendelkező területeket mutathatnak.
Az emberi test egyes szervei nem sűrű szerkezetűek, és a röntgensugarak hatására átlátszóvá válnak. Nem jelennek meg a röntgenen árnyékként, ha nincsenek kitöltve kontrasztanyag - ilyen a belek, a hólyag, a vesék. Ilyen esetekben a beteg orális báriumsókat szed, vagy jódtartalmú oldatot injektálnak neki: ez lehetővé teszi a röntgen rögzítését és a kóros állapotot.
A röntgendiagnosztika sokfélesége az komputertomográfia. 1970-ben fejlesztették ki, és a beteg elhelyezését egy speciális dobozban végzi, ahol az egész testet lefényképezik. A módszer diagnosztizálja a belső szervek és csontok rosszindulatú folyamatait, akut és krónikus gyulladásokat, belső vérzéseket. Ily módon a beteget kontrasztanyagok bevezetése nélkül vizsgálják és diagnosztizálják.
Röntgen - az első Nobel-díjas; a felfedező számára a röntgenfelvétel teljes meglepetést okozott
Az orvostudomány nem az egyetlen terület, ahol a röntgensugarakat alkalmazzák. Ahogy egy röntgen képes beolvasni testünket, úgy képes Szkennelni és megmutatni, mit viszünk a bőröndjeinkben és táskáinkban. Ez fontos a repülőterek és a határok ellenőrzése során; a sugárzás felismeri a tiltott tárgyakat, például lőfegyvereket és közelharci fegyvereket. Olyan anyagokból készülnek, amelyek blokkolják a sugárzást, és képeik megjelennek a képernyőn.
A röntgensugárzás egyik legrégebbi alkalmazása a az anyagok belső szerkezete. Amikor a sugarak kristályokra irányultak, atomjaik szétszórták őket, és létrehozták a belső szerkezet virtuális árnyékát. Ez lehetővé tette a tudósok számára, hogy megmérjék az atomok közötti távolságot. Ezt a tudományos módszert röntgenkristályográfiának vagy röntgendiffrakciónak nevezik. Ez a technológia döntő szerepet játszott a DNS szerkezetének felfedezésében az 1950-es években.
Érzékelés
1895-ben a német fizikus Wilhelm Roentgen katódsugárcsővel végzett kísérleten dolgozott - egy üvegtartály, amelyben egy elektronnyaláb megvilágítja a fluoreszcens felületet. A tudós a csövet kartonnal csomagolta, hogy megakadályozza a fluoreszcens fény "szivárgását". Egy idő után azonban észrevette, hogy a csövön kívül egy másik képernyő kezd világítani. Röviden, néhány láthatatlan sugár áthaladt az üvegen és a kartonon, és megjelent a külső képernyőn.
A röntgensugaraknak nem volt magyarázatuk arra, hogy mi a fénysugár; mivel nem ismerte a természetüket, úgy döntött, hogy röntgennek hívja őket. Valójában ennek a felfedezésnek köszönhető, hogy 1901-ben megkapta a történelem első Nobel-díját.
Röntgen tulajdonságok
A röntgensugarak lényegében láthatatlanok. De éppen ezek a láthatatlan sugarak rendkívül aktívan alkalmazhatók az orvostudományban, a kutatásban, a gyakorlatban - különösen a gépiparban. Alkalmazásukhoz azonban meg kellett vizsgálni azok tulajdonságait. Íme, mit ért el az emberiség ebbe az irányba hosszú kutatások után: