1895 թվականին Ռենտգենը հայտնաբերեց, որ եթե երկու զոդված էլեկտրոդներով ապակե խողովակի միջոցով օդը դուրս է մղվում մինչև 103 մմ ս.ս. ճնշման. Արտ., բաց թողեք էլեկտրական հոսանքը, ապա անոդը արձակում է հատուկ, մինչ այժմ անհայտ, աչքի ճառագայթների համար անտեսանելի: Նա դրանք անվանեց ռենտգենյան ճառագայթներ: Ռուսաստանում և շատ այլ երկրներում նրանց սկսեցին անվանել ռենտգեն: Ռենտգենը, ուսումնասիրելով դրանց հատկությունները, գտավ հետևյալը.

1. Ունեն ուժեղ թափանցող ուժ, որը կախված է նյութի բնույթից և հաստությունից։ Այս հատկության շնորհիվ դրանք լայնորեն կիրառվում են բժշկության և արդյունաբերության մեջ։

2. Առաջացնել որոշ մարմինների փայլը (լյումինեսցեն): Նման նյութերի էկրանների օգնությամբ կարելի է դրանք դիտարկել։

3. Ազդեցություն ունենալ ֆիլմի վրա (ֆոտոքիմիական գործողություն):

4. Կարողանում է ակտիվորեն իոնացնել օդը և այլ նյութեր:

5. Կենսաբանական ազդեցություն ունեն մարմնի հյուսվածքների վրա, որն օգտագործվել է չարորակ ուռուցքների բուժման ժամանակ։

Սակայն ինքը՝ Ռենտգենը, չի բացահայտել ռենտգենյան ճառագայթների բնույթը։ Շատ հետազոտողներ նմանություններ են գտել ռենտգենյան ճառագայթների և լույսի միջև՝ դրանք տարածվել են ուղիղ գծով և չեն շեղվել ոչ էլեկտրական, ոչ մագնիսական դաշտում: Բայց եթե ենթադրենք լույսի և ռենտգենյան ճառագայթների նույն բնույթը, ապա ռենտգենյան ճառագայթները պետք է ունենան ալիքային և քվանտային հատկություններ: Սակայն ռենտգենյան դիֆրակցիան երկար ժամանակ չէր ստացվում։ 1910 թվականին Պ.Ն. Լեբեդևն առաջարկեց օգտագործել բնական բյուրեղները՝ որպես ռենտգենյան ճառագայթների դիֆրակցիոն ցանց, և 1912 թվականին գերմանացի ֆիզիկոս Լաուն կատարեց այս փորձը։ Ռենտգենյան լույսի հոսքը դիֆրագմայի միջով ուղղվում էր բյուրեղի վրա, մինչդեռ էկրանին կամ լուսանկարչական ֆիլմի վրա կենտրոնական լուսավոր կետի շուրջը (չցրված ճառագայթներ) հայտնվեցին մի շարք պայծառ կետեր՝ դասավորված որոշակի հերթականությամբ։

Բյուրեղային ցանցի ատոմների միջև հեռավորությունը՝ 1A°-ի կարգի, համաչափ է ալիքի երկարությանը, և այդ բացերը երկրորդական ալիքների կենտրոններն են, որոնք ցրվելիս տալիս են առավելագույնը սպիտակ բծերի տեսքով։ Բայց քանի որ Քանի որ ատոմները խստորեն տեղակայված չեն մեկը մյուսի կողքին, ինչպես դիֆրակցիոն վանդակաճաղի ճեղքերը, ապա առավելագույնները դասավորված են բարդ կարգով, քան դիֆրակցիոն վանդակում: Նման նկարը կոչվում է Lauegram: Այս փորձը ցույց տվեց, որ ռենտգենյան ճառագայթները ալիքային բնույթ ունեն։

Լաուի փորձը թույլ տվեց օգտագործել ռենտգենյան դիֆրակցիան.

1. Որոշել ալիքի երկարությունը՝ իմանալով ատոմների միջև եղած հեռավորությունը։

2. Որոշել նյութերի կառուցվածքը ըստ Lauegram-ի՝ իմանալով ռենտգենյան ճառագայթների ալիքի երկարությունը։

Մոլեկուլային կառուցվածքների ուսումնասիրության մեթոդ, այսինքն. մոլեկուլում ատոմների դիրքի և դրանց բնույթի որոշումը ռենտգենյան ճառագայթների միջոցով, կոչվում է ռենտգենյան դիֆրակցիոն վերլուծություն. Կենսաբանական կառուցվածքները ուսումնասիրելու համար կարող են օգտագործվել նյութի հետ ռենտգենյան ճառագայթների փոխազդեցության տարբեր երևույթներ՝ ներծծում, ցրում և դիֆրակցիա, ինակտիվացում (մոլեկուլների կառուցվածքի և դրանց բաղկացուցիչ մասերի ֆունկցիաների փոփոխություններ ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության տակ): Ռենտգենյան ճառագայթների ցրման և դիֆրակցիայի մեթոդը օգտագործում է դրանց ալիքային հատկությունները։ Մոլեկուլները կազմող ատոմների կողմից ցրված ռենտգենյան ճառագայթները խանգարում են և տալիս են պատկեր՝ Լաուեգրամ, որի առավելագույն դիրքն ու ինտենսիվությունը կախված են մոլեկուլում ատոմների դիրքից և մոլեկուլների հարաբերական դիրքից: Եթե ​​մոլեկուլները դասավորված են պատահականորեն, օրինակ, լուծույթներում, ապա ցրումը կախված չէ մոլեկուլների ներքին կառուցվածքից, այլ հիմնականում դրանց չափից ու ձևից։

Հետագայում ռենտգենյան ճառագայթների այլ հատկություններ են ուսումնասիրվել.

1. Միջամտություն.

2. Ռեֆրակցիա.

3. Ընդհանուր ներքին արտացոլում.

4. Բեւեռացում.

5. Սպեկտրային կոմպոզիցիա.

6. Փոխազդեցություն նյութի հետ:

Ստացեք ռենտգեն ռենտգեն խողովակով:

Այն բաղկացած է հնարավորինս բարձր վակուումով ապակե տարայից (10 -6 - 10 -7 մմ ս.ս.), որի մեջ կա երկու էլեկտրոդ։

Կաթոդ - էլեկտրոնների աղբյուր է և պատրաստված է պարույրի տեսքով: Անոդը բաղկացած է զանգվածային պղնձե ձողից, որի ծայրամասի վրա կա վոլֆրամի թիթեղ (անոդային հայելի): Էլեկտրոնները արագանում են էլեկտրական դաշտում և փոխազդում են անոդի հայելու հետ։ Փոխազդեցության արդյունքում ձևավորվում է ռենտգենյան հոսք: Ամբողջ խողովակը շրջապատված է կապարի պատյանով, կա միայն մի փոքրիկ պատուհան, որպեսզի ճառագայթումը դուրս գա: Որովհետեւ շահագործման ընթացքում անոդը շատ տաք է, այն սառչում է ջրով կամ յուղով։ Որոշ խողովակներում անոդը պտտվում է: Ռենտգենյան ճառագայթների ալիքի երկարությունը 0,001-ից 2 նմ է։ Ռենտգեն ճառագայթումը բնութագրվում է ինտենսիվությամբ և կարծրությամբ:

Ինտենսիվությունը ռենտգենյան ճառագայթների միջոցով 1 սմ 2 տարածքով 1 վրկ-ում տեղափոխվող էներգիայի քանակն է:

Ռենտգենյան ճառագայթման կարծրությունը որոշվում է նյութի միջով անցնելու ունակությամբ, իսկ ներթափանցման հզորությունը կախված է ալիքի երկարությունից։ Ռենտգենյան ճառագայթումն առաջանում է էլեկտրոնների հոսքի անոդ հայելու ատոմների հետ փոխազդեցության արդյունքում։

Կարող է ներկայացվել ուղղությամբ շարժվող էլեկտրոնը էլեկտրական ցնցում. Մտնելով ատոմի էլեկտրական դաշտ՝ էլեկտրոնի շարժումը դանդաղում է, ինչը համապատասխանում է հոսանքի նվազմանը։ Ընթացիկ կրճատում

կառաջացնի փոփոխվող մագնիսական դաշտ էլեկտրոնի շուրջ, իսկ փոփոխվող մագնիսական դաշտը կառաջացնի փոփոխվող էլեկտրական դաշտ հարակից կետերում և այլն, հետևաբար: Երբ էլեկտրոնը դանդաղեցնում է ատոմը, առաջանում է էլեկտրամագնիսական ալիք: Կա նաեւ քվանտային տեսությունբացատրելով bremsstrahlung ռենտգենյան ճառագայթների ծագումը: Բացի շրջանաձև կամ էլիպսաձև անշարժ ուղեծրերից, որոնք կոչվում են պարբերական, կան նաև էլեկտրոնների ոչ փակ ուղեծրեր (պարաբոլիկ, հիպերբոլիկ), որոնց երկայնքով էլեկտրոնը կարող է շարժվել առանց էներգիա արձակելու կամ կլանելու։ Մոտենալով ատոմին υ 1 արագությամբ՝ էլեկտրոնը շարժվում է անշարժ ոչ փակ ուղեծրի երկայնքով՝ E 1 էներգիայով, դանդաղելով, այն շարժվում է դեպի մեկ այլ անշարժ ուղեծիր E 2 էներգիայով, մինչդեռ էներգիայի քվանտ է արտանետվում։ Էլեկտրոնի սկզբնական կինետիկ էներգիան կախված է միայն արագացնող լարումից mυ 1 2 /2=eU և հաստատուն արժեք է: Վերջնական էներգիան, կախված արգելակման պայմաններից, կարող է վերցնել ցանկացած արժեք mυ 1 2 /2 մինչև 0. Հետևաբար, արտանետվող քվանտի էներգիան կարող է լինել ցանկացած միջակայքում 0-ից մինչև mυ 1 2 /2 . Արտանետումների սպեկտրը շարունակական է, կողքից սահմանափակ

կարճ ալիքի երկարություններ.

hv \u003d (mυ 1 2) / 2 - (mυ 2 2) / 2

Նվազագույն քվանտային էներգիան որոշվում է այս հավասարումից,

Եթե (mυ 2 2)/2= 0 , ապա կամ hv min \u003d (mυ 1 2) / 2

hc/λ max =eU, որտեղ λmax = (hc)/(eU)

Էլեկտրոնը, փոխազդելով անոդի ատոմի հետ, կարող է հեռացնել ուղեծրային էլեկտրոնը միջուկին ամենամոտ K, L, M ուղեծրից դեպի ավելի հեռավոր կամ նույնիսկ ատոմից այն կողմ: Ավելի հեռավոր ուղեծրից էլեկտրոնը կտեղափոխվի ազատված վայր: Այս դեպքում արտանետվում է ռենտգենյան քվանտ, որի ալիքի երկարությունը որոշվում է ատոմի թույլատրելի էներգետիկ վիճակների տարբերությամբ. (hv = E 2 - E 1): Հետևաբար, ճառագայթումը կարող է լինել միայն որոշակի ալիքի երկարության, այդպիսի ճառագայթման սպեկտրը կլինի գիծ, ​​և ճառագայթումը կոչվում է. բնորոշիչ.

Երբ անոդի նյութը ռմբակոծվում է էլեկտրոններով, գոյություն ունեն երկու տեսակի ճառագայթում: Դիտարկենք ռենտգենյան սարքի սխեման:

Ռենտգենյան ապարատը ներառում է հետևյալ բաղադրիչները.

1. Ռենտգենյան խողովակ (RT)

2. Բարձրացնող տրանսֆորմատոր (TP2):

3. իջնող տրանսֆորմատոր (TR,):

4. Ավտոտրանսֆորմատոր (ATR):

5. Բարձր լարման ուղղիչ (B):

Բարձրացնող տրանսֆորմատորի առաջնային ոլորուն սնվում է AC ցանցից ավտոտրանսֆորմատորի միջոցով: Ավտոտրանսֆորմատորը ծառայում է անոդի և կաթոդի միջև լարումը կարգավորելու համար: Լարման փոփոխությունը փոխում է ալիքի երկարությունը λ min \u003d l,24 / U , իսկ ալիքի երկարությունը բնութագրում է ճառագայթման կարծրությունը, այսինքն. Ավտոտրանսֆորմատորն օգտագործվում է ռենտգենյան կարծրությունը կարգավորելու համար: Բժշկական ռենտգենյան սարքերում ռենտգեն խողովակի անոդի և կաթոդի միջև լարումը մինչև 60 կՎ է, արդյունաբերականներում՝ 200 - 250 կՎ։ Խողովակը սնուցվում է ուղղակի հոսանքով: Որպես ուղղիչ, օգտագործվում են բարձր լարման դիոդներ կամ կենոտրոններ, օգտագործվում են մեկ կես ալիքային և երկու կես ալիքային սխեմաներ: Խողովակի փայլը հզորացնելու համար օգտագործվում է ներքև տրանսֆորմատոր TR 1: Այս տրանսֆորմատորի առաջնային շղթայում տեղադրվում է ռեոստատ R, որի դիմադրությունը փոխելով մենք փոխում ենք կաթոդի թելի հոսանքը և, հետևաբար, դրա ջերմաստիճանը և արտանետվող էլեկտրոնների քանակը։ Էլեկտրոնների թիվը բնութագրում է ռենտգենյան ճառագայթման ինտենսիվությունը, այսպիսով. Ռեոստատ R-ը ծառայում է ճառագայթման ինտենսիվության փոփոխությանը, որը որոշվում է հետևյալ բանաձևով.

Ф = kJU 2 Z»,

որտեղ J-ն անոդի հոսանքն է, U-ը կաթոդի և խողովակի անոդի միջև եղած լարումն է, Z-ը անոդի հայելու նյութի հերթական համարն է։ Բժշկական և ախտորոշիչ սարքերի կողմից տրված ռենտգենյան ճառագայթման ազդեցությունից պաշտպանությունը հետևյալն է.

1. Ճառագայթման աղբյուրի զննում. Ռենտգենյան խողովակը ինքնապաշտպանական է: Խցիկը ծածկված է կապարե թիթեղներով։

2.Սպասարկող անձնակազմի անհատական ​​պաշտպանություն (գոգնոց, ձեռնոցներ, էկրանի ապակին պատրաստված է կապարի նյութից):

3. Օրենքով պաշտպանված (ավելի կարճ աշխատանքային ժամեր, լրացուցիչ արձակուրդ, հատուկ սնունդ և այլն):

Երբ ռենտգենյան ճառագայթները փոխազդում են նյութի հետ, դրանց մի մասը արտացոլվում է մակերեսից, մի մասն անցնում է նյութի միջով առանց փոխազդեցության, իսկ մի մասն անցնում է նյութի ներսում՝ փոխազդելով ատոմների հետ։

Այս դեպքում փոխազդեցության երեք դեպք կարող է առաջանալ.

1. Եթե ֆոտոնը չունի բավարար էներգիա՝ ուղեծրային էլեկտրոնը ավելի բարձր էներգիայի մակարդակ տեղափոխելու համար, ապա փոխազդեցությունը տեղի է ունենում առաձգական բախման միջոցով, ֆոտոնի ուղղությունը փոխվում է, և էներգիան և ալիքի երկարությունը մնում են նույնը։ hv 1 = hv 2 Այս փոխազդեցությունը կոչվում է համահունչ կամ դասական ցրում:

2. Եթե քվանտային էներգիան հավասար է կամ փոքր-ինչ գերազանցում է մետաղից էլեկտրոնի աշխատանքային ֆունկցիան, ապա փոխազդեցությունը տեղի է ունենում. ֆոտոէլեկտրական էֆեկտ, ֆոտոնի էներգիան ծախսվում է ատոմից էլեկտրոն դուրս բերելու և նրան կինետիկ էներգիա հաղորդելու աշխատանքի վրա։

hv 1 \u003d A դուրս + (mυ 2) / 2

Եթե ​​էներգիան աշխատանքային ֆունկցիայից փոքր է, բայց բավարար է էլեկտրոնը մի ուղեծրից մյուսը փոխանցելու համար (ավելի բարձր էներգիայի մակարդակով), ապա սպեկտրի տեսանելի մասում ճառագայթումը կարող է առաջանալ, ռենտգենյան լուսարձակումկամ մոլեկուլների ակտիվացում։ Փոխազդեցության երկու տեսակներն էլ համակցված են ընդհանուր անուն - իրական կլանումը.

3. Եթե ֆոտոնի էներգիան զգալիորեն գերազանցում է էլեկտրոնի աշխատանքը, որն ավելի բնորոշ է կոշտ կարճ ալիքային ճառագայթմանը և ատոմի արտաքին էլեկտրոններին, ապա փոխազդեցության ժամանակ ֆոտոնը զիջում է էներգիայի մի մասը։ Առաջանում է ավելի ցածր էներգիայով ֆոտոն և հետադարձ ֆոտոէլեկտրոն։ Այս երեւույթը կոչվում է անհամապատասխան ցրումկամ Compton էֆեկտ.

Ստացված նոր ֆոտոնն ու էլեկտրոնը կոչվում են երկրորդային ճառագայթում։ Երկրորդային ճառագայթումը կարող է առաջացնել նոր ռեակցիաներ (կոհերենտ ցրում, իրական կլանում, Կոմպտոնի էֆեկտ) երրորդական էլեկտրոնների, քվանտների և այլնի առաջացմամբ։ Այս բոլոր գործընթացների արդյունքում տեղի է ունենում նյութի իոնացում և ավելի երկար ալիքի ճառագայթում, որը ցրվում է բոլոր ուղղություններով։

Ռենտգենյան ճառագայթների զուգահեռ հոսքը թուլանում է նյութի միջով անցնելիս։ Թուլացողը ենթարկվում է Բուգեի օրենքին. Ф \u003d Ф 0 e - μd

Fo-ն նյութի վրա ընթացող հոսքն է, F-ը նյութի միջով անցնող հոսքն է, μ՝ գծային թուլացման գործակիցը, d-ը՝ նյութի շերտի հաստությունը։

Խորը թերապիայի համար բժշկության մեջ օգտագործվող ռենտգեն ճառագայթման համար 150-200 կՎ ֆոտոն էներգիայով; 60-100 կՎ ախտորոշման համար; Թուլացման գործակիցը որոշվում է բանաձևով.

μ = kpZ 3 λ 3,

k-ն համաչափության գործակիցն է՝ կախված չափման միավորների ընտրությունից, p-ն նյութի խտությունն է, Z-ը՝ տարրի հերթական համարը, λ՝ ճառագայթման ալիքի երկարությունը։

Եթե ​​ռենտգենյան ճառագայթման ճանապարհին տեղադրվի անհամասեռ նյութ, ապա լյումինեսցենտային էկրանի վրա մենք կստանանք առանձին մանրամասների ստվերներ.

նյութեր. Նման տարասեռ նյութը մարդու մարմինն է։ Ռենտգենյան ճառագայթներով կիսաթափանցիկ, ըստ ձևի և չափի, ինչպես նաև ստվերային պատկերի ինտենսիվության, դատում են օրգանների նորմալ կամ պաթոլոգիական վիճակի մասին։ Հիվանդությունների ախտորոշման այս մեթոդը կոչվում է Ռենտգեն ախտորոշում.Ռենտգենյան ախտորոշման երկու հիմնական մեթոդ կա. ֆտորոգրաֆիա և ռադիոգրաֆիա:Ֆլյուորոսկոպիայի ժամանակ օրգանների ստվերային պատկերը նկատվում է լյումինեսցենտային էկրանի վրա։ Էկրանի վրա ավելի խիտ հյուսվածքները (սիրտ, արյունատար անոթներ) երևում են որպես մուգ, քիչ ներծծող հյուսվածքներ (թոքերի դաշտեր)՝ որպես լույս։ Պատկերը ստացվում է բացասական (հակադարձ) էկրանի պատկերի նկատմամբ։

Բացի հիմնական մեթոդներից, օգտագործվում են ռենտգեն ախտորոշման հատուկ մեթոդներ:

1. Կոնտրաստային ռադիոգրաֆիա. Ավելի հակապատկեր պատկեր ստանալու համար օգտագործվում են հատուկ նյութեր, որոնք ներարկվում են հյուսվածքների մեջ. բացասական հակադրություն (օդ, թթվածին) օգտագործվում է խիտ հյուսվածքներում (ուղեղ), դրական հակադրություն (բարիումի աղեր, յոդի վրա հիմնված կոլոիդներ) ցածր ներծծման համար: հյուսվածքներ.

2. Ֆտորոգրաֆիա.Ռենտգեն պատկերի լուսանկարում էկրանից փոքր ֆորմատի ֆիլմի վրա: Էկրանը, օպտիկան և տեսախցիկի թաղանթը համակցված են մեծ լուսամփոփ համակարգի մեջ, որը թույլ է տալիս նկարել մութ սենյակում։ Այս մեթոդը կիրառվում է բնակչության զանգվածային հարցումների համար։

3. Էլեկտրառադիոգրաֆիատարբերվում է սովորական ռադիոգրաֆիայից պատկերի ստացման եղանակով. այս մեթոդով հիվանդի մարմնի միջով անցած ռենտգենյան ճառագայթներն ուղղվում են դեպի նախապես վարակված սելենի ափսե: Մարմնի միջով անցած ռենտգենյան ճառագայթները փոխում են ափսեի ներուժը նրա տարբեր հատվածներում, համապատասխանաբար, այդ տարածքների վրա ընկնող ճառագայթման ինտենսիվությունը. ափսեի վրա հայտնվում է «թաքնված էլեկտրական պատկեր»: Պատկերը «զարգացնելու» համար սելենի թիթեղը ցողվում է գրաֆիտի փոշիով, որը ձգվում է դեպի այն վայրերը, որտեղ լիցքը պահպանվել է և չի հապաղում այն ​​վայրերում, որոնք կորցրել են իրենց լիցքը ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության տակ։ Այս պատկերը հեշտությամբ փոխանցվում է սովորական թղթի վրա: Փոշը ջնջելուց հետո ափսեը կարող է կրկին օգտագործվել։ Մեկ ափսեի վրա կարելի է ավելի քան 1000 կադր անել։ Էլեկտրորենտգենոգրաֆիայի հիմնական առավելություններն այն են, որ այն թույլ է տալիս արագ ստանալ պատկերներ՝ առանց ֆիլմի ծախսերի, առանց թաց լուսանկարչական պրոցեսի, առանց մգացման և ունի ավելի բարձր լուծաչափ:

4. Ռենտգեն համակարգչային տոմոգրաֆիա. Այս մեթոդը բաղկացած է ռենտգենյան խողովակը որոշակի հետագծով տեղափոխելուց՝ օբյեկտը տարբեր դիրքերից լուսանկարելու նպատակով: Միաժամանակ շարժվում է նաև ֆիլմի պատկերը։ Սակայն նկարահանումն արվում է այնպես, որ ռենտգենյան ճառագայթը միշտ անցնում է նույն O կետը: Եթե տեղափոխեք այս կետը, ապա պատկերում կարող եք ստանալ շերտավոր ստվերային պատկեր (տոմոգրաֆիա - շերտավոր ձայնագրություն): Նման պատկերներ կարդալը բավականին դժվար է։ Այս հարցում բժշկին օգնում են համակարգչային տեխնիկան, ուստի ավելացվում է համակարգչային տոմոգրաֆիա բառը։ Ռենտգեն համակարգչային տոմոգրաֆիան հնարավորություն է տալիս ստանալ մոտ 1 մմ դետալներով պատկեր, երկու գոյացություններ տարբերվում են՝ ի տարբերություն կլանման մոտ 0,1% տարբերության։

5. Ռենտգեն հեռուստատեսություն. Ռենտգեն պատկերի հատուկ ֆոտոուժեղացուցիչների (URI) օգնությամբ գրանցվում և ուժեղացվում է էկրանի թույլ պատկերը, իսկ հեռուստատեսային հաղորդման սարքավորումների միջոցով պատկեր է ստացվում հեռուստացույցի էկրանին։ Հեռուստացույցի էկրանին զգալի պայծառությամբ պատկերը ապահովում է օբյեկտի համեմատաբար փոքր մանրամասների նույնականացում, թույլ է տալիս լուսանկարել և ֆիլմեր անել:

Ռենտգենյան ճառագայթները օգտագործվում են չարորակ նորագոյացությունների «բուժման» համար. Ռենտգեն թերապիա. Երբ կենդանի հյուսվածքները ճառագայթվում են ռենտգենյան ճառագայթներով, փոխվում է բջիջների ֆունկցիոնալ վիճակը։ Ռենտգենյան ճառագայթների առաջնային ազդեցությունը նյութի վրա իոնացումն է: Պարզվել է, որ մահացու չափաբաժիններով բջջում առաջանում է մոտ 1 մլն իոն (բջջում կա 10 14 ատոմ)։ Էներգիայի առաջնային փոխանակման ժամանակ ատոմներում և մոլեկուլներում տեսանելի կառուցվածքային փոփոխություններ տեղի չեն ունենում: Ժամանակակից ֆիզիոլոգիան իոնացնող ճառագայթման նյութի հետ (ներառյալ ռենտգենյան ճառագայթները) փոխազդեցության առաջնային ազդեցությունը դիտարկում է երկու ասպեկտով՝ ջրի մոլեկուլների հետ փոխազդեցություն. ջրային լուծույթներև ազդեցություն օրգանական միացությունների վրա: Ջրային լուծույթներում առաջանում են ռադիկալներ (OH -, H +), հիդրոպերօքսիդ և պերօքսիդ միացություններ (H 2 O 2), որոնք ունեն բարձր քիմիական ակտիվություն։ Օրգանական միացությունների ազդեցության դեպքում առաջանում են գրգռված մոլեկուլներ, ռադիկալներ, իոններ, պերօքսիդներ, որոնք նույնպես քիմիապես շատ ակտիվ են։ Դա. Առաջնային փոխազդեցությունն է ֆիզիկական օրենքներմոլեկուլների գրգռում և իոնացում։ Ատոմների և մոլեկուլների իոնացումը առաջացնում է երկրորդական գործընթացներ, որոնք զարգանում են կենսաբանական օրենքների համաձայն։ Ակտիվ պերօքսիդի միացությունները օքսիդացնում և փոխում են բջջային ֆերմենտները, ինչը հանգեցնում է կենսաքիմիական պրոցեսների բնականոն ընթացքի խաթարմանը. բջիջները կորցնում են որոշ տեսակի սպիտակուցներ սինթեզելու ունակությունը, առանց որի բջիջների բաժանումն անհնար է: Առաջանում են մուտացիաներ, փոխվում է սպիտակուցների, ածխաջրերի, պեպտիդների և խոլեստերինի նյութափոխանակության ընթացքը։ Նման ռեակցիաներում սպիտակուցի մոլեկուլները կարող են քայքայվել և տրոհվել ամինաթթուների՝ ընդհուպ մինչև շատ թունավոր հիստամինային միացությունների ձևավորում, որոնց ազդեցության տակ զարգանում են դիստրոֆիկ և նեկրոտիկ փոփոխություններ։ Ռենտգենյան ճառագայթները հատկապես ուժեղ ազդեցություն են ունենում արագ աճող, վատ տարբերակված բջիջների վրա՝ արյունաստեղծ օրգանների, մաշկի, սեռական գեղձերի վրա, ինչը հնարավորություն է տալիս ռենտգենյան ճառագայթների օգտագործումը՝ այդ գոյացությունների քաղցկեղային ուռուցքները ճառագայթելու համար: Պետք է հիշել, որ ճառագայթումը գործում է ոչ միայն ճառագայթման ենթարկված կենսաբանական օբյեկտի, այլ նաև հետագա սերունդների վրա՝ բջիջների ժառանգական ապարատի միջոցով։

Ատոմային երևույթների ուսումնասիրության և գործնական կիրառման մեջ մեկը քննադատական ​​դերերխաղալ ռենտգենյան ճառագայթներ. Նրանց հետազոտությունների շնորհիվ բազմաթիվ բացահայտումներ են արվել, մշակվել են նյութերի վերլուծության մեթոդներ, որոնք կիրառվում են տարբեր ոլորտներում։ Այստեղ մենք կդիտարկենք ռենտգենյան ճառագայթների տեսակներից մեկը՝ բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթները:

Ռենտգենյան ճառագայթների բնույթն ու հատկությունները

Ռենտգենյան ճառագայթումը էլեկտրականության վիճակի բարձր հաճախականության փոփոխություն է մագնիսական դաշտըտարածվում է տիեզերքում մոտ 300000 կմ/վ արագությամբ, այսինքն՝ էլեկտրամագնիսական ալիքներ։ Էլեկտրամագնիսական ճառագայթման տիրույթի մասշտաբով ռենտգենյան ճառագայթները գտնվում են մոտավորապես 10-8-ից մինչև 5∙10-12 մետր ալիքի երկարության միջակայքում, ինչը մի քանի կարգով ավելի կարճ է, քան օպտիկական ալիքները: Սա համապատասխանում է 3∙10 16-ից մինչև 6∙10 19 Հց հաճախականություններին և էներգիաներին 10 էՎ-ից մինչև 250 կՎ, կամ 1,6∙10 -18-ից մինչև 4∙10 -14 Ջ: Պետք է նշել, որ հաճախականությունների միջակայքերի սահմանները էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը բավականին պայմանական է իրենց համընկնման պատճառով:

Արագացված լիցքավորված մասնիկների (բարձր էներգիայի էլեկտրոնների) փոխազդեցությունն է էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի և նյութի ատոմների հետ։

Ռենտգենյան ֆոտոնները բնութագրվում են բարձր էներգիայով և բարձր ներթափանցող և իոնացնող հզորությամբ, հատկապես 1 նանոմետրից (10-9 մ) պակաս ալիքի երկարությամբ կոշտ ռենտգենյան ճառագայթների համար։

Ռենտգենյան ճառագայթները փոխազդում են նյութի հետ՝ իոնացնելով նրա ատոմները, ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի (ֆոտոներծծման) և անկապ (Կոմպտոն) ցրման գործընթացներում։ Ֆոտոներծծման ժամանակ ռենտգենյան ֆոտոնը, կլանվելով ատոմի էլեկտրոնի կողմից, էներգիա է փոխանցում նրան։ Եթե ​​դրա արժեքը գերազանցում է ատոմում էլեկտրոնի միացման էներգիան, ապա այն հեռանում է ատոմից: Կոմպտոնի ցրումը բնորոշ է ավելի կոշտ (էներգետիկ) ռենտգենյան ֆոտոններին։ Կլանված ֆոտոնի էներգիայի մի մասը ծախսվում է իոնացման վրա. այս դեպքում առաջնային ֆոտոնի ուղղությամբ որոշակի անկյան տակ արտանետվում է երկրորդական՝ ավելի ցածր հաճախականությամբ։

Ռենտգեն ճառագայթման տեսակները. Bremsstrahlung

Ճառագայթներ ստանալու համար օգտագործվում են ապակե վակուումային շշեր՝ ներսում տեղակայված էլեկտրոդներով։ Էլեկտրոդների միջև պոտենցիալ տարբերությունը պետք է լինի շատ բարձր՝ մինչև հարյուրավոր կիլովոլտ: Հոսանքով ջեռուցվող վոլֆրամի կաթոդի վրա տեղի է ունենում թերմիոնային արտանետում, այսինքն՝ դրանից արտանետվում են էլեկտրոններ, որոնք, արագանալով պոտենցիալ տարբերությամբ, ռմբակոծում են անոդը։ Անոդի (երբեմն կոչվում է հակակաթոդ) ատոմների հետ նրանց փոխազդեցության արդյունքում ծնվում են ռենտգենյան ֆոտոններ։

Կախված նրանից, թե ինչ գործընթաց է հանգեցնում ֆոտոնի ծնունդին, կան ռենտգենյան ճառագայթման այնպիսի տեսակներ, ինչպիսիք են bremsstrahlung-ը և բնորոշ:

Էլեկտրոնները, հանդիպելով անոդին, կարող են դանդաղեցնել, այսինքն՝ էներգիա կորցնել նրա ատոմների էլեկտրական դաշտերում։ Այս էներգիան արտանետվում է ռենտգենյան ֆոտոնների տեսքով։ Նման ճառագայթումը կոչվում է bremsstrahlung:

Պարզ է, որ արգելակման պայմանները կտարբերվեն առանձին էլեկտրոնների համար: Սա նշանակում է, որ ռենտգենյան ճառագայթները վերածվում են տարբեր քանակությամբնրանց կինետիկ էներգիան: Արդյունքում, bremsstrahlung-ը ներառում է տարբեր հաճախականությունների և, համապատասխանաբար, ալիքի երկարությունների ֆոտոններ։ Հետեւաբար, նրա սպեկտրը շարունակական է (շարունակական): Երբեմն այդ պատճառով այն նաև կոչվում է «սպիտակ» ռենտգեն։

Bremsstrahlung ֆոտոնի էներգիան չի կարող գերազանցել այն գեներացնող էլեկտրոնի կինետիկ էներգիան, այնպես որ bremsstrahlung-ի առավելագույն հաճախականությունը (և ամենափոքր ալիքի երկարությունը) համապատասխանում է. ամենաբարձր արժեքըԱնոդի վրա ընկած էլեկտրոնների կինետիկ էներգիան: Վերջինս կախված է էլեկտրոդների վրա կիրառվող պոտենցիալ տարբերությունից:

Կա մեկ այլ տեսակի ռենտգեն, որը գալիս է այլ գործընթացից: Այս ճառագայթումը կոչվում է բնորոշ, և մենք դրա վրա ավելի մանրամասն կանդրադառնանք:

Ինչպես են արտադրվում բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթները

Հասնելով հակակատոդին, արագ էլեկտրոնը կարող է ներթափանցել ատոմի ներսում և տապալել ցանկացած էլեկտրոն ստորին ուղեծրերից մեկից, այսինքն՝ նրան փոխանցել էներգիա, որը բավարար է պոտենցիալ արգելքը հաղթահարելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե ատոմում էլեկտրոնների զբաղեցրած էներգիայի ավելի բարձր մակարդակներ կան, ազատված տեղը դատարկ չի մնա։

Պետք է հիշել, որ ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը, ինչպես ցանկացած էներգետիկ համակարգ, ձգտում է նվազագույնի հասցնել էներգիան: Նոկաուտի արդյունքում առաջացած թափուր տեղը լրացվում է ավելի բարձր մակարդակներից մեկի էլեկտրոնով։ Նրա էներգիան ավելի բարձր է, և, զբաղեցնելով ավելի ցածր մակարդակ, այն ճառագայթում է ավելցուկ՝ բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթման քվանտի տեսքով։

Ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը էլեկտրոնների հնարավոր էներգետիկ վիճակների դիսկրետ հավաքածու է։ Հետևաբար, էլեկտրոնների թափուր տեղերի փոխարինման ժամանակ արտանետվող ռենտգեն ֆոտոնները կարող են ունենալ նաև միայն խիստ սահմանված էներգիայի արժեքներ՝ արտացոլելով մակարդակի տարբերությունը։ Արդյունքում, բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթումն ունի ոչ թե շարունակական, այլ գծային տիպի սպեկտր։ Նման սպեկտրը հնարավորություն է տալիս բնութագրել անոդի նյութը, այստեղից էլ այս ճառագայթների անվանումը: Հենց սպեկտրային տարբերությունների պատճառով է, որ պարզ է դառնում, թե ինչ է նշանակում bremsstrahlung և բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթներ:

Երբեմն ավելորդ էներգիան չի արտանետվում ատոմի կողմից, այլ ծախսվում է երրորդ էլեկտրոնը թակելու վրա։ Այս պրոցեսը, այսպես կոչված, Օգերի էֆեկտը, ավելի հավանական է, որ տեղի ունենա, երբ էլեկտրոնների կապող էներգիան չի գերազանցում 1 կՎ-ը: Ազատ արձակված Auger էլեկտրոնի էներգիան կախված է ատոմի էներգիայի մակարդակների կառուցվածքից, ուստի այդպիսի էլեկտրոնների սպեկտրները նույնպես դիսկրետ են։

Հատկանշական սպեկտրի ընդհանուր տեսք

Նեղ բնորոշ գծեր կան ռենտգենյան սպեկտրային օրինաչափության մեջ, ինչպես նաև շարունակական bremsstrahlung սպեկտրը: Եթե ​​սպեկտրը ներկայացնենք որպես ինտենսիվության սխեման՝ ընդդեմ ալիքի երկարության (հաճախականության), ապա գծերի տեղակայման վայրերում կտեսնենք կտրուկ գագաթներ: Նրանց դիրքը կախված է անոդի նյութից: Այս մաքսիմումներն առկա են ցանկացած պոտենցիալ տարբերության դեպքում. եթե կան ռենտգենյան ճառագայթներ, ապա միշտ կան նաև գագաթներ: Խողովակի էլեկտրոդներում լարման աճով մեծանում է ինչպես շարունակական, այնպես էլ բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթման ինտենսիվությունը, բայց գագաթների գտնվելու վայրը և դրանց ինտենսիվության հարաբերակցությունը չի փոխվում:

Ռենտգենյան սպեկտրներում գագաթները նույն ձևն ունեն՝ անկախ էլեկտրոններով ճառագայթված հակակաթոդի նյութից, սակայն տարբեր նյութերի համար դրանք գտնվում են տարբեր հաճախականությունների վրա՝ միանալով շարքերում՝ ըստ հաճախականության արժեքների մոտիկության։ Իրենց շարքերի միջև հաճախականությունների տարբերությունը շատ ավելի էական է: Մաքսիմայի ձևը ոչ մի կերպ կախված չէ նրանից, թե անոդ նյութը ներկայացնում է մաքուր քիմիական տարր, թե այն բարդ նյութ է։ Վերջին դեպքում, նրա բաղկացուցիչ տարրերի բնորոշ ռենտգենյան սպեկտրները պարզապես դրվում են միմյանց վրա։

Սերիական համարի աճով քիմիական տարրնրա ռենտգենյան սպեկտրի բոլոր գծերը տեղափոխվում են դեպի ավելի բարձր հաճախականություն: Սպեկտրը պահպանում է իր ձևը:

Մոզելիի օրենքը

Բնորոշ գծերի սպեկտրային տեղաշարժի ֆենոմենը փորձնականորեն հայտնաբերել է անգլիացի ֆիզիկոս Հենրի Մոզելին 1913 թվականին։ Սա թույլ տվեց նրան կապել սպեկտրի առավելագույն հաճախականությունները քիմիական տարրերի հերթական թվերի հետ։ Այսպիսով, բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթման ալիքի երկարությունը, ինչպես պարզվեց, կարող է հստակորեն փոխկապակցվել որոշակի տարրի հետ: IN ընդհանուր տեսարանՄոզելիի օրենքը կարող է գրվել հետևյալ կերպ. √f = (Z - S n)/n√R, որտեղ f-ը հաճախականությունն է, Z-ը տարրի հերթական համարն է, S n-ը ցուցադրման հաստատունն է, n-ը՝ հիմնականը: քվանտային թիվիսկ R-ը Ռիդբերգի հաստատունն է: Այս հարաբերությունը գծային է և երևում է Մոզելիի դիագրամում որպես ուղիղ գծերի շարք n-ի յուրաքանչյուր արժեքի համար:

n-ի արժեքները համապատասխանում են ռենտգենյան ճառագայթների բնորոշ գագաթների առանձին շարքերին: Մոզելիի օրենքը թույլ է տալիս որոշել կոշտ էլեկտրոններով ճառագայթված քիմիական տարրի սերիական համարը ռենտգենյան սպեկտրի մաքսիմայի չափված ալիքի երկարություններից (դրանք եզակիորեն կապված են հաճախականությունների հետ):

Քիմիական տարրերի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքը նույնական է։ Սա ցույց է տալիս ռենտգենյան ճառագայթների բնորոշ սպեկտրի հերթափոխի փոփոխության միապաղաղությունը: Հաճախականության տեղաշարժը արտացոլում է ոչ թե կառուցվածքային, այլ էներգիայի տարբերությունները էլեկտրոնային թաղանթների միջև, որոնք եզակի են յուրաքանչյուր տարրի համար:

Մոզելիի օրենքի դերը ատոմային ֆիզիկայում

Խիստից աննշան շեղումներ կան գծային կախվածությունարտահայտված Մոզելիի օրենքով։ Դրանք կապված են, առաջին հերթին, որոշ տարրերի էլեկտրոնային թաղանթների լրացման կարգի առանձնահատկությունների հետ, և երկրորդ՝ ծանր ատոմներում էլեկտրոնների շարժման հարաբերական ազդեցությունների հետ։ Բացի այդ, երբ միջուկում նեյտրոնների թիվը փոխվում է (այսպես կոչված իզոտոպային տեղաշարժ), գծերի դիրքը կարող է փոքր-ինչ փոխվել։ Այս էֆեկտը հնարավորություն տվեց մանրամասն ուսումնասիրել ատոմի կառուցվածքը։

Մոզելիի օրենքի նշանակությունը չափազանց մեծ է։ Հերթականորեն կիրառելով այն տարրերի վրա պարբերական համակարգՄենդելեևը սահմանեց սերիական համարի մեծացման օրինաչափություն՝ ըստ բնորոշ առավելագույնի յուրաքանչյուր փոքր տեղաշարժի: Սա օգնեց պարզաբանել հարցը ֆիզիկական զգացողությունտարրերի հերթական համարը. Z արժեքը պարզապես թիվ չէ, դա միջուկի դրական էլեկտրական լիցքն է, որը կազմում է այն մասնիկների միավորի դրական լիցքերի գումարը: Աղյուսակում տարրերի ճիշտ տեղադրումը և դրանում դատարկ դիրքերի առկայությունը (այն ժամանակ դրանք դեռ կային) ստացան հզոր հաստատում։ Ապացուցվեց պարբերական օրենքի վավերականությունը։

Մոզելիի օրենքը, բացի այդ, դարձավ այն հիմքը, որի վրա առաջացավ մի ամբողջ ուղղություն փորձարարական ուսումնասիրություններ- Ռենտգենյան սպեկտրոմետրիա.

Ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքը

Եկեք համառոտ հիշենք, թե ինչպես է դասավորված էլեկտրոնային կառուցվածքը: Այն բաղկացած է թաղանթներից, որոնք նշվում են K, L, M, N, O, P, Q տառերով կամ 1-ից 7 թվերով: Թաղանթի ներսում գտնվող էլեկտրոնները բնութագրվում են նույնությամբ: հիմնական քվանտային թիվը n, որը որոշում է էներգիայի հնարավոր արժեքները։ Արտաքին թաղանթներում էլեկտրոնների էներգիան ավելի մեծ է, իսկ արտաքին էլեկտրոնների իոնացման պոտենցիալը համապատասխանաբար ավելի ցածր է։

Կեղևը ներառում է մեկ կամ մի քանի ենթամակարդակներ՝ s, p, d, f, g, h, i: Յուրաքանչյուր կեղևում ենթամակարդակների թիվը նախորդի համեմատ ավելանում է մեկով: Յուրաքանչյուր ենթամակարդակում և յուրաքանչյուր շերտում էլեկտրոնների թիվը չի կարող գերազանցել որոշակի արժեքը: Դրանք, բացի հիմնական քվանտային թվից, բնութագրվում են ուղեծրային էլեկտրոնային ամպի նույն արժեքով, որը որոշում է ձևը։ Ենթամակարդակները պիտակավորված են պատյանով, որին պատկանում են, օրինակ՝ 2s, 4d և այլն:

Ենթամակարդակը պարունակում է, որոնք, բացի հիմնականից և ուղեծրից, սահմանվում են ևս մեկ քվանտային թվով՝ մագնիսական, որը որոշում է էլեկտրոնի ուղեծրի իմպուլսի պրոյեկցիան մագնիսական դաշտի ուղղությամբ: Մեկ ուղեծրը կարող է ունենալ ոչ ավելի, քան երկու էլեկտրոն, որոնք տարբերվում են չորրորդ քվանտային թվի՝ սպինի արժեքով։

Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք, թե ինչպես է առաջանում բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթումը: Քանի որ այս տեսակի էլեկտրամագնիսական արտանետումների ծագումը կապված է ատոմի ներսում տեղի ունեցող երևույթների հետ, առավել հարմար է այն նկարագրել ճշգրիտ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների մոտավորությամբ:

Բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթների առաջացման մեխանիզմը

Այսպիսով, այս ճառագայթման պատճառը ատոմի խորքում բարձր էներգիայի էլեկտրոնների ներթափանցման պատճառով ներքին թաղանթներում էլեկտրոնային թափուր տեղերի առաջացումն է։ Կարծր էլեկտրոնի փոխազդեցության հավանականությունը մեծանում է էլեկտրոնային ամպերի խտության հետ։ Հետևաբար, բախումները, ամենայն հավանականությամբ, տեղի են ունենում խիտ փաթեթավորված ներքին թաղանթների ներսում, ինչպիսին է ամենացածր K-կեղևը: Այստեղ ատոմը իոնացված է, և 1s թաղանթում առաջանում է դատարկ տեղ։

Այս թափուր տեղը լրացնում է թաղանթի էլեկտրոնը՝ ավելի բարձր էներգիայով, որի ավելցուկը տանում է ռենտգենյան ֆոտոնը։ Այս էլեկտրոնը կարող է «ընկնել» երկրորդ L թաղանթից, երրորդ թաղանթից M և այլն։ Այսպես է ձևավորվում բնորոշ շարքը, այս օրինակում՝ K շարքը։ Ցուցումը, թե որտեղից է գալիս թափուր տեղը լրացնող էլեկտրոնը, տրվում է հունական ինդեքսի տեսքով՝ շարքը նշելիս: «Ալֆա» նշանակում է, որ այն գալիս է L-շելլից, «բետա»-ն՝ M-կեղևից։ Ներկայումս միտում կա փոխարինել հունարեն տառերի ցուցիչները լատիներենով, որոնք ընդունվել են խեցիների նշանակման համար։

Շարքի ալֆա գծի ինտենսիվությունը միշտ ամենաբարձրն է, ինչը նշանակում է, որ հարևան պատյանից թափուր աշխատատեղը լրացնելու հավանականությունն ամենաբարձրն է։

Այժմ մենք կարող ենք պատասխանել հարցին, թե որքա՞ն է բնորոշ ռենտգենյան քվանտի առավելագույն էներգիան։ Այն որոշվում է այն մակարդակների էներգիայի արժեքների տարբերությամբ, որոնց միջև տեղի է ունենում էլեկտրոնային անցում, համաձայն E \u003d E n 2 - E n 1 բանաձևի, որտեղ E n 2 և E n 1 էներգիաներն են: էլեկտրոնային վիճակներ, որոնց միջև տեղի է ունեցել անցում: Այս պարամետրի ամենաբարձր արժեքը տրվում է K շարքի անցումներով առավելագույնով բարձր մակարդակներատոմներ ծանր տարրեր. Բայց այս գծերի ինտենսիվությունը (գագաթի բարձրությունները) ամենափոքրն է, քանի որ դրանք ամենաքիչ հավանական են:

Եթե ​​էլեկտրոդների վրա անբավարար լարման պատճառով կոշտ էլեկտրոնը չի կարող հասնել K մակարդակին, այն ստեղծում է ազատ տեղ L մակարդակում, և առաջանում է ավելի քիչ էներգետիկ L-շարք՝ ավելի երկար ալիքներով։ Հաջորդ շարքերը ծնվում են նույն ձևով:

Բացի այդ, երբ թափուր աշխատատեղը լրացվում է, էլեկտրոնային անցման արդյունքում նոր թափուր աշխատատեղ է հայտնվում ծածկված կեղևում: Սա պայմաններ է ստեղծում հաջորդ շարքը ստեղծելու համար։ Էլեկտրոնային թափուր աշխատատեղերը բարձրանում են մակարդակից մակարդակ, և ատոմը արտանետում է բնորոշ սպեկտրալ շարքերի կասկադ՝ միաժամանակ մնալով իոնացված:

Բնորոշ սպեկտրների նուրբ կառուցվածքը

Հատկանշական ռենտգենյան ճառագայթման ատոմային ռենտգենյան սպեկտրները բնութագրվում են նուրբ կառուցվածքով, որն արտահայտվում է, ինչպես օպտիկական սպեկտրներում, գծի ճեղքումով։

Նուրբ կառուցվածքը պայմանավորված է նրանով, որ էներգիայի մակարդակը՝ էլեկտրոնային թաղանթը, սերտորեն բաժանված բաղադրիչների՝ ենթաշերտերի մի շարք է: Ենթափեղկերը բնութագրելու համար ներկայացվում է ևս մեկ ներքին քվանտային j թիվ, որն արտացոլում է էլեկտրոնի ներքին և ուղեծրային մագնիսական մոմենտների փոխազդեցությունը։

Սփին-ուղիղ փոխազդեցության ազդեցության հետ կապված էներգետիկ կառուցվածքըատոմը դառնում է ավելի բարդ, և արդյունքում բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթումն ունի սպեկտր, որը բնութագրվում է շատ սերտորեն բաժանված տարրերով պառակտված գծերով:

Նուրբ կառուցվածքի տարրերը սովորաբար նշվում են լրացուցիչ թվային ինդեքսներով:

Հատկանշական ռենտգենյան ճառագայթումն ունի առանձնահատկություն, որն արտացոլվում է միայն սպեկտրի նուրբ կառուցվածքում։ Էլեկտրոնի անցումը էներգիայի ամենացածր մակարդակին տեղի չի ունենում ծածկված մակարդակի ստորին ենթաշեղից: Նման իրադարձությունը աննշան հավանականություն ունի։

Ռենտգենյան ճառագայթների օգտագործումը սպեկտրոմետրիայում

Այս ճառագայթումը, շնորհիվ Մոզելիի օրենքով նկարագրված իր հատկանիշների, ընկած է նյութերի վերլուծության տարբեր ռենտգենյան սպեկտրային մեթոդների հիմքում։ Ռենտգենյան սպեկտրը վերլուծելիս օգտագործվում են կա՛մ ճառագայթման դիֆրակցիան բյուրեղներով (ալիքային ցրման մեթոդ), կա՛մ ներծծվող ռենտգենյան ֆոտոնների էներգիայի նկատմամբ զգայուն դետեկտորներ (էներգիա-ցրման մեթոդ): Մեծամասնությունը էլեկտրոնային մանրադիտակներհագեցած է ինչ-որ ռենտգենյան սպեկտրաչափական կցորդներով:

Ալիքային ցրման սպեկտրոմետրիան բնութագրվում է հատկապես բարձր ճշգրտությամբ։ Հատուկ զտիչների օգնությամբ ընտրվում են սպեկտրի ամենաինտենսիվ գագաթները, որոնց շնորհիվ հնարավոր է ստանալ ճշգրիտ հայտնի հաճախականությամբ գրեթե մոնոխրոմատիկ ճառագայթում։ Անոդի նյութը ընտրվում է շատ ուշադիր, որպեսզի ապահովվի ցանկալի հաճախականության մոնոխրոմատիկ ճառագայթը: Ուսումնասիրված նյութի բյուրեղային ցանցի վրա դրա դիֆրակցիան հնարավորություն է տալիս մեծ ճշգրտությամբ ուսումնասիրել ցանցի կառուցվածքը։ Այս մեթոդը կիրառվում է նաև ԴՆԹ-ի և այլ բարդ մոլեկուլների ուսումնասիրության ժամանակ։

Գամմա սպեկտրոմետրիայում հաշվի է առնվում նաև բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթման առանձնահատկություններից մեկը։ Սա բնորոշ գագաթների բարձր ինտենսիվությունն է: Գամմա սպեկտրոմետրերն օգտագործում են կապարի պաշտպանություն արտաքին ֆոնային ճառագայթման դեմ, որը խանգարում է չափումներին: Բայց կապարը, ներծծող գամմա քվանտան, ներքին իոնացում է ապրում, ինչի արդյունքում այն ​​ակտիվորեն արտանետում է ռենտգենյան տիրույթում։ Լրացուցիչ կադմիումային պաշտպանություն օգտագործվում է կապարից բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթման ինտենսիվ գագաթնակետերը կլանելու համար: Այն իր հերթին իոնացված է և նաև ռենտգենյան ճառագայթներ է արձակում։ Կադմիումի բնորոշ գագաթները չեզոքացնելու համար օգտագործվում է երրորդ պաշտպանիչ շերտը` պղինձը, որի ռենտգենյան մաքսիմումը գտնվում է գամմա սպեկտրոմետրի աշխատանքային հաճախականության միջակայքից դուրս:

Սպեկտրոմետրիան օգտագործում է ինչպես bremsstrahlung, այնպես էլ բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթներ: Այսպիսով, նյութերի վերլուծության ժամանակ ուսումնասիրվում են տարբեր նյութերի կողմից շարունակական ռենտգենյան ճառագայթների կլանման սպեկտրները։

-ի համառոտ նկարագրությունըռենտգեն ճառագայթում

Ռենտգենյան ճառագայթները էլեկտրամագնիսական ալիքներ են (քվանտների հոսք, ֆոտոններ), որոնց էներգիան գտնվում է էներգիայի սանդղակի վրա ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և գամմա ճառագայթման միջև (նկ. 2-1): Ռենտգենյան ֆոտոններն ունեն 100 էՎ-ից մինչև 250 կՎ էներգիա, որը համապատասխանում է 3×10 16 Հց-ից մինչև 6×10 19 Հց հաճախականությամբ ճառագայթմանը և 0,005–10 նմ ալիքի երկարությանը։ Ռենտգենյան ճառագայթների և գամմա ճառագայթների էլեկտրամագնիսական սպեկտրները մեծ չափով համընկնում են:

Բրինձ. 2-1.Էլեկտրամագնիսական ճառագայթման սանդղակ

Այս երկու տեսակի ճառագայթման հիմնական տարբերությունը դրանց առաջացման ձևն է: Ռենտգենյան ճառագայթները ստացվում են էլեկտրոնների մասնակցությամբ (օրինակ՝ դրանց հոսքի դանդաղման ժամանակ), իսկ գամմա ճառագայթները՝ որոշ տարրերի միջուկների ռադիոակտիվ քայքայմամբ։

Ռենտգենյան ճառագայթները կարող են առաջանալ լիցքավորված մասնիկների արագացված հոսքի դանդաղեցման ժամանակ (այսպես կոչված՝ bremsstrahlung) կամ երբ բարձր էներգիայի անցումներ են տեղի ունենում ատոմների էլեկտրոնային թաղանթներում (բնորոշ ճառագայթում)։ Բժշկական սարքերն օգտագործում են ռենտգենյան խողովակներ՝ ռենտգենյան ճառագայթներ առաջացնելու համար (Նկար 2-2): Նրանց հիմնական բաղադրիչներն են կաթոդը և զանգվածային անոդը: Անոդի և կաթոդի միջև էլեկտրական ներուժի տարբերության պատճառով արտանետվող էլեկտրոնները արագանում են, հասնում են անոդին, որի նյութի հետ բախվելիս դրանք դանդաղում են: Արդյունքում արտադրվում են bremsstrahlung ռենտգենյան ճառագայթներ: Անոդի հետ էլեկտրոնների բախման ժամանակ տեղի է ունենում նաև երկրորդ գործընթացը՝ էլեկտրոնները դուրս են մղվում անոդի ատոմների էլեկտրոնային թաղանթներից։ Նրանց տեղերը զբաղեցնում են ատոմի այլ թաղանթների էլեկտրոնները։ Այս գործընթացի ընթացքում առաջանում է ռենտգենյան ճառագայթման երկրորդ տեսակը՝ այսպես կոչված, բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթումը, որի սպեկտրը մեծապես կախված է անոդային նյութից։ Անոդները ամենից հաճախ պատրաստվում են մոլիբդենից կամ վոլֆրամից։ Գոյություն ունեն հատուկ սարքեր՝ ռենտգենյան ճառագայթները կենտրոնացնելու և զտելու համար՝ ստացված պատկերները բարելավելու համար։

Բրինձ. 2-2.Ռենտգենյան խողովակի սարքի սխեման.

Ռենտգենյան ճառագայթների հատկությունները, որոնք որոշում են դրանց կիրառումը բժշկության մեջ, ներթափանցող ուժն են, լյումինեսցենտային և ֆոտոքիմիական ազդեցությունները: Ռենտգենյան ճառագայթների ներթափանցող ուժը և դրանց կլանումը հյուսվածքների կողմից մարդու մարմինըիսկ արհեստական ​​նյութերը ամենակարևոր հատկություններն են, որոնք որոշում են դրանց օգտագործումը ճառագայթային ախտորոշման մեջ: Որքան կարճ է ալիքի երկարությունը, այնքան մեծ է ռենտգենյան ճառագայթների թափանցող ուժը։

Կան «փափուկ» ռենտգեններ՝ ցածր էներգիայով և ճառագայթման հաճախականությամբ (համապատասխանաբար՝ ամենամեծ ալիքի երկարությամբ) և «կոշտ» ռենտգենյան ճառագայթներ՝ բարձր ֆոտոն էներգիայով և ճառագայթման հաճախականությամբ, որոնք ունեն կարճ ալիքի երկարություն։ Ռենտգենյան ճառագայթման ալիքի երկարությունը (համապատասխանաբար դրա «կարծրությունը» և թափանցող հզորությունը կախված է ռենտգենյան խողովակի վրա կիրառվող լարման մեծությունից։ Որքան բարձր է լարումը խողովակի վրա, այնքան մեծ է էլեկտրոնների հոսքի արագությունն ու էներգիան և այնքան ավելի կարճ է ռենտգենյան ճառագայթների ալիքի երկարությունը:

Նյութի միջով ներթափանցող ռենտգենյան ճառագայթման փոխազդեցության ժամանակ նրանում տեղի են ունենում որակական և քանակական փոփոխություններ։ Հյուսվածքների կողմից ռենտգենյան ճառագայթների կլանման աստիճանը տարբեր է և որոշվում է առարկան կազմող տարրերի խտությամբ և ատոմային կշռով։ Որքան մեծ է այն նյութի խտությունը և ատոմային քաշը, որից բաղկացած է ուսումնասիրվող առարկան (օրգանը), այնքան շատ են կլանում ռենտգենյան ճառագայթները։ Մարդու մարմինը պարունակում է տարբեր խտության հյուսվածքներ և օրգաններ (թոքեր, ոսկորներ, փափուկ հյուսվածքներ և այլն), ինչը բացատրում է ռենտգենյան ճառագայթների տարբեր կլանումը։ Ներքին օրգանների և կառուցվածքների պատկերացումը հիմնված է տարբեր օրգանների և հյուսվածքների կողմից ռենտգենյան ճառագայթների կլանման արհեստական ​​կամ բնական տարբերության վրա:

Մարմնով անցած ճառագայթումը գրանցելու համար օգտագործվում է որոշակի միացությունների ֆլյուորեսցենտ առաջացնելու և թաղանթի վրա ֆոտոքիմիական ազդեցություն ունենալու նրա կարողությունը։ Այդ նպատակով օգտագործվում են ֆտորոգրաֆիայի հատուկ էկրաններ և ռադիոգրաֆիայի համար լուսանկարչական ֆիլմեր: Ժամանակակից ռենտգեն մեքենաներում թուլացած ճառագայթումը գրանցելու համար օգտագործվում են թվային էլեկտրոնային դետեկտորների հատուկ համակարգեր՝ թվային էլեկտրոնային վահանակներ։ Այս դեպքում ռենտգենյան մեթոդները կոչվում են թվային:

Ռենտգենյան ճառագայթների կենսաբանական ազդեցության պատճառով անհրաժեշտ է պաշտպանել հիվանդներին հետազոտության ժամանակ։ Սա ձեռք է բերվել

հնարավոր ամենակարճ ազդեցության ժամանակը, ֆտորոգրաֆիայի փոխարինումը ռադիոգրաֆիայով, իոնացնող մեթոդների խիստ արդարացված կիրառում, պաշտպանում հիվանդին և անձնակազմին ճառագայթման ազդեցությունից:

ԴԱՍԱԽՈՍՈՒԹՅՈՒՆ 32 Ռենտգենյան ճառագայթում

ԴԱՍԱԽՈՍՈՒԹՅՈՒՆ 32 Ռենտգենյան ճառագայթում

1. Ռենտգեն աղբյուրներ.

2. Bremsstrahlung ռենտգեն.

3. Բնութագրական ռենտգենյան ճառագայթում. Մոզելիի օրենքը.

4. Ռենտգենյան ճառագայթման փոխազդեցությունը նյութի հետ: Թուլացման օրենքը.

5. Ֆիզիկական հիմքերռենտգենյան ճառագայթների օգտագործումը բժշկության մեջ.

6. Հիմնական հասկացություններ և բանաձևեր.

7. Առաջադրանքներ.

Ռենտգեն ճառագայթում -էլեկտրամագնիսական ալիքներ 100-ից 10-3 նմ ալիքի երկարությամբ: Էլեկտրամագնիսական ալիքների մասշտաբով ռենտգենյան ճառագայթումը զբաղեցնում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և γ - ճառագայթում. Ռենտգենյան ճառագայթները (ռենտգենյան ճառագայթներ) հայտնաբերվել են 1895 թվականին Կ.Ռենտգենի կողմից, ով 1901թ. Նոբելյան մրցանակակիրֆիզիկայում։

32.1. Ռենտգենյան աղբյուրներ

Ռենտգենյան ճառագայթների բնական աղբյուրները որոշ ռադիոակտիվ իզոտոպներ են (օրինակ՝ 55 Fe): Հզոր ռենտգենյան ճառագայթների արհեստական ​​աղբյուրներն են ռենտգենյան խողովակներ(նկ. 32.1):

Բրինձ. 32.1.Ռենտգեն խողովակի սարք

Ռենտգենյան խողովակը տարհանված ապակե կոլբ է՝ երկու էլեկտրոդներով՝ A անոդը և K կաթոդը, որոնց միջև առաջանում է բարձր լարման U (1-500 կՎ): Կաթոդը էլեկտրական հոսանքով տաքացվող կծիկ է։ Տաքացվող կաթոդով արտանետվող էլեկտրոնները (թերմիոնիկ արտանետում) արագանում են էլեկտրական դաշտի միջոցով մեծարագություններ (դրա համար անհրաժեշտ է բարձր լարում) և ընկնում խողովակի անոդի վրա: Երբ այս էլեկտրոնները փոխազդում են անոդի նյութի հետ, առաջանում է ռենտգենյան ճառագայթման երկու տեսակ. արգելակԵվ բնորոշիչ.

Անոդի աշխատանքային մակերեսը գտնվում է էլեկտրոնային փնջի ուղղությամբ որոշակի անկյան տակ, որպեսզի ստեղծի ռենտգենյան ճառագայթների ցանկալի ուղղությունը:

Էլեկտրոնների կինետիկ էներգիայի մոտավորապես 1%-ը վերածվում է ռենտգենյան ճառագայթների։ Մնացած էներգիան ազատվում է ջերմության տեսքով: Հետեւաբար, անոդի աշխատանքային մակերեսը պատրաստված է հրակայուն նյութից:

32.2. Bremsstrahlung ռենտգեն

Ինչ-որ միջավայրում շարժվող էլեկտրոնը կորցնում է իր արագությունը: Սա բացասական արագացում է ստեղծում։ Մաքսվելի տեսության համաձայն՝ ցանկացած արագացվածլիցքավորված մասնիկի շարժումն ուղեկցվում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթմամբ։ Այն ճառագայթումը, որն առաջանում է, երբ էլեկտրոնը դանդաղում է անոդի նյութում, կոչվում է bremsstrahlung ռենտգեն.

Bremsstrahlung-ի հատկությունները որոշվում են հետևյալ գործոններով.

1. Ճառագայթումն արտանետվում է առանձին քվանտներով, որոնց էներգիաները հաճախականության հետ կապված են (26.10) բանաձևով.

որտեղ ν-ը հաճախականությունն է, λ-ն ալիքի երկարությունն է:

2. Անոդ հասնող բոլոր էլեկտրոններն ունեն նույնըկինետիկ էներգիան հավասար է աշխատանքին էլեկտրական դաշտանոդի և կաթոդի միջև.

որտեղ e-ն էլեկտրոնի լիցքն է, U-ն արագացնող լարումն է։

3. Էլեկտրոնի կինետիկ էներգիան մասամբ փոխանցվում է նյութին և գնում այն ​​տաքացնելու (Q), իսկ մասամբ ծախսվում է ռենտգենյան քվանտի ստեղծման վրա.

4. Ք-ի և հվ-ի հարաբերությունները պատահաբար.

Վերջին հատկության (4) շնորհիվ առաջացած քվանտան բազմազանէլեկտրոններ, ունեն բազմազանհաճախականություններ և ալիքի երկարություններ. Հետեւաբար, bremsstrahlung սպեկտրը ամուր.բնորոշ տեսարան սպեկտրային խտությունռենտգենյան հոսքը (Φ λ = άΦ/άλ) ներկայացված է նկ. 32.2.

Բրինձ. 32.2. Bremsstrahlung սպեկտրը

Երկար ալիքների կողմից սպեկտրը սահմանափակվում է 100 նմ ալիքի երկարությամբ, որը ռենտգենյան ճառագայթման սահմանն է։ Կարճ ալիքների կողմից սպեկտրը սահմանափակվում է λ min ալիքի երկարությամբ: Ըստ բանաձևի (32.2) նվազագույն ալիքի երկարությունըհամապատասխանում է Q = 0 դեպքին (էլեկտրոնի կինետիկ էներգիան ամբողջությամբ վերածվում է քվանտի էներգիայի).

Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ bremsstrahlung հոսքը (Φ) ուղիղ համեմատական ​​է U լարման քառակուսին

անոդ և կաթոդ, խողովակի մեջ I հոսանք և անոդ նյութի ատոմային թիվը.

Ռենտգենյան ճառագայթների bremsstrahlung սպեկտրները տարբեր լարումների, կաթոդի տարբեր ջերմաստիճանների և տարբեր անոդային նյութերի վրա ներկայացված են Նկ. 32.3.

Բրինձ. 32.3. Bremsstrahlung սպեկտր (Φ λ):

ա - խողովակի մեջ U տարբեր լարումների ժամանակ; բ - տարբեր ջերմաստիճաններում Տ

կաթոդ; գ - Z պարամետրով տարբերվող տարբեր անոդ նյութերով

Անոդի լարման աճով, արժեքը λminշարժվում է դեպի ավելի կարճ ալիքների երկարություններ: Միաժամանակ մեծանում է նաև սպեկտրային կորի բարձրությունը (նկ. 32.3, Ա).

Քանի որ կաթոդի ջերմաստիճանը մեծանում է, էլեկտրոնի արտանետումը մեծանում է: Համապատասխանաբար, խողովակում ավելանում է նաև ընթացիկ I-ը։ Սպեկտրային կորի բարձրությունը մեծանում է, սակայն ճառագայթման սպեկտրալ կազմը չի փոխվում (նկ. 32.3, բ):

Երբ անոդի նյութը փոխվում է, սպեկտրային կորի բարձրությունը փոխվում է Z ատոմային թվին համամասնորեն (նկ. 32.3, գ):

32.3. Բնութագրական ռենտգենյան ճառագայթում. Մոզելիի օրենքը

Երբ կաթոդային էլեկտրոնները փոխազդում են անոդի ատոմների հետ, ռենտգենյան ճառագայթների հետ միասին, առաջանում է ռենտգենյան ճառագայթում, որի սպեկտրը բաղկացած է. առանձին տողեր.Այս ճառագայթումը

ունի հետևյալ ծագումը. Որոշ կաթոդային էլեկտրոններ ներթափանցում են ատոմի խորքը և էլեկտրոնները դուրս հանում դրանից: ներքին պատյաններ.Այսպիսով ձևավորված թափուր տեղերը լցված են էլեկտրոններով վերինՌումբերն, ինչը հանգեցնում է ճառագայթման քվանտների արտանետմանը: Այս ճառագայթումը պարունակում է անոդային նյութով որոշված ​​հաճախականությունների դիսկրետ շարք և կոչվում է բնորոշ ճառագայթում.Ռենտգենյան խողովակի ամբողջական սպեկտրը բնորոշ սպեկտրի սուպերպոզիցիան է bremsstrahlung սպեկտրի վրա (նկ. 32.4):

Բրինձ. 32.4.Ռենտգեն խողովակի արտանետումների սպեկտր

Ռենտգենյան ճառագայթների բնորոշ սպեկտրների առկայությունը հայտնաբերվել է ռենտգենյան խողովակների միջոցով: Հետագայում պարզվեց, որ նման սպեկտրներ առաջանում են քիմիական տարրերի ներքին ուղեծրերի ցանկացած իոնացման ժամանակ։ Ուսումնասիրելով տարբեր քիմիական տարրերի բնորոշ սպեկտրները, Գ. Մոզելին (1913) սահմանեց հետևյալ օրենքը, որը կրում է իր անունը.

Ճառագայթման բնորոշ հաճախականության քառակուսի արմատն է գծային ֆունկցիատարրի սերիական համարը.

որտեղ ν-ը սպեկտրային գծի հաճախականությունն է, Z-ը արձակող տարրի ատոմային թիվն է, A, B-ն հաստատուններ են:

Մոզելիի օրենքը հնարավորություն է տալիս բնորոշ ճառագայթման դիտարկվող սպեկտրից որոշել քիմիական տարրի ատոմային թիվը։ Սա մեծ դեր է խաղացել պարբերական համակարգում տարրերի տեղաբաշխման գործում։

32.4. Ռենտգենյան ճառագայթման փոխազդեցությունը նյութի հետ. թուլացման օրենքը

Գոյություն ունի նյութի հետ ռենտգենյան ճառագայթման փոխազդեցության երկու հիմնական տեսակ՝ ցրում և ֆոտոէլեկտրական էֆեկտ։ Երբ ցրված է, ֆոտոնի շարժման ուղղությունը փոխվում է։ Ֆոտոէլեկտրական էֆեկտում՝ ֆոտոն կլանված.

1. Համահունչ (առաձգական) ցրումտեղի է ունենում, երբ ռենտգենյան ֆոտոնի էներգիան անբավարար է ատոմի ներքին իոնացման համար (էլեկտրոնը ներքին թաղանթներից մեկից տապալելով): Այս դեպքում ֆոտոնի շարժման ուղղությունը փոխվում է, և նրա էներգիան և ալիքի երկարությունը չեն փոխվում (հետևաբար, այս ցրումը կոչվում է. առաձգական):

2. Անհամաձայն (Կոմպտոն) ցրումտեղի է ունենում, երբ ֆոտոնի էներգիան շատ ավելի մեծ է, քան ներքին իոնացման էներգիան A u: hv >> A u:

Այս դեպքում էլեկտրոնը պոկվում է ատոմից և ձեռք է բերում որոշակի կինետիկ էներգիա Կոմպտոնի ցրման ժամանակ ֆոտոնի ուղղությունը փոխվում է, և նրա էներգիան նվազում է.

Կոմպտոնի ցրումը կապված է նյութի ատոմների իոնացման հետ։

3. ֆոտոէլեկտրական էֆեկտտեղի է ունենում, երբ ֆոտոնի էներգիան hv բավարար է ատոմը իոնացնելու համար՝ hv > A u. Միաժամանակ ռենտգենյան քվանտ կլանվածև դրա էներգիան ծախսվում է ատոմի իոնացման և կինետիկ էներգիայի արտանետվող էլեկտրոնի հետ հաղորդակցվելու վրա E k \u003d hv - AI:

Կոմպտոնի ցրումը և ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը ուղեկցվում են բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթմամբ, քանի որ ներքին էլեկտրոնների նոկաուտից հետո թափուր տեղերը լցվում են արտաքին թաղանթների էլեկտրոններով։

Ռենտգենյան լուսարձակում.Որոշ նյութերում Կոմպտոնի ցրման էլեկտրոնները և քվանտները, ինչպես նաև ֆոտոէլեկտրական ազդեցության էլեկտրոնները առաջացնում են մոլեկուլների գրգռում, որն ուղեկցվում է ճառագայթային անցումներով դեպի հիմնական վիճակ։ Սա առաջացնում է փայլ, որը կոչվում է ռենտգենյան լուսարձակում: Բարիումի պլատին-ցիանոգենի լուսարձակումը թույլ տվեց ռենտգենյան ճառագայթները հայտնաբերել Ռենտգենի կողմից։

թուլացման օրենքը

Ռենտգենյան ճառագայթների ցրումը և ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը հանգեցնում են նրան, որ ռենտգենյան ճառագայթումը խորը թափանցելով ճառագայթման առաջնային ճառագայթը թուլանում է (նկ. 32.5): Թուլացումը էքսպոնենցիալ է.

μ-ի արժեքը կախված է կլանող նյութից և ճառագայթման սպեկտրից։ Գործնական հաշվարկների համար՝ որպես թուլացածի հատկանիշ

Բրինձ. 32.5.Ռենտգենյան հոսքի թուլացում ընկնող ճառագայթների ուղղությամբ

Որտեղ λ - ալիքի երկարություն; Z-ը տարրի ատոմային թիվն է. k-ն որոշակի հաստատուն է:

32.5. Օգտագործման ֆիզիկական հիմքերը

ռենտգեն ճառագայթումը բժշկության մեջ

Բժշկության մեջ ռենտգենյան ճառագայթներն օգտագործվում են ախտորոշիչ և բուժական նպատակներով։

Ռենտգեն ախտորոշում- Ռենտգենյան ճառագայթների միջոցով ներքին օրգանների պատկերներ ստանալու մեթոդներ.

Այս մեթոդների ֆիզիկական հիմքը նյութում ռենտգենյան ճառագայթների թուլացման օրենքն է (32.10): Խաչաձեւ միատեսակ ռենտգեն հոսքը անցնելուց հետո անհամասեռ հյուսվածքկդառնա անհամասեռ. Այս անհամասեռությունը կարելի է գրանցել լուսանկարչական ֆիլմի, լյումինեսցենտային էկրանի կամ մատրիցային ֆոտոդետեկտորի միջոցով: Օրինակ, ոսկրային հյուսվածքի զանգվածային թուլացման գործակիցները՝ Ca 3 (PO 4) 2 - և փափուկ հյուսվածքները՝ հիմնականում H 2 O - տարբերվում են 68 անգամ (μ m ոսկոր /μ m ջուր = 68): Ոսկրածուծի խտությունը նույնպես ավելի բարձր է, քան փափուկ հյուսվածքների խտությունը: Հետևաբար, ռենտգենյան պատկերը ստեղծում է ոսկորի թեթև պատկեր՝ փափուկ հյուսվածքների ավելի մուգ ֆոնի վրա:

Եթե ​​ուսումնասիրվող օրգանը և նրան շրջապատող հյուսվածքները ունեն նման թուլացման գործակիցներ, ապա հատուկ կոնտրաստային նյութեր.Այսպես, օրինակ, ստամոքսի ֆտորոգրաֆիայի ժամանակ հետազոտվողը վերցնում է բարիումի սուլֆատի մածուն զանգված (BaSO 4), որում զանգվածի թուլացման գործակիցը 354 անգամ ավելի մեծ է, քան փափուկ հյուսվածքներինը:

Ախտորոշման համար օգտագործվում է 60-120 կՎ ֆոտոն էներգիայով ռենտգենյան ճառագայթում։ Բժշկական պրակտիկայում օգտագործվում են ռենտգենյան ախտորոշման հետևյալ մեթոդները.

1. ռենտգեն.Պատկերը ձևավորվում է լյումինեսցենտային էկրանի վրա: Պատկերի պայծառությունը ցածր է և կարելի է դիտել միայն մութ սենյակում: Բժիշկը պետք է պաշտպանված լինի ազդեցությունից:

Ֆտորոգրաֆիայի առավելությունն այն է, որ այն իրականացվում է իրական ժամանակում։ Թերությունը հիվանդի և բժշկի վրա մեծ ճառագայթային բեռ է (համեմատած այլ մեթոդների հետ):

Ֆտորոգրաֆիայի ժամանակակից տարբերակը՝ ռենտգեն հեռուստատեսությունը, օգտագործում է ռենտգեն պատկերի ուժեղացուցիչներ: Ուժեղացուցիչն ընկալում է ռենտգենյան էկրանի թույլ փայլը, ուժեղացնում է այն և փոխանցում հեռուստացույցի էկրանին։ Արդյունքում բժշկի վրա ճառագայթային ծանրաբեռնվածությունը կտրուկ նվազել է, պատկերի պայծառությունն աճել է, հետազոտության արդյունքները հնարավոր է դարձել տեսագրել։

2. Ռադիոգրաֆիա.Պատկերը ձևավորվում է հատուկ թաղանթի վրա, որը զգայուն է ռենտգենյան ճառագայթների նկատմամբ: Նկարներն արված են երկու փոխադարձ ուղղահայաց ելուստներով (ուղիղ և կողային): Պատկերը տեսանելի է դառնում լուսանկարի մշակումից հետո։ Պատրաստի չորացած պատկերը դիտվում է փոխանցվող լույսի ներքո:

Միաժամանակ գոհացուցիչ տեսանելի են դետալները, որոնց կոնտրաստը տարբերվում է 1-2%-ով։

Որոշ դեպքերում, նախքան հետազոտությունը, հիվանդին տրվում է հատուկ հակադրություն նյութ.Օրինակ, յոդ պարունակող լուծույթ (ներերակային) երիկամների և միզուղիների ուսումնասիրության ժամանակ:

Ռենտգենոգրաֆիայի առավելություններն են բարձր լուծում, կարճ ազդեցության ժամանակ և գրեթե ամբողջական անվտանգություն բժշկի համար: Թերությունները ներառում են ստատիկ պատկերը (օբյեկտը չի կարող հետագծվել դինամիկայի մեջ):

3. Ֆտորոգրաֆիա.Այս հետազոտության ժամանակ էկրանին ստացված պատկերը լուսանկարվում է զգայուն փոքր ֆորմատի ֆիլմի վրա։ Բնակչության զանգվածային հարցումներում լայնորեն կիրառվում է ֆտորոգրաֆիան։ Եթե ​​ֆտորոգրամի վրա հայտնաբերվում են պաթոլոգիական փոփոխություններ, ապա հիվանդին նշանակվում է ավելի մանրամասն հետազոտություն։

4. Էլեկտրաէնտգենոգրաֆիա.Այս տեսակի հետազոտությունը տարբերվում է սովորական ռենտգենոգրաֆիայից պատկերի նկարահանման եղանակով: Օգտագործեք ֆիլմի փոխարեն սելենի ափսե,էլեկտրաֆիկացված ռենտգենյան ճառագայթներով: Արդյունքը էլեկտրական լիցքերի թաքնված պատկերն է, որը կարելի է տեսանելի դարձնել և փոխանցել թղթին:

5. Անգիոգրաֆիա.Այս մեթոդը կիրառվում է արյան անոթների հետազոտման ժամանակ։ Կաթետերի միջոցով երակ է ներարկվում կոնտրաստային նյութ, որից հետո հզոր ռենտգեն ապարատը վայրկյանի մի մասում նկարում է իրար հաջորդող մի շարք պատկերներ։ Նկար 32.6-ը ցույց է տալիս անգիոգրամա քներակ զարկերակի շրջանում:

6. Ռենտգեն համակարգչային տոմոգրաֆիա.Այս տեսակի ռենտգեն հետազոտությունը թույլ է տալիս ստանալ մարմնի հարթ հատվածի պատկեր՝ մի քանի մմ հաստությամբ: Այս դեպքում տրված խաչմերուկը բազմիցս լուսավորվում է տակ տարբեր անկյուններհամակարգչի հիշողության մեջ յուրաքանչյուր առանձին պատկերի ամրագրմամբ։ Հետո

Բրինձ. 32.6.Անգիոգրամ, որը ցույց է տալիս քնային զարկերակի ջրանցքի նեղացում

Բրինձ. 32.7. Տոմոգրաֆիայի սկանավորման սխեման (ա); գլխի տոմոգրաֆիա աչքի մակարդակի խաչմերուկում (բ).

Կատարվում է համակարգչային վերակառուցում, որի արդյունքը սկանավորված շերտի պատկերն է (նկ. 32.7):

Համակարգչային տոմոգրաֆիան հնարավորություն է տալիս տարբերել տարրերը, որոնց միջև խտության տարբերությունը մինչև 1% է: Պայմանական ռադիոգրաֆիան թույլ է տալիս ֆիքսել հարակից տարածքների խտության նվազագույն տարբերությունը 10-20%:

Ռենտգեն թերապիա - չարորակ ուռուցքները ոչնչացնելու համար ռենտգենյան ճառագայթների օգտագործումը.

Ճառագայթման կենսաբանական ազդեցությունն այն է, որ խաթարում է հատկապես արագ բազմացող բջիջների կենսագործունեությունը: Շատ կոշտ ռենտգենյան ճառագայթները (մոտավորապես 10 ՄէՎ ֆոտոնների էներգիայով) օգտագործվում են մարմնի խորքում քաղցկեղի բջիջները ոչնչացնելու համար: Առողջ շրջապատող հյուսվածքների վնասը նվազեցնելու համար ճառագայթը հիվանդի շուրջը պտտվում է այնպես, որ միայն վնասված հատվածը մշտապես մնում է դրա ազդեցության տակ:

32.6. Հիմնական հասկացություններ և բանաձևեր

Սեղանի շարունակություն

Սեղանի վերջը

32.7. Առաջադրանքներ

1. Ինչու՞ բժշկական ռենտգենյան խողովակներում էլեկտրոնային ճառագայթը հարվածում է հակակատոդի մեկ կետին և լայն ճառագայթով չի ընկնում դրա վրա:

Պատասխան.ձեռք բերել ռենտգենյան ճառագայթների կետային աղբյուր՝ էկրանին տալով կիսաթափանցիկ առարկաների կտրուկ ուրվագիծ:

2. Գտեք bremsstrahlung ռենտգենյան ճառագայթների սահմանը (հաճախականությունը և ալիքի երկարությունը) U 1 = 2 կՎ և U 2 = 20 կՎ լարումների համար:

4. Կապարի էկրանները օգտագործվում են ռենտգենից պաշտպանվելու համար: Կապարի մեջ ռենտգենյան ճառագայթների գծային կլանումը 52 սմ -1 է: Որքա՞ն պետք է լինի կապարի պաշտպանիչ շերտի հաստությունը, որպեսզի այն նվազեցնի ռենտգենյան ճառագայթների ինտենսիվությունը 30 անգամ:

5. Գտեք ռենտգենյան խողովակի ճառագայթման հոսքը U = 50 կՎ, I = 1 մԱ: Անոդը պատրաստված է վոլֆրամից (Z = 74): Գտեք խողովակի արդյունավետությունը:

6. Փափուկ հյուսվածքների ռենտգեն ախտորոշման համար օգտագործվում են կոնտրաստային նյութեր։ Օրինակ, ստամոքսը և աղիքները լցված են բարիումի սուլֆատի զանգվածով (BaSO 4): Համեմատեք բարիումի սուլֆատի և փափուկ հյուսվածքների (ջուր) զանգվածային թուլացման գործակիցները:

7. Ի՞նչն ավելի հաստ ստվեր կտա ռենտգենյան էկրանին՝ ալյումինը (Z = 13, ρ = 2,7 գ/սմ 3) կամ պղնձի նույն շերտը (Z = 29, ρ = 8,9 գ/սմ 3):

8. Քանի՞ անգամ է ալյումինի շերտի հաստությունը մեծ պղնձի շերտի հաստությունից, եթե շերտերը նույն կերպ թուլացնում են ռենտգենյան ճառագայթները:

Ռենտգենյան ճառագայթները բարձր էներգիայի էլեկտրամագնիսական ճառագայթման տեսակ են: Այն ակտիվորեն օգտագործվում է տարբեր արդյունաբերություններդեղ.

Ռենտգենյան ճառագայթները էլեկտրամագնիսական ալիքներ են, որոնց ֆոտոնների էներգիան էլեկտրամագնիսական ալիքների մասշտաբով գտնվում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և գամմա ճառագայթման միջև (~10 eV-ից մինչև ~1 MeV), որը համապատասխանում է ~10^3-ից մինչև ~10^−2 անգստրոմ ալիքի երկարություններին: ~10^−7-ից մինչև ~10^−12 մ): Այսինքն՝ դա անհամեմատ ավելի կոշտ ճառագայթում է, քան տեսանելի լույսը, որն այս մասշտաբով գտնվում է ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր («ջերմային») ճառագայթների միջև։

Ռենտգենյան ճառագայթների և գամմա ճառագայթման սահմանը պայմանականորեն տարբերվում է. դրանց միջակայքերը հատվում են, գամմա ճառագայթները կարող են ունենալ 1 կՎ էներգիա։ Նրանք տարբերվում են ծագումից. գամմա ճառագայթները արտանետվում են տեղի ունեցող գործընթացների ժամանակ ատոմային միջուկներ, մինչդեռ ռենտգենյան ճառագայթները՝ էլեկտրոնների ներգրավման գործընթացների ժամանակ (ինչպես ազատ, այնպես էլ ատոմների էլեկտրոնային թաղանթներում գտնվողները)։ Միևնույն ժամանակ, ինքնին ֆոտոնից հնարավոր չէ որոշել, թե որ գործընթացի ընթացքում է այն առաջացել, այսինքն՝ ռենտգենյան և գամմա տիրույթների բաժանումը հիմնականում կամայական է։

Ռենտգենյան տիրույթը բաժանված է «փափուկ ռենտգեն» և «կոշտ»: Նրանց միջև սահմանը գտնվում է 2 անգստրոմի և 6 կՎ էներգիայի ալիքի երկարության մակարդակում:

Ռենտգեն գեներատորը խողովակ է, որի մեջ վակուում է առաջանում։ Կան էլեկտրոդներ՝ կաթոդ, որի վրա կիրառվում է բացասական լիցք, և դրական լիցքավորված անոդ։ Նրանց միջեւ լարումը տասնյակից հարյուրավոր կիլովոլտ է։ Ռենտգենյան ֆոտոնների առաջացումը տեղի է ունենում, երբ էլեկտրոնները «պոկվում» են կաթոդից և մեծ արագությամբ բախվում են անոդի մակերեսին: Ստացված ռենտգենյան ճառագայթումը կոչվում է «bremsstrahlung», նրա ֆոտոնները տարբեր ալիքի երկարություններ ունեն։

Միևնույն ժամանակ առաջանում են բնորոշ սպեկտրի ֆոտոններ։ Անոդ նյութի ատոմների էլեկտրոնների մի մասը գրգռված է, այսինքն՝ գնում է դեպի ավելի բարձր ուղեծրեր, այնուհետև վերադառնում է իր բնականոն վիճակին՝ արձակելով որոշակի ալիքի երկարության ֆոտոններ։ Ռենտգենյան երկու տեսակներն էլ արտադրվում են ստանդարտ գեներատորում:

Հայտնաբերման պատմություն

1895 թվականի նոյեմբերի 8-ին գերմանացի գիտնական Վիլհելմ Կոնրադ Ռենտգենը հայտնաբերեց, որ որոշ նյութեր «կաթոդային ճառագայթների», այսինքն՝ կաթոդային ճառագայթների խողովակի կողմից առաջացած էլեկտրոնների հոսքի ազդեցության տակ, սկսում են փայլել։ Նա այս երևույթը բացատրեց որոշակի ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցությամբ, ուստի («ռենտգենյան ճառագայթներ») այս ճառագայթումն այժմ շատ լեզուներով կոչվում է: Ավելի ուշ Վ.Կ. Ռենտգենն ուսումնասիրել է իր հայտնաբերած ֆենոմենը։ 1895 թվականի դեկտեմբերի 22-ին նա այս թեմայով դասախոսություն է կարդացել Վյուրցբուրգի համալսարանում։

Ավելի ուշ պարզվեց, որ նախկինում ռենտգենյան ճառագայթում նկատվել է, բայց հետո դրա հետ կապված երեւույթները չեն տրվել. մեծ նշանակություն ունի. Կաթոդային խողովակը հայտնագործվել է շատ վաղուց, բայց մինչ Վ.Կ. Ոչ ոք ռենտգեն չի արել հատուկ ուշադրությունդրա մոտ գտնվող լուսանկարչական թիթեղների սևացման մասին և այլն։ երեւույթներ. Անհայտ էր նաեւ ներթափանցող ճառագայթման վտանգը։

Տեսակները և դրանց ազդեցությունը մարմնի վրա

«Ռենտգեն»-ը թափանցող ճառագայթման ամենամեղմ տեսակն է։ Փափուկ ռենտգենյան ճառագայթների գերակտիվացումը նման է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմանը, բայց ավելի ծանր ձևով: Մաշկի վրա առաջանում է այրվածք, սակայն ախտահարումն ավելի խորն է, և այն շատ ավելի դանդաղ է լավանում։

Կոշտ ռենտգենը լիարժեք իոնացնող ճառագայթ է, որը կարող է հանգեցնել ճառագայթային հիվանդության: Ռենտգենյան քվանտան կարող է կոտրել սպիտակուցի մոլեկուլները, որոնք կազմում են մարդու մարմնի հյուսվածքները, ինչպես նաև գենոմի ԴՆԹ մոլեկուլները: Բայց նույնիսկ եթե ռենտգենյան քվանտը ջարդի ջրի մոլեկուլը, դա նշանակություն չունի. այս դեպքում ձևավորվում են քիմիապես ակտիվ ազատ ռադիկալներ H և OH, որոնք իրենք ունակ են գործել սպիտակուցների և ԴՆԹ-ի վրա։ Ճառագայթային հիվանդությունը ընթանում է ավելի ծանր ձևով, այնքան ավելի շատ են տուժում արյունաստեղծ օրգանները։

Ռենտգենյան ճառագայթներն ունեն մուտագեն և քաղցկեղածին ակտիվություն։ Սա նշանակում է, որ ճառագայթման ժամանակ բջիջներում ինքնաբուխ մուտացիաների հավանականությունը մեծանում է, և երբեմն առողջ բջիջները կարող են վերածվել քաղցկեղի: Չարորակ ուռուցքների հավանականության բարձրացումը ցանկացած ազդեցության ստանդարտ հետևանք է, ներառյալ ռենտգենյան ճառագայթները: Ռենտգենյան ճառագայթները ներթափանցող ճառագայթման ամենաքիչ վտանգավոր տեսակն են, սակայն դրանք դեռ կարող են վտանգավոր լինել:

Ռենտգեն ճառագայթում. կիրառություն և ինչպես է այն աշխատում

Ռենտգեն ճառագայթումը օգտագործվում է բժշկության մեջ, ինչպես նաև մարդու գործունեության այլ ոլորտներում:

Ֆլյուորոսկոպիա և համակարգչային տոմոգրաֆիա

Ռենտգենյան ճառագայթների ամենատարածված օգտագործումը ֆտորոգրաֆիան է: Մարդու մարմնի «լռությունը» թույլ է տալիս մանրամասն պատկեր ստանալ ինչպես ոսկորների (դրանք առավել հստակ երևում են), այնպես էլ ներքին օրգանների պատկերներից։

Ռենտգենյան ճառագայթներում մարմնի հյուսվածքների տարբեր թափանցիկությունը կապված է դրանց քիմիական կազմի հետ: Ոսկորների կառուցվածքի առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք պարունակում են մեծ քանակությամբ կալցիում և ֆոսֆոր: Մյուս հյուսվածքները հիմնականում կազմված են ածխածնից, ջրածնից, թթվածնից և ազոտից։ Ֆոսֆորի ատոմը գրեթե երկու անգամ ավելի ծանր է թթվածնի ատոմից, իսկ կալցիումի ատոմը՝ 2,5 անգամ (ածխածինը, ազոտը և ջրածինը նույնիսկ ավելի թեթև են, քան թթվածինը)։ Այս առումով ոսկորներում ռենտգենյան ֆոտոնների կլանումը շատ ավելի մեծ է։

Բացի երկչափ «նկարներից», ռադիոգրաֆիան հնարավորություն է տալիս ստեղծել օրգանի եռաչափ պատկեր՝ ռադիոգրաֆիայի այս տեսակը կոչվում է համակարգչային տոմոգրաֆիա։ Այդ նպատակների համար օգտագործվում են փափուկ ռենտգենյան ճառագայթներ: Մեկ պատկերում ստացված լուսարձակման քանակը փոքր է. այն մոտավորապես հավասար է 10 կմ բարձրության վրա գտնվող ինքնաթիռում 2 ժամ տևողությամբ թռիչքի ընթացքում ստացված լուսարձակմանը:

Ռենտգենյան թերությունների հայտնաբերումը թույլ է տալիս հայտնաբերել արտադրանքի փոքր ներքին թերությունները: Դրա համար օգտագործվում են կոշտ ռենտգենյան ճառագայթներ, քանի որ շատ նյութեր (օրինակ, մետաղը) վատ «կիսաթափանցիկ» են՝ իրենց բաղկացուցիչ նյութի բարձր ատոմային զանգվածի պատճառով։

Ռենտգենյան դիֆրակցիա և ռենտգենյան ֆլուորեսցենտային վերլուծություն

Ռենտգենյան ճառագայթներն ունեն հատկություններ, որոնք թույլ են տալիս մանրամասն ուսումնասիրել առանձին ատոմները: Ռենտգենյան դիֆրակցիոն անալիզը ակտիվորեն օգտագործվում է քիմիայում (ներառյալ կենսաքիմիայում) և բյուրեղագրությունում։ Նրա գործողության սկզբունքը ռենտգենյան ճառագայթների դիֆրակցիոն ցրումն է բյուրեղների կամ բարդ մոլեկուլների ատոմներով։ Ռենտգենյան դիֆրակցիոն վերլուծության միջոցով որոշվել է ԴՆԹ-ի մոլեկուլի կառուցվածքը:

Ռենտգենյան ֆլուորեսցենտային վերլուծությունը թույլ է տալիս արագ որոշել նյութի քիմիական բաղադրությունը:

Գոյություն ունեն ճառագայթային թերապիայի բազմաթիվ ձևեր, բայց դրանք բոլորն էլ ներառում են իոնացնող ճառագայթման օգտագործումը: Ռադիոթերապիան բաժանվում է 2 տեսակի՝ կորպուսկուլյար և ալիքային։ Corpuscular-ը օգտագործում է ալֆա մասնիկների (հելիումի ատոմների միջուկներ), բետա մասնիկների (էլեկտրոններ), նեյտրոնների, պրոտոնների, ծանր իոնների հոսքեր։ Ալիքը օգտագործում է էլեկտրամագնիսական սպեկտրի ճառագայթներ՝ ռենտգենյան ճառագայթներ և գամմա:

Ռադիոթերապիայի մեթոդները հիմնականում օգտագործվում են ուռուցքաբանական հիվանդությունների բուժման համար։ Բանն այն է, որ ճառագայթումն առաջին հերթին ազդում է ակտիվորեն բաժանվող բջիջների վրա, ինչի պատճառով արյունաստեղծ օրգանները տուժում են այս կերպ (նրանց բջիջները անընդհատ բաժանվում են՝ արտադրելով ավելի ու ավելի շատ նոր կարմիր արյան բջիջներ): Քաղցկեղի բջիջները նույնպես անընդհատ բաժանվում են և ավելի խոցելի են ճառագայթման նկատմամբ, քան առողջ հյուսվածքները:

Օգտագործվում է ճառագայթման այնպիսի մակարդակ, որը ճնշում է քաղցկեղի բջիջների ակտիվությունը, մինչդեռ չափավոր կերպով ազդում է առողջների վրա: Ճառագայթման ազդեցության տակ դա ոչ թե բջիջների քայքայումն է որպես այդպիսին, այլ դրանց գենոմի՝ ԴՆԹ մոլեկուլների վնասը։ Քանդված գենոմով բջիջը կարող է գոյություն ունենալ որոշ ժամանակով, բայց այլեւս չի կարող բաժանվել, այսինքն՝ ուռուցքի աճը դադարում է։

Ճառագայթային թերապիան ռադիոթերապիայի ամենաթեթև ձևն է: Ալիքի ճառագայթումը ավելի մեղմ է, քան կորպուսուլյար ճառագայթումը, իսկ ռենտգենյան ճառագայթները ավելի մեղմ են, քան գամմա ճառագայթումը:

Հղիության ընթացքում

Հղիության ընթացքում իոնացնող ճառագայթման օգտագործումը վտանգավոր է։ Ռենտգենյան ճառագայթները մուտագեն են և կարող են պտղի շեղումներ առաջացնել: Ռենտգեն թերապիան անհամատեղելի է հղիության հետ. այն կարող է օգտագործվել միայն այն դեպքում, եթե արդեն որոշված ​​է աբորտ անել: Ֆտորոգրաֆիայի սահմանափակումներն ավելի մեղմ են, բայց առաջին ամիսներին դա նույնպես խստիվ արգելվում է։

Երբ արտակարգ իրավիճակռենտգեն հետազոտությունը փոխարինվում է մագնիսական ռեզոնանսային պատկերմամբ։ Բայց առաջին եռամսյակում էլ են փորձում խուսափել (այս մեթոդը վերջերս է ի հայտ եկել, և բացարձակ վստահությամբ կարելի է խոսել վնասակար հետևանքների բացակայության մասին)։

Միանշանակ վտանգ է առաջանում, երբ ենթարկվում է առնվազն 1 mSv ընդհանուր դոզայի (հին միավորներում՝ 100 mR): Պարզ ռենտգենով (օրինակ՝ ֆտորոգրաֆիա անցնելիս) հիվանդը ստանում է մոտ 50 անգամ ավելի քիչ։ Նման չափաբաժին միաժամանակ ստանալու համար անհրաժեշտ է մանրամասն համակարգչային տոմոգրաֆիա անցնել։

Այսինքն՝ հղիության վաղ փուլում 1-2 անգամ «ռենտգեն» անելու փաստը լուրջ հետևանքներով չի սպառնում (բայց ավելի լավ է դա չվտանգել):

Բուժում դրանով

Ռենտգենյան ճառագայթները հիմնականում օգտագործվում են չարորակ ուռուցքների դեմ պայքարում։ Այս մեթոդը լավ է, քանի որ բարձր արդյունավետություն ունի՝ սպանում է ուռուցքը։ Դա վատ է, քանի որ առողջ հյուսվածքները շատ ավելի լավը չեն, կան բազմաթիվ կողմնակի ազդեցություններ: Առանձնահատուկ վտանգի տակ են արյունաստեղծման օրգանները:

Գործնականում տարբեր մեթոդներ են օգտագործվում առողջ հյուսվածքների վրա ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցությունը նվազեցնելու համար։ Ճառագայթներն ուղղված են անկյան տակ այնպես, որ դրանց հատման գոտում ուռուցք է առաջանում (դրա շնորհիվ էներգիայի հիմնական կլանումը տեղի է ունենում հենց այնտեղ): Երբեմն պրոցեդուրան կատարվում է շարժման մեջ՝ հիվանդի մարմինը ճառագայթման աղբյուրի համեմատ պտտվում է ուռուցքով անցնող առանցքի շուրջ։ Միևնույն ժամանակ, առողջ հյուսվածքները ճառագայթման գոտում են միայն երբեմն, իսկ հիվանդները՝ անընդհատ։

Ռենտգենյան ճառագայթները օգտագործվում են որոշ արթրոզի և նմանատիպ հիվանդությունների, ինչպես նաև մաշկային հիվանդությունների բուժման համար։ Այս դեպքում ցավային սինդրոմը նվազում է 50-90%-ով։ Քանի որ այս դեպքում օգտագործվող ճառագայթումն ավելի մեղմ է, ուռուցքների բուժման ժամանակ առաջացողների նման կողմնակի ազդեցությունները չեն նկատվում: