Röntgenikiirgus on elektromagnetlained, mille lainepikkus on ligikaudu 80–10–5 nm. Pikima lainepikkusega röntgenkiirgus on kaetud lühikese lainepikkusega ultraviolettkiirgusega, lühilainepikkusega - pika lainepikkusega γ-kiirgus. Ergastusmeetodi järgi jaguneb röntgenkiirgus bremsstrahlungiks ja iseloomulikuks.

31.1. Röntgentoru seade. Bremsstrahlung X-RAY

Kõige levinum röntgenikiirguse allikas on röntgentoru, mis on kahe elektroodi vaakumseade (joonis 31.1). Soojendusega katood 1 kiirgab elektrone 4. Anoodil 2, mida sageli nimetatakse antikatoodiks, on kaldpind, et suunata tekkivaid röntgenikiirgusid 3 toru telje suhtes nurga all. Anood on valmistatud väga soojusjuhtivast materjalist, et eemaldada elektronide löögist tekkiv soojus. Anoodi pind on valmistatud tulekindlatest materjalidest, mille perioodilisustabelis on suur aatomnumber, näiteks volframist. Mõnel juhul jahutatakse anood spetsiaalselt vee või õliga.

Diagnostikatorude puhul on oluline röntgenikiirgusallika täpsus, mida on võimalik saavutada elektronide fokuseerimisega antikatoodi ühte kohta. Seetõttu tuleb konstruktiivselt arvestada kahe vastandliku ülesandega: ühelt poolt peavad elektronid langema anoodi ühele kohale, teisalt on ülekuumenemise vältimiseks soovitav elektronid jaotada erinevatele anoodi osadele. anood. Ühe huvitava tehnilise lahendusena on pöörleva anoodiga röntgentoru (joon. 31.2).

Elektroni (või muu laetud osakese) aeglustumise tulemusena aatomituuma elektrostaatilise välja ja antikatoodi aine aatomielektronide toimel bremsstrahlung kiirgus.

Selle mehhanismi saab selgitada järgmiselt. Liikuv elektrilaeng on seotud magnetväljaga, mille induktsioon sõltub elektroni kiirusest. Pidurdamisel magnetiline

induktsioon ja Maxwelli teooria kohaselt tekib elektromagnetlaine.

Kui elektronid aeglustuvad, läheb ainult osa energiast röntgenfootoni loomiseks, teine ​​osa kulub anoodi soojendamisele. Kuna nende osade suhe on juhuslik, tekib suure hulga elektronide aeglustamisel pidev röntgenkiirguse spekter. Sellega seoses nimetatakse bremsstrahlungi ka pidevaks. Joonisel fig. 31.3 näitab röntgenikiirguse voo sõltuvust lainepikkusest λ (spektrid) erinevatel pingetel röntgentorus: U 1< U 2 < U 3 .

Igas spektris lühim lainepikkus bremsstrahlung λ ηίη tekib siis, kui elektroni poolt kiirendusväljas omandatud energia muundatakse täielikult footoni energiaks:

Pange tähele, et (31.2) põhjal on välja töötatud üks täpsemaid meetodeid Plancki konstandi eksperimentaalseks määramiseks.

Lühilainepikkusega röntgenikiirgus on tavaliselt suurema läbitungimisvõimega kui pikalainelistel ja neid nimetatakse raske, ja pikalaine pehme.

Röntgentoru pinge suurendamisega muudetakse kiirguse spektraalset koostist, nagu on näha jooniselt fig. 31.3 ja valemid (31.3) ning suurendage jäikust.

Kui katoodhõõgniidi temperatuuri tõsta, suureneb elektronide emissioon ja vool torus. See suurendab igas sekundis kiiratavate röntgenfootonite arvu. Selle spektraalne koostis ei muutu. Joonisel fig. 31.4 näitab röntgenikiirguse kiirgusspektreid sama pinge, kuid erinevate katoodhõõgniidi voolude korral: / n1< / н2 .

Röntgenikiirguse voog arvutatakse järgmise valemiga:

Kus U Ja ma- pinge ja vool röntgenitorus; Z- anoodaine aatomi seerianumber; k- proportsionaalsuskoefitsient. Erinevatelt antikatoodidelt korraga saadud spektrid U ja I H on näidatud joonisel fig. 31.5.

31.2. ISELOOMULIK RÖNTGIKIIRGUS. ATOMIC Röntgenispekter

Suurendades röntgentoru pinget, võib märgata joone ilmumist, mis vastab

iseloomulikud röntgenikiirgused(joonis 31.6). See tekib tänu sellele, et kiirendatud elektronid tungivad sügavale aatomisse ja löövad elektronid sisekihtidest välja. Ülemistelt tasanditelt liiguvad elektronid vabadesse kohtadesse (joonis 31.7), mille tulemusena kiirguvad iseloomuliku kiirgusega footonid. Nagu jooniselt näha, koosneb iseloomulik röntgenikiirgus seeriatest K, L, M jne, mille nimi kasutas elektrooniliste kihtide tähistamist. Kuna K-seeria emissioon vabastab ruumi kõrgemates kihtides, siis kiirguvad samaaegselt ka teiste seeriate read.

Erinevalt optilistest spektritest on erinevate aatomite iseloomulikud röntgenispektrid sama tüüpi. Joonisel fig. 31.8 näitab erinevate elementide spektreid. Nende spektrite ühtlus tuleneb asjaolust, et erinevate aatomite sisekihid on samad ja erinevad ainult energeetiliselt, kuna tuumast lähtuv jõu mõju suureneb elemendi aatomarvu kasvades. See asjaolu toob kaasa asjaolu, et iseloomulikud spektrid nihkuvad tuumalaengu suurenedes kõrgemate sageduste suunas. See muster on nähtav jooniselt fig. 31.8 ja tuntud kui Moseley seadus:

Kus v- spektraaljoone sagedus; Z- kiirgava elemendi aatomnumber; A Ja IN- püsiv.

Optilise ja röntgenikiirguse spektri vahel on veel üks erinevus.

Aatomile iseloomulik röntgenispekter ei sõltu keemiline ühend millesse see aatom kuulub. Näiteks hapnikuaatomi röntgenspekter on O, O 2 ja H 2 O puhul sama, samas kui nende ühendite optilised spektrid on oluliselt erinevad. See aatomi röntgenspektri tunnus oli nime aluseks iseloomulik.

Iseloomulik kiirgus tekib alati siis, kui aatomi sisemistes kihtides on vaba ruumi, olenemata selle põhjustanud põhjusest. Nii kaasneb näiteks iseloomulik kiirgus ühe tüüpi radioaktiivse lagunemisega (vt 32.1), mis seisneb elektroni kinnipüüdmises sisemisest kihist tuuma poolt.

31.3. Röntgenikiirguse koostoime AINEGA

Röntgenkiirguse registreerimine ja kasutamine, samuti selle mõju bioloogilistele objektidele määratakse röntgenfootoni ja aine aatomite ja molekulide elektronide interaktsiooni esmaste protsessidega.

Olenevalt energia vahekorrast hv footon ja ionisatsioonienergia 1 A ning seal on kolm peamist protsessi.

Sidus (klassikaline) hajumine

Pika lainepikkusega röntgenikiirguse hajumine toimub peamiselt ilma lainepikkuse muutumiseta ja seda nimetatakse sidus. See juhtub siis, kui footoni energia on väiksem kui ionisatsioonienergia: hv< A ja.

Kuna sel juhul röntgenfootoni ja aatomi energia ei muutu, siis koherentne hajumine iseenesest bioloogilist efekti ei põhjusta. Röntgenkiirguse vastase kaitse loomisel tuleks aga arvestada primaarkiire suuna muutmise võimalusega. Selline interaktsioon on röntgendifraktsioonianalüüsi jaoks oluline (vt 24.7).

Ebaühtlane hajumine (Comptoni efekt)

1922. aastal A.Kh. Compton avastas kõvade röntgenikiirte hajumist jälgides hajutatud kiire läbitungimisvõime vähenemist võrreldes langeva kiirega. See tähendas, et hajutatud röntgenikiirte lainepikkus oli suurem kui langeva röntgenikiirte lainepikkus. Röntgenikiirguse hajumist koos lainepikkuse muutumisega nimetatakse ebaühtlane nym ja nähtus ise - Comptoni efekt. See juhtub siis, kui röntgenfootoni energia on suurem kui ionisatsioonienergia: hv > A ja.

See nähtus on tingitud asjaolust, et aatomiga suhtlemisel tekib energia hv footon kulutatakse uue energiaga hajutatud röntgenfootoni tootmiseks hv", eraldada elektron aatomist (ionisatsioonienergia A u) ja anda elektronile kineetiline energia E kuni:

hv \u003d hv " + A ja + E k.(31.6)

1 Siin mõistetakse ionisatsioonienergia all energiat, mis on vajalik sisemiste elektronide eemaldamiseks aatomist või molekulist.

Kuna paljudel juhtudel hv>> A ja ja Comptoni efekt ilmneb vabadel elektronidel, siis saame kirjutada ligikaudu:

hv = hv"+ E K .(31.7)

On märkimisväärne, et selle nähtuse puhul (joon. 31.9) koos sekundaarse röntgenkiirgusega (energiaga hv" footon) ilmuvad tagasilöögi elektronid (kineetiline energia E kuni elektron). Seejärel muutuvad aatomid või molekulid ioonideks.

fotoelektriline efekt

Fotoelektrilises efektis neeldub röntgenkiirgus aatomis, mille tulemusena lendab elektron välja ja aatom ioniseerub (fotoionisatsioon).

Eespool käsitletud kolm peamist interaktsiooniprotsessi on esmased, need viivad järgnevate sekundaarsete, tertsiaarsete jne. nähtusi. Näiteks ioniseeritud aatomid võivad kiirata iseloomulikku spektrit, ergastatud aatomitest võivad saada nähtava valguse allikad (röntgeni luminestsents) jne.

Joonisel fig. 31.10 on diagramm võimalikest protsessidest, mis tekivad röntgenkiirguse sattumisel ainesse. Enne röntgenfootoni energia muundamist molekulaarse soojusliikumise energiaks võib toimuda mitukümmend näidatud protsessiga sarnast protsessi. Selle tulemusena toimuvad muudatused molekulaarne koostis ained.

Joonisel fig. 31.10, on aluseks nähtustele, mida täheldatakse aine röntgenikiirguse toimel. Loetleme mõned neist.

Röntgenikiirguse luminestsents- mitmete ainete sära röntgenkiirguse all. Selline plaatina-tsüanogeeni baariumi sära võimaldas Röntgenil kiired avastada. Seda nähtust kasutatakse spetsiaalsete helendavate ekraanide loomiseks röntgenikiirte visuaalseks jälgimiseks, mõnikord ka röntgenikiirte toime suurendamiseks fotoplaadil.

Teatud keemiline toime röntgenikiirgus, näiteks vesinikperoksiidi moodustumine vees. Praktiliselt oluline näide- löök fotoplaadile, mis võimaldab selliseid kiiri fikseerida.

Ioniseeriv toime avaldub elektrijuhtivuse suurenemises röntgenikiirguse mõjul. Seda kinnisvara kasutatakse

dosimeetria jaoks kvantifitseerimine seda tüüpi kiirgust.

Paljude protsesside tulemusena nõrgeneb primaarne röntgenikiir vastavalt seadusele (29.3). Kirjutame selle kujul:

I = I0 e-/", (31.8)

Kus μ - lineaarne sumbumiskoefitsient. Seda võib kujutada koosnevana kolmest terminist, mis vastavad koherentsele hajumisele μ κ , ebajärjekindlale μ ΗΚ ja fotoefektile μ f:

μ = μ k + μ hk + μ f. (31,9)

Röntgenkiirguse intensiivsus nõrgeneb võrdeliselt aine aatomite arvuga, mida see vool läbib. Kui surume aine piki telge kokku x, näiteks sisse b korda suurendades b korda selle tihedus, siis

31.4. MEDITSIINIS RÖNTGIKIIRGUSE RAKENDAMISE FÜÜSIKALISED ALUSED

Üks tähtsamaid meditsiinilised rakendused röntgenkiirgus - siseorganite läbivalgustamine diagnostilistel eesmärkidel (röntgendiagnostika).

Diagnostikaks kasutatakse footoneid energiaga umbes 60-120 keV. Selle energia korral määrab massi ekstinktsiooniteguri peamiselt fotoelektriline efekt. Selle väärtus on pöördvõrdeline footoni energia kolmanda astmega (proportsionaalne λ 3-ga), mis näitab kõva kiirguse suurt läbitungimisvõimet, ja võrdeline neelava aine aatomarvu kolmanda astmega:

Märkimisväärne erinevus röntgenikiirguse neeldumises erinevates kudedes võimaldab näha inimkeha siseorganite pilte varjuprojektsioonis.

Röntgendiagnostikat kasutatakse kahes versioonis: fluoroskoopia pilti vaadatakse röntgen-luminestsentsekraanil, radiograafia - pilt fikseeritakse filmile.

Kui uuritav elund ja ümbritsevad kuded nõrgendavad röntgenikiirgust ligikaudu võrdselt, kasutatakse spetsiaalseid kontrastaineid. Nii võib näiteks kõhtu ja soolestikku baariumsulfaadi pudrumassiga täites näha nende varjupilti.

Pildi heledus ekraanil ja säriaeg filmil sõltuvad röntgenikiirte intensiivsusest. Kui seda kasutatakse diagnoosimiseks, ei saa intensiivsus olla kõrge, et mitte põhjustada soovimatuid bioloogilisi tagajärgi. Seetõttu on mitmeid tehnilisi seadmeid, mis parandavad pilti madala röntgenikiirguse intensiivsusega. Sellise seadme näiteks on intensiivitorud (vt 27.8). Elanikkonna massilisel uurimisel kasutatakse laialdaselt radiograafia varianti - fluorograafiat, mille käigus salvestatakse tundlikule väikeseformaadilisele filmile suurelt röntgen-luminestsentsekraanilt pärinev pilt. Pildistamisel kasutatakse suure avaga objektiivi, valminud pilte uuritakse spetsiaalsel luubil.

Huvitav ja paljutõotav radiograafia võimalus on meetod nimega röntgentomograafia, ja selle "masinaversioon" - CT skaneerimine.

Mõelgem sellele küsimusele.

Tavaline röntgenülesvõte hõlmab suurt kehapiirkonda, kus erinevad elundid ja kuded varjutavad üksteist. Seda saate vältida, kui liigutate röntgentoru perioodiliselt koos (joonis 31.11) antifaasis RT ja film Esiettekanne objekti suhtes Umbes uurimine. Keha sisaldab mitmeid röntgenikiirgusele läbipaistmatuid kandmeid; need on joonisel näidatud ringidega. Nagu näete, tehakse röntgenikiired röntgentoru mis tahes asendis (1, 2 jne) läbivad

objekti sama punkti lõikamine, mis on keskpunkt, mille suhtes perioodilist liikumist teostatakse RT Ja Esiettekanne Seda punkti, täpsemalt väikest läbipaistmatut inklusiooni, näitab tume ring. Tema varjupilt liigub kaasa fp, järjestikku 1. positsioonil, 2 jne. Ülejäänud kandmised kehas (luud, tihendid jne) tekitavad edasi Esiettekanne teatud üldine taust, kuna need ei varja röntgenikiirgust jäädavalt. Kiigekeskuse asendit muutes on võimalik saada kehast kiht-kihiline röntgenipilt. Sellest ka nimi - tomograafia(kihiline salvestus).

Õhukese röntgenkiirte abil on võimalik sõeluda (selle asemel Fp), koosneb ioniseeriva kiirguse pooljuhtdetektoritest (vt punkt 32.5) ja arvutist varjuröntgeni kujutise töötlemiseks tomograafias. See tomograafia kaasaegne versioon (kompuuter- või kompuuterröntgentomograafia) võimaldab saada elektronkiiretoru ekraanil või paberil kehast kihilisi kujutisi, mille üksikasjad on alla 2 mm ja mille röntgenikiirguse neeldumise erinevus kuni 0,1%. See võimaldab näiteks teha vahet aju hallil ja valgel ainel ning näha väga väikeseid kasvajamoodustisi.

Kaasaegne meditsiin kasutab diagnoosimiseks ja raviks palju arste. Mõnda neist on kasutatud suhteliselt hiljuti, teistega aga juba üle tosina või isegi sadu aastaid. Samuti avastas William Conrad Roentgen sada kümme aastat tagasi hämmastavad röntgenikiired, mis tekitasid teadus- ja meditsiinimaailmas märkimisväärset vastukaja. Ja nüüd kasutavad arstid üle kogu planeedi neid oma praktikas. Meie tänase vestluse teemaks on röntgenikiirgus meditsiinis, nende rakendamist käsitleme veidi lähemalt.

Röntgenikiirgus on üks elektromagnetilise kiirguse liike. Neid iseloomustavad märkimisväärsed läbitungimisomadused, mis sõltuvad kiirguse lainepikkusest, samuti kiiritatud materjalide tihedusest ja paksusest. Lisaks võib röntgenikiirgus põhjustada mitmete ainete sära, mõjutada elusorganisme, ioniseerida aatomeid ja katalüüsida ka mõningaid fotokeemilisi reaktsioone.

Röntgenikiirguse kasutamine meditsiinis

Praeguseks võimaldavad röntgenikiirte omadused neid laialdaselt kasutada röntgendiagnostikas ja röntgenteraapias.

Röntgendiagnostika

Röntgendiagnostikat kasutatakse järgmistel juhtudel:

röntgenikiirgus (ülekanne);
- radiograafia (pilt);
- fluorograafia;
- Röntgen- ja kompuutertomograafia.

Fluoroskoopia

Sellise uuringu läbiviimiseks peab patsient positsioneerima röntgentoru ja spetsiaalse fluorestsentsekraani vahele. Spetsialiseerunud radioloog valib röntgenikiirte vajaliku kõvaduse, saades ekraanile pildi siseorganitest, aga ka ribidest.

Radiograafia

Selle uuringu jaoks asetatakse patsient spetsiaalset kilet sisaldavale kassetile. Röntgeniaparaat asetatakse otse objekti kohale. Selle tulemusena ilmub mitmeid peeneid detaile sisaldavale kilele siseorganite negatiivne kujutis, mis on detailsem kui fluoroskoopilise uuringu käigus.

Fluorograafia

See uuring viiakse läbi elanikkonna massiliste tervisekontrollide käigus, sealhulgas tuberkuloosi avastamiseks. Samal ajal projitseeritakse pilt suurelt ekraanilt spetsiaalsele filmile.

Tomograafia

Tomograafia läbiviimisel aitavad arvutikiired saada elundite kujutisi korraga mitmes kohas: spetsiaalselt valitud koe põikilõikudes. Seda röntgenikiirte seeriat nimetatakse tomogrammiks.

Kompuutertomogramm

Selline uuring võimaldab registreerida röntgenskanneri abil inimkeha osi. Peale andmete arvutisse sisestamist ühe pildi sisse saamine ristlõige.

Kõik loetletud diagnostikameetodid põhinevad röntgenkiirte omadustel filmi valgustamiseks, samuti asjaolul, et inimkuded ja luustik erinevad oma mõjude erineva läbilaskvuse poolest.

Röntgenteraapia

Röntgenikiirguse võimet kudesid erilisel viisil mõjutada kasutatakse kasvajamoodustiste raviks. Samal ajal on selle kiirguse ioniseerivad omadused eriti aktiivselt märgatavad, kui see puutub kokku rakkudega, mis on võimelised kiiresti jagunema. Just need omadused eristavad pahaloomuliste onkoloogiliste moodustiste rakke.

Siiski väärib märkimist, et röntgenteraapia võib põhjustada palju tõsiseid kõrvaltoimeid. Selline mõju mõjutab agressiivselt vereloome-, endokriin- ja immuunsüsteemi seisundit, mille rakud jagunevad samuti väga kiiresti. Agressiivne mõju neile võib põhjustada kiiritushaiguse tunnuseid.

Röntgenikiirguse mõju inimesele

Röntgenikiirgust uurides leidsid arstid, et need võivad põhjustada naha muutusi, mis meenutavad päikesepõletust, kuid millega kaasnevad sügavamad nahakahjustused. Sellised haavandid paranevad väga pikka aega. Teadlased on leidnud, et selliseid kahjustusi saab vältida kiirguse aja ja doosi vähendamise ning spetsiaalsete varjestuste ja meetodite kasutamisega. Pult.

Röntgenikiirguse agressiivne mõju võib avalduda ka pikemas perspektiivis: ajutised või püsivad muutused vere koostises, vastuvõtlikkus leukeemiale ja varane vananemine.

Röntgenikiirguse mõju inimesele sõltub paljudest teguritest: sellest, millist elundit kiiritatakse ja kui kaua. Vereloomeorganite kiiritamine võib põhjustada verehaigusi ja kokkupuude suguelunditega võib põhjustada viljatust.

Süstemaatilise kiiritamise läbiviimine on täis geneetiliste muutuste arengut kehas.

Röntgenikiirguse tegelik kahju röntgendiagnostikas

Uurimise ajal kasutavad arstid minimaalset võimalikku röntgenikiirgust. Kõik kiirgusdoosid vastavad teatud vastuvõetavatele standarditele ega saa inimest kahjustada. Röntgendiagnostika kujutab endast märkimisväärset ohtu ainult seda teostavatele arstidele. Ja siis kaasaegsed meetodid kaitsed aitavad vähendada kiirte agressiivsust miinimumini.

Kõige ohutumad radiodiagnostika meetodid hõlmavad jäsemete radiograafiat, samuti hammaste röntgenikiirgust. Selle reitingu järgmisel kohal on mammograafia, millele järgneb kompuutertomograafia ja pärast seda on radiograafia.

Selleks, et röntgenikiirguse kasutamine meditsiinis tooks inimesele ainult kasu, on vaja nende abiga uuringuid läbi viia ainult vastavalt näidustustele.

1895. aastal avastas Saksa füüsik Roentgen vaakumis kahe elektroodi vahelise voolu läbimise katseid tehes, et luminestseeruva ainega (baariumsoolaga) kaetud ekraan helendab, kuigi tühjendustoru on suletud musta papist ekraaniga - nii avastati kiirgus, mis tungib läbi läbipaistmatute barjääride, mida nimetatakse röntgenröntgenikiirguseks. Leiti, et inimesele nähtamatud röntgenkiired neelduvad läbipaistmatutes objektides, mida tugevam, seda suurem on barjääri aatomnumber (tihedus), mistõttu röntgenikiirgus läbib pehmeid kudesid kergesti. Inimkeha, kuid neid hoiavad kinni luustiku luud. Projekteeriti võimsate röntgenikiirguse allikad, mis võimaldasid metallosadest läbi paista ja neis sisemisi defekte leida.

Saksa füüsik Laue pakkus välja, et röntgenikiirgus on samasugune elektromagnetiline kiirgus nagu nähtav valguskiired, kuid lühema lainepikkusega ja neile kehtivad kõik optikaseadused, sealhulgas on võimalik difraktsioon. Nähtava valguse optikas võib difraktsiooni elementaartasandil kujutada valguse peegeldumisena löökide süsteemist - riiv, mis esineb ainult teatud nurkade all, samas kui kiirte peegeldusnurk on seotud langemisnurga, difraktsioonvõre soonte vahelise kauguse ja langeva kiirguse lainepikkusega. Difraktsiooni jaoks on vajalik, et löökide vaheline kaugus oleks ligikaudu võrdne langeva valguse lainepikkusega.

Laue pakkus välja, et röntgenikiirguse lainepikkus on lähedane kristallides üksikute aatomite vahelisele kaugusele, st. aatomid kristallis loovad röntgenikiirguse jaoks difraktsioonvõre. Kristalli pinnale suunatud röntgenikiirgus peegeldus fotoplaadil, nagu teooria ennustas.

Kõik muutused aatomite asendis mõjutavad difraktsioonimustrit ning röntgenkiirte difraktsiooni uurides saab teada aatomite paigutust kristallis ja selle paigutuse muutumist mis tahes füüsikaliste, keemiliste ja mehaaniliste mõjude korral kristallile. .

Nüüd kasutatakse röntgenanalüüsi paljudes teaduse ja tehnika valdkondades, selle abil õpiti aatomite paigutust olemasolevates materjalides ning loodi uusi etteantud struktuuri ja omadustega materjale. Hiljutised edusammud selles valdkonnas (nanomaterjalid, amorfsed metallid, komposiitmaterjalid) loovad tegevusvälja järgmistele teaduspõlvkondadele.

Röntgenikiirguse esinemine ja omadused

Röntgenikiirguse allikaks on röntgentoru, millel on kaks elektroodi – katood ja anood. Katoodi kuumutamisel toimub elektronide emissioon, katoodist eralduvad elektronid kiirendatakse elektrivälja toimel ja tabavad anoodi pinda. Röntgentoru eristab tavapärasest raadiolambist (dioodist) peamiselt kõrgem kiirenduspinge (üle 1 kV).

Kui elektron lendab katoodilt välja, paneb elektriväli selle anoodi poole lendama, samal ajal kui selle kiirus pidevalt suureneb, kannab elektron endas magnetvälja, mille tugevus suureneb elektroni kiirusega. Jõudes anoodi pinnale, aeglustub elektron järsult ja tekib elektromagnetiline impulss, mille lainepikkused on teatud vahemikus (bremsstrahlung). Kiirguse intensiivsuse jaotus lainepikkustel oleneb röntgentoru anoodi materjalist ja rakendatavast pingest, lühilainete poolel aga algab see kõver teatud lävi minimaalsest lainepikkusest, mis sõltub rakendatavast pingest. Kõigi võimalike lainepikkustega kiirte kogum moodustab pideva spektri ja maksimaalsele intensiivsusele vastav lainepikkus on 1,5 korda suurem kui minimaalne lainepikkus.

Pinge kasvades muutub röntgenikiirguse spekter dramaatiliselt tänu aatomite interaktsioonile suure energiaga elektronidega ja primaarsete röntgenikiirte kvantidega. Aatom sisaldab sisemisi elektronkihte (energiatasemeid), mille arv sõltub aatomarvust (tähistatakse tähtedega K, L, M jne.) Elektronid ja primaarne röntgenikiirgus löövad elektronid ühelt energiatasemelt teisele välja. . Tekib metastabiilne olek ja stabiilsesse olekusse üleminekuks on vajalik elektronide hüpe vastupidises suunas. Selle hüppega kaasneb energiakvanti vabanemine ja röntgenikiirte ilmumine. Erinevalt pideva spektriga röntgenkiirgusest on sellel kiirgusel väga kitsas lainepikkuste vahemik ja kõrge intensiivsus (iseloomulik kiirgus) ( cm. riis.). Iseloomuliku kiirguse intensiivsust määravate aatomite arv on väga suur, näiteks vaskanoodiga röntgentoru puhul pingel 1 kV annab voolutugevus 15 mA, 10 14–10 15 aatomit. kiirgus 1 s. See väärtus arvutatakse kogu röntgenkiirguse võimsuse suhtena K-koorest (röntgenikiirguse iseloomuliku kiirguse K-seeria) saadud röntgenkvanti energiasse. Röntgenkiirguse koguvõimsus on sel juhul vaid 0,1% tarbitud võimsusest, ülejäänu läheb kaotsi, peamiselt soojusele ülemineku tõttu.

Oma suure intensiivsuse ja kitsa lainepikkuste vahemiku tõttu on iseloomulik röntgenkiirgus peamine kiirgusliik, mida kasutatakse teadusuuringutes ja protsesside juhtimises. Samaaegselt K-seeria kiirtega tekivad L- ja M-seeria talad, millel on palju pikemad lainepikkused, kuid nende rakendusala on piiratud. K-seerias on kaks komponenti lähedase lainepikkusega a ja b, samas kui b-komponendi intensiivsus on 5 korda väiksem kui a. A-komponenti omakorda iseloomustavad kaks väga lähedast lainepikkust, millest ühe intensiivsus on 2 korda suurem kui teisel. Ühe lainepikkusega kiirguse (monokromaatiline kiirgus) saamiseks on välja töötatud spetsiaalsed meetodid, mis kasutavad röntgenkiirte neeldumise ja difraktsiooni sõltuvust lainepikkusest. Elemendi aatomarvu suurenemine on seotud elektronkestade omaduste muutumisega ja mida suurem on röntgenitoru anoodi materjali aatomnumber, seda lühem on K-seeria lainepikkus. Enimkasutatavad torud anoodidega elementidest, mille aatomnumber on 24–42 (Cr, Fe, Co, Cu, Mo) ja lainepikkusega 2,29–0,712 A (0,229–0,712 nm).

Lisaks röntgentorule võivad röntgenikiirguse allikateks olla radioaktiivsed isotoobid, mõned võivad kiirgada otse röntgenikiirgust, teised kiirgavad elektrone ja a-osakesi, mis tekitavad metallist sihtmärkide pommitamisel röntgenikiirgust. Radioaktiivsete allikate röntgenikiirguse intensiivsus on tavaliselt palju väiksem kui röntgentorul (välja arvatud radioaktiivne koobalt, mida kasutatakse vigade tuvastamiseks ja mis annab väga väikese lainepikkusega kiirgust - g-kiirgust), need on väikesed ja ei vaja elektrit. Sünkrotronröntgenikiirgust toodetakse elektronkiirendites, selle kiirguse lainepikkus on palju suurem kui röntgentorudes saadav (pehmed röntgenikiirgus), selle intensiivsus on mitu suurusjärku suurem kui röntgentorude intensiivsus. Samuti on olemas looduslikud röntgenikiirguse allikad. Radioaktiivseid lisandeid on leitud paljudest mineraalidest, samuti on registreeritud kosmoseobjektide, sealhulgas tähtede, röntgenikiirgust.

Röntgenikiirguse koostoime kristallidega

Kristallilise struktuuriga materjalide röntgenuuringus analüüsitakse kristallvõre aatomite hulka kuuluvate elektronide poolt röntgenkiirguse hajumisel tekkivaid interferentsimustreid. Aatomeid peetakse liikumatuteks, nende termilisi vibratsioone ei võeta arvesse ning sama aatomi kõik elektronid on koondunud ühte punkti – kristallvõre sõlme.

Röntgendifraktsiooni põhivõrrandite tuletamiseks kristallis võetakse arvesse kristallvõres piki sirgjoont paiknevate aatomite poolt hajutatud kiirte interferentsi. Monokromaatilise röntgenkiirguse tasapinnaline laine langeb nendele aatomitele nurga all, mille koosinus on võrdne nulliga. Aatomite poolt hajutatud kiirte interferentsi seadused on sarnased difraktsioonvõre omadega, mis hajutavad valguskiirgust nähtava lainepikkuse vahemikus. Selleks, et kõigi võngete amplituudid aatomireast suurel kaugusel summeeruks, on vajalik ja piisav, et igast naaberaatomipaarist tulevate kiirte teekonna erinevus sisaldab täisarvu lainepikkusi. Kui aatomite vaheline kaugus A see tingimus näeb välja selline:

A(a – a0) = h l ,

kus a on aatomrea ja kõrvalekaldud kiire vahelise nurga koosinus, h- täisarv. Kõigis suundades, mis seda võrrandit ei rahulda, kiired ei levi. Seega moodustavad hajutatud talad koaksiaalsete koonuste süsteemi, mille ühiseks teljeks on aatomirida. Koonuste jäljed aatomireaga paralleelsel tasapinnal on hüperboolid, reaga risti asetseval tasapinnal aga ringid.

Kui kiired langevad konstantse nurga all, laguneb polükromaatiline (valge) kiirgus fikseeritud nurkade all kõrvale kalduvate kiirte spektriks. Seega on aatomirida röntgenikiirguse spektrograaf.

Üldistus kahemõõtmeliseks (tasapinnaliseks) aatomvõreks ja seejärel kolmemõõtmeliseks mahuliseks (ruumiliseks) kristallvõreks annab veel kaks sarnast võrrandit, mis sisaldavad röntgenikiirguse langemis- ja peegeldusnurki ning aatomite kaugusi kolmes. juhised. Neid võrrandeid nimetatakse Laue võrranditeks ja need on röntgendifraktsioonianalüüsi aluseks.

Paralleelsetelt aatomitasanditelt peegelduvate kiirte amplituudid liidetakse ja kuna aatomite arv on väga suur, peegeldunud kiirgust saab katseliselt fikseerida. Peegeldustingimust kirjeldab Wulff-Braggi võrrand2d sinq = nl, kus d on kaugus külgnevate aatomitasandite vahel, q on pilgunurk langeva kiire suuna ja nende tasandite vahel kristallis, l on röntgenikiirgus lainepikkus ja n on täisarv, mida nimetatakse peegeldusjärjestuseks. Nurk q on langemisnurk aatomitasandite suhtes, mis ei pruugi suunaliselt kokku langeda uuritava proovi pinnaga.

Röntgendifraktsioonanalüüsiks on välja töötatud mitmeid meetodeid, kasutades nii pideva spektriga kiirgust kui ka monokromaatilist kiirgust. Sel juhul võib uuritav objekt olla paigal või pöörlev, võib koosneda ühest kristallist (üksikkristall) või mitmest (polükristall), difrakteerunud kiirgust saab salvestada tasapinnalise või silindrilise röntgenfilmi või liikuva röntgendetektori abil. ümbermõõdu ümber, kuid kõigil juhtudel kasutatakse katse ja tulemuste tõlgendamise ajal Wulf-Braggi võrrandit.

Röntgenanalüüs teaduses ja tehnoloogias

Röntgendifraktsiooni avastamisega on teadlaste käsutuses meetod, mis võimaldab uurida üksikute aatomite paigutust ja selle paigutuse muutusi välismõjude mõjul ilma mikroskoobita.

Röntgenikiirguse põhiliseks rakenduseks fundamentaalteaduses on struktuurianalüüs, s.o. üksikute aatomite ruumilise paigutuse kehtestamine kristallis. Selleks kasvatatakse monokristalle ja tehakse röntgenanalüüs, uurides nii peegelduste asukohta kui ka intensiivsust. Nüüd on kindlaks tehtud mitte ainult metallide, vaid ka keeruliste orgaaniliste ainete struktuurid, milles elementaarrakud sisaldavad tuhandeid aatomeid.

Mineraloogias on röntgenanalüüsiga määratud tuhandete mineraalide struktuurid ja loodud mineraalsete toorainete analüüsi ekspressmeetodid.

Metallid on suhteliselt lihtsa kristallstruktuuriga ning röntgenimeetod võimaldab uurida selle muutumist erinevate tehnoloogiliste töötluste käigus ning luua uute tehnoloogiate füüsikalisi aluseid.

Sulamite faasilise koostise määrab joonte paigutus röntgenikiirte mustritel, kristallide arv, suurus ja kuju määratakse nende laiuse järgi, kristallide orientatsioon (tekstuur) määratakse intensiivsuse jaotusega difraktsioonikoonus.

Neid tehnikaid kasutatakse plastilise deformatsiooni käigus toimuvate protsesside uurimiseks, sh kristallide purustamine, sisepingete esinemine ja kristallstruktuuri ebatäiuslikkuse (dislokatsioonide) esinemine. Deformeerunud materjalide kuumutamisel uuritakse pingete leevendamist ja kristallide kasvu (rekristalliseerumist).

Kui sulamite röntgenanalüüs määrab tahkete lahuste koostise ja kontsentratsiooni. Tahke lahuse ilmnemisel muutuvad aatomitevahelised kaugused ja sellest tulenevalt ka aatomitasandite vahelised kaugused. Need muutused on väikesed, seetõttu on kristallvõre perioodide mõõtmiseks välja töötatud spetsiaalsed täppismeetodid, mille täpsus on kaks suurusjärku suurem kui tavapäraste röntgenuuringute meetoditega. Kristallvõre perioodide täppismõõtmiste ja faasianalüüsi kombinatsioon võimaldab joonistada faasipiirkondade piirid olekudiagrammile. Röntgenimeetodil on võimalik tuvastada ka vaheolekuid tahkete lahuste ja keemiliste ühendite vahel – järjestatud tahked lahused, milles lisandite aatomid ei paikne juhuslikult, nagu tahketes lahustes, ja samal ajal mitte ruumilises järjestuses nagu keemias. ühendid. Järjestatud tahkete lahuste röntgeni mustritel on täiendavad jooned, röntgeni mustrite tõlgendus näitab, et lisandiaatomid hõivavad kristallvõres teatud kohad, näiteks kuubi tippudes.

Faasimuutusi mitteläbiva sulami karastamise ajal võib tekkida üleküllastunud tahke lahus ning edasisel kuumutamisel või isegi temperatuuril hoidmisel. toatemperatuuril tahke lahus laguneb koos keemilise ühendi osakeste eraldumisega. See on vananemise mõju ja see ilmneb röntgenülesvõtetel joonte asukoha ja laiuse muutusena. Vananemise uurimine on eriti oluline värviliste metallide sulamite puhul, näiteks vanandamine muudab pehme, karastatud alumiiniumisulami vastupidavaks konstruktsioonimaterjaliks duralumiiniumiks.

Terase kuumtöötlemise röntgenuuringud on tehnoloogiliselt suurima tähtsusega. Terase kõvenemisel (kiirjahtumisel) toimub difusioonivaba austeniit-martensiit faasiüleminek, mis toob kaasa struktuuri muutumise kuupmeetrilisest tetragonaalseks, s.t. ühikrakk on ristkülikukujulise prisma kuju. Röntgenpiltidel ilmneb see joonte laienemisena ja mõne joone eraldumisena kaheks. Selle efekti põhjuseks pole mitte ainult kristallstruktuuri muutus, vaid ka martensiitse struktuuri termodünaamilise mittetasakaalu ja kiire jahtumise tõttu tekkivad suured sisepinged. Karastamisel (karastatud terase kuumutamisel) kitsenevad röntgenikiirte mustrite jooned, see on tingitud tasakaalustruktuuri naasmisest.

IN viimased aastad Suure tähtsuse on omandanud röntgenuuringud materjalide töötlemisel kontsentreeritud energiavoogudega (laserkiired, lööklained, neutronid, elektronimpulssid), mis nõudsid uusi tehnikaid ja tekitasid uusi röntgeniefekte. Näiteks laserkiirte toimel metallidele toimub kuumenemine ja jahtumine nii kiiresti, et metallis on kristallidel jahtumisel aega kasvada vaid mitme ühikraku suuruseks (nanokristallid) või neil pole aega moodustuda. üleüldse. Selline metall näeb pärast jahutamist välja nagu tavaline, kuid ei anna röntgeni mustrile selgeid jooni ja peegeldunud röntgenikiirgus jaotub kogu pilgunurkade vahemikus.

Pärast neutronkiirgust ilmuvad röntgenpildile täiendavad laigud (hajutatud maksimumid). Radioaktiivne lagunemine põhjustab ka spetsiifilisi röntgeniefekte, mis on seotud struktuuri muutumisega, samuti asjaolu, et uuritav proov ise muutub röntgenikiirguse allikaks.

Kuigi teadlased on röntgenikiirguse mõju avastanud alles 1890. aastatest saadik, möödus röntgenikiirguse kasutamine meditsiinis selle loomuliku jõu jaoks kiiresti. Tänapäeval kasutatakse röntgen-elektromagnetkiirgust inimkonna hüvanguks meditsiinis, akadeemilistes ringkondades ja tööstuses, aga ka elektrienergia tootmiseks.

Lisaks on kiirgusel kasulikke rakendusi sellistes valdkondades nagu Põllumajandus, arheoloogia, kosmos, õiguskaitsetöö, geoloogia (sh kaevandamine) ja paljud muud tegevused, tuuma lõhustumise fenomeni kasutades arendatakse isegi autosid.

Röntgenikiirguse meditsiiniline kasutamine

Tervishoiuasutustes kasutavad arstid ja hambaarstid diagnoosimiseks, jälgimiseks ja raviks mitmesuguseid tuumamaterjale ja protseduure. lai valik ainevahetusprotsessid ja haigused inimkehas. Selle tulemusel on kiiri kasutavad meditsiinilised protseduurid päästnud tuhandeid elusid, tuvastades ja ravides haigusi alates hüperfunktsioonist. kilpnääre luu vähile.

Kõige tavalisemad neist meditsiinilistest protseduuridest hõlmavad kiirte kasutamist, mis võivad meie nahka läbida. Pildi tegemisel paistavad meie luud ja muud struktuurid varju, kuna need on nahast tihedamad ja neid varje saab tuvastada filmil või monitori ekraanil. Efekt sarnaneb pliiatsi asetamisega paberitüki ja valgusti vahele. Pliiatsi vari on paberilehel nähtav. Erinevus seisneb selles, et kiired on nähtamatud, seega on vaja salvestuselementi, midagi fotofilmi taolist. See võimaldab arstidel ja hambaarstidel hinnata röntgenikiirguse kasutamist luumurdude või hambaprobleemide nägemise kaudu.

Röntgenikiirguse kasutamine meditsiinilistel eesmärkidel

Röntgenkiirguse sihipärane kasutamine meditsiinilistel eesmärkidel mitte ainult kahjustuste tuvastamiseks. Spetsiaalselt kasutamisel on see ette nähtud vähikoe hävitamiseks, kasvaja suuruse vähendamiseks või valu leevendamiseks. Näiteks kasutatakse radioaktiivset joodi (täpsemalt jood-131) sageli kilpnäärmevähi raviks, mille all kannatavad paljud inimesed.

Seda omadust kasutavad seadmed on ühendatud ka arvutitega ja skaneerivad, nn kompuuter-aksiaaltomograafia või kompuutertomograafia.

Need instrumendid annavad arstidele värvilise pildi, mis näitab siseorganite piirjooni ja üksikasju. See aitab arstidel tuvastada ja tuvastada kasvajaid, ebanormaalset suurust või muid füsioloogilisi või funktsionaalseid elundiprobleeme.
Lisaks teevad haiglad ja radioloogiakeskused igal aastal miljoneid protseduure. Selliste protseduuride käigus lasevad arstid patsientide kehasse kergelt radioaktiivseid aineid, et uurida kliiniliste seisundite diagnoosimiseks teatud siseorganeid, nagu pankreas, neerud, kilpnääre, maks või aju.

röntgenikiirgus- suure energiaga elektromagnetkiirguse liik. Seda kasutatakse aktiivselt erinevates meditsiiniharudes.

Röntgenikiirgus on elektromagnetlained, mille footonite energia elektromagnetlainete skaalal jääb ultraviolettkiirguse ja gammakiirguse vahele (~10 eV kuni ~1 MeV), mis vastab lainepikkustele ~10^3 kuni ~10^-2 angströmi. ~10^-7 kuni ~10^-12 m). See tähendab, et see on võrreldamatult tugevam kiirgus kui nähtav valgus, mis on sellel skaalal ultraviolett- ja infrapunakiirte (“termiliste”) vahel.

Röntgenikiirguse ja gammakiirguse piir eristatakse tinglikult: nende levialad ristuvad, gammakiirguse energia võib olla 1 keV. Need erinevad päritolu poolest: gammakiirgust kiirgavad aatomituumades toimuvate protsesside käigus, röntgenikiirgust aga elektronide (nii vabade kui ka aatomite elektronkestades olevate) protsesside käigus. Samas on footoni enda järgi võimatu kindlaks teha, millise protsessi käigus see tekkis, ehk jagunemine röntgeni- ja gammavahemikku on suuresti meelevaldne.

Röntgenkiirguse ulatus jaguneb pehmeks röntgenkiirguseks ja kõvaks. Nende vaheline piir on 2 angströmi ja 6 keV energia lainepikkuse tasemel.

Röntgenigeneraator on toru, milles luuakse vaakum. Seal on elektroodid - katood, millele rakendatakse negatiivset laengut, ja positiivselt laetud anood. Pinge nende vahel on kümneid kuni sadu kilovolte. Röntgeni footonite teke toimub siis, kui elektronid "eralduvad" katoodilt ja põrkuvad suurel kiirusel vastu anoodipinda. Saadud röntgenikiirgust nimetatakse "bremsstrahlungiks", selle footonitel on erinev lainepikkus.

Samal ajal tekivad iseloomuliku spektriga footonid. Osa anoodaine aatomites olevatest elektronidest on ergastatud, see tähendab, et see läheb kõrgematele orbiitidele ja naaseb seejärel normaalsesse olekusse, kiirgades teatud lainepikkusega footoneid. Mõlemat tüüpi röntgenikiirgust toodetakse standardses generaatoris.

Avastamise ajalugu

8. novembril 1895 avastas Saksa teadlane Wilhelm Konrad Roentgen, et mõned ained hakkavad "katoodkiirte" ehk katoodkiiretoru tekitatud elektronide voolu mõjul hõõguma. Ta selgitas seda nähtust teatud röntgenikiirte mõjuga – nii (“röntgenikiirteks”) nimetatakse seda kiirgust tänapäeval paljudes keeltes. Hiljem V.K. Röntgen uuris enda avastatud nähtust. 22. detsembril 1895 pidas ta sellel teemal loengu Würzburgi ülikoolis.

Hiljem selgus, et röntgenikiirgust oli ka varem vaadeldud, kuid siis ei antud sellega seotud nähtusi suure tähtsusega. Katoodkiiretoru leiutati juba ammu, kuid enne V.K. Röntgen, keegi ei pööranud suurt tähelepanu selle läheduses olevate fotoplaatide mustaks muutumisele jne. nähtusi. Teadmata oli ka läbitungiv kiirguse oht.

Tüübid ja nende mõju organismile

"Röntgenikiirgus" on kõige leebem läbitungiv kiirgus. Pehmete röntgenikiirgusega liigne kokkupuude on sarnane ultraviolettkiirgusega, kuid raskemal kujul. Nahale tekib põletus, kuid kahjustus on sügavam ja paraneb palju aeglasemalt.

Kõva röntgenuuring on täielik ioniseeriv kiirgus mis võib põhjustada kiirgushaigust. Röntgenikiirguse kvantid võivad purustada nii inimkeha kudesid moodustavad valgumolekulid kui ka genoomi DNA molekulid. Kuid isegi kui röntgenikvant lõhub veemolekuli, pole see oluline: sel juhul tekivad keemiliselt aktiivsed vabad radikaalid H ja OH, mis ise on võimelised valkudele ja DNA-le mõjuma. Kiiritushaigus kulgeb seda raskemal kujul, mida rohkem on kahjustatud vereloomeorganid.

Röntgenikiirgusel on mutageenne ja kantserogeenne toime. See tähendab, et kiiritamise ajal suureneb rakkude spontaansete mutatsioonide tõenäosus ja mõnikord võivad terved rakud degenereeruda vähkkasvajateks. Pahaloomuliste kasvajate tõenäosuse suurenemine on igasuguse kokkupuute, sealhulgas röntgenikiirguse, tavapärane tagajärg. Röntgenikiirgus on kõige vähem ohtlik läbitungiv kiirgus, kuid see võib siiski olla ohtlik.

Röntgenkiirgus: rakendus ja kuidas see toimib

Röntgenkiirgust kasutatakse meditsiinis, aga ka muudes inimtegevuse valdkondades.

Fluoroskoopia ja kompuutertomograafia

Röntgenikiirguse kõige levinum rakendus on fluoroskoopia. Inimkeha "transsilluminatsioon" võimaldab saada üksikasjalikku pilti nii luudest (need on kõige selgemini nähtavad) kui ka siseorganite kujutistest.

Kehakudede erinev läbipaistvus röntgenikiirguses on seotud nende keemilise koostisega. Luude struktuuri eripära on see, et need sisaldavad palju kaltsiumi ja fosforit. Teised koed koosnevad peamiselt süsinikust, vesinikust, hapnikust ja lämmastikust. Fosfori aatom ületab hapnikuaatomi massi peaaegu kaks korda ja kaltsiumi aatom - 2,5 korda (süsinik, lämmastik ja vesinik on isegi hapnikust kergemad). Sellega seoses on röntgenfootonite neeldumine luudes palju suurem.

Lisaks kahemõõtmelistele "piltidele" võimaldab radiograafia luua elundist kolmemõõtmelise pildi: seda tüüpi radiograafiat nimetatakse kompuutertomograafiaks. Nendel eesmärkidel kasutatakse pehmeid röntgenikiirgusid. Ühel pildil saadud särituse hulk on väike: see on ligikaudu võrdne säritusega, mis saadakse 2-tunnise lennu ajal lennukis 10 km kõrgusel.

Röntgenikiirguse defektide tuvastamine võimaldab tuvastada toodete väikeseid sisemisi defekte. Selle jaoks kasutatakse kõvasid röntgenikiirgusid, kuna paljud materjalid (näiteks metall) on nende koostisaine suure aatommassi tõttu halvasti läbipaistvad.

Röntgendifraktsioon ja röntgenfluorestsentsanalüüs

Röntgenikiirgusel on omadused, mis võimaldavad neil üksikuid aatomeid üksikasjalikult uurida. Röntgendifraktsioonanalüüsi kasutatakse aktiivselt keemias (sh biokeemias) ja kristallograafias. Selle tööpõhimõte on röntgenikiirguse difraktsiooniline hajumine kristallide või kompleksmolekulide aatomite kaudu. Röntgendifraktsioonianalüüsi abil määrati DNA molekuli struktuur.

Röntgenikiirguse fluorestsentsanalüüs võimaldab teil kiiresti kindlaks teha keemiline koostis ained.

Kiiritusravi vorme on palju, kuid need kõik hõlmavad ioniseeriva kiirguse kasutamist. Kiiritusravi jaguneb kahte tüüpi: korpuskulaarne ja laineline. Korpuskulaarne kasutab alfaosakeste (heeliumi aatomite tuumad), beetaosakeste (elektronid), neutronite, prootonite, raskete ioonide vooge. Laine kasutab elektromagnetilise spektri kiiri - röntgeni- ja gammakiirgust.

Kiiritusravi meetodeid kasutatakse eelkõige onkoloogiliste haiguste raviks. Fakt on see, et kiirgus mõjutab eelkõige aktiivselt jagunevaid rakke, mistõttu kannatavad nii vereloomeorganid (nende rakud jagunevad pidevalt, toodavad järjest uusi punaseid vereliblesid). Vähirakud jagunevad samuti pidevalt ja on kiirgusele haavatavamad kui terved kuded.

Kasutab aktiivsust pärssivat kiiritustaset vähirakud, mõjutab mõõdukalt tervet. Kiirguse mõjul pole tegemist mitte rakkude kui selliste hävimisega, vaid nende genoomi – DNA molekulide – kahjustamisega. Hävitatud genoomiga rakk võib mõnda aega eksisteerida, kuid ei saa enam jaguneda, see tähendab, et kasvaja kasv peatub.

Röntgenravi on kõige rohkem pehme vorm kiiritusravi. Lainekiirgus on pehmem kui korpuskulaarne kiirgus ja röntgenikiirgus on pehmem kui gammakiirgus.

Raseduse ajal

Raseduse ajal on ioniseeriva kiirguse kasutamine ohtlik. Röntgenikiirgus on mutageenne ja võib lootel põhjustada kõrvalekaldeid. Röntgenravi ei sobi rasedusega: seda saab kasutada ainult siis, kui on juba otsustatud aborti teha. Fluoroskoopia piirangud on pehmemad, kuid esimestel kuudel on see ka rangelt keelatud.

Hädaolukorras asendatakse röntgenuuring magnetresonantstomograafiaga. Kuid ka esimesel trimestril püüavad nad seda vältida (see meetod ilmus hiljuti ja täiesti kindlalt räägitakse kahjulike tagajärgede puudumisest).

Ühemõtteline oht tekib kokkupuutel summaarse doosiga vähemalt 1 mSv (vanades ühikutes - 100 mR). Kui tühikäigul röntgen(näiteks fluorograafia läbimisel) saab patsient umbes 50 korda vähem. Sellise annuse korraga saamiseks peate läbima üksikasjaliku kompuutertomograafia.

See tähendab, et ainuüksi fakt, et 1-2-kordne "röntgenikiirgus" on sisse lülitatud varajases staadiumis rasedus ei ähvarda tõsiste tagajärgedega (kuid parem on mitte riskida).

Ravi sellega

Röntgenikiirgust kasutatakse eelkõige võitluses pahaloomulised kasvajad. See meetod on hea, sest see on väga tõhus: tapab kasvaja. See on halb, sest terved kuded ei ole palju paremad, neil on palju kõrvaltoimeid. Eriti ohustatud on hematopoeesi organid.

Praktikas kasutatakse röntgenikiirguse mõju vähendamiseks tervetele kudedele erinevaid meetodeid. Kiired on suunatud nurga all nii, et nende ristumiskohas tekib kasvaja (tänu sellele toimub põhiline energia neeldumine just seal). Mõnikord viiakse protseduur läbi liikumisel: patsiendi keha pöörleb kiirgusallika suhtes ümber kasvajat läbiva telje. Samal ajal on terved kuded kiiritusvööndis ainult mõnikord ja haiged - kogu aeg.

Röntgenikiirgust kasutatakse teatud artroosi ja sarnaste haiguste ning nahahaiguste ravis. Kus valu sündroom vähenenud 50-90%. Kuna sel juhul kasutatav kiirgus on pehmem, siis kasvajate ravis esinevatele kõrvaltoimeid ei täheldata.