Ռենտգենյան ճառագայթները ատոմային երևույթների ուսումնասիրման և գործնական կիրառման կարևոր դերերից են։ 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 ճառագայթումը էլեկտրամագնիսական դաշտի վիճակի բարձր հաճախականության փոփոխություն է, որը տարածվում է տիեզերքում մոտ 300,000 կմ/վ արագությամբ, այսինքն՝ էլեկտրամագնիսական ալիքների: 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 կարծր (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։
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 նրանց կինետիկ էներգիայի տարբեր քանակություններ վերածվում են ռենտգենյան ճառագայթների: 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 անոդի վրա ընկած էլեկտրոնների կինետիկ էներգիայի ամենամեծ արժեքին: 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:
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։
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։
Քիմիական տարրի ատոմային թվի աճով նրա ռենտգենյան սպեկտրի բոլոր գծերը տեղափոխվում են դեպի աճող հաճախականություն: Սպեկտրը պահպանում է իր ձևը:
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 կոնկրետ տարրի հետ։ Ընդհանուր առմամբ, Մոզելիի օրենքը կարելի է գրել 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 հիմնական քվանտն է: թիվը, իսկ R-ն 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):
Կառուցվածք էլեկտրոնային թաղանթներքիմիական տարրերը նույնական են. 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:
Փոքր շեղումներ կան Մոզելիի օրենքով արտահայտված խիստ գծային հարաբերություններից։ 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։ Մենդելեևի պարբերական համակարգի տարրերի վրա դրա հետևողական կիրառումը հաստատեց սերիական համարի մեծացման օրինաչափությունը՝ ըստ բնորոշ առավելագույնի յուրաքանչյուր փոքր տեղաշարժի։ Սա նպաստեց տարրերի հերթական թվի ֆիզիկական նշանակության հարցի պարզաբանմանը։ 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։
Բացի այդ, Մոզելիի օրենքը դարձավ այն հիմքը, որի վրա առաջացավ փորձարարական հետազոտության մի ամբողջ տարածք՝ ռենտգենյան սպեկտրոմետրիա:
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:
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 ծանր տարրերի ատոմների ամենաբարձր հնարավոր մակարդակներից: 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:
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։
Սպին-ուղիղ փոխազդեցության ազդեցության պատճառով ատոմի էներգետիկ կառուցվածքը դառնում է ավելի բարդ, և արդյունքում բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթումն ունի սպեկտր, որը բնութագրվում է շատ մոտ տարածված 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։
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): Էլեկտրոնային մանրադիտակների մեծամասնությունը հագեցած է ռենտգենյան սպեկտրոմետրիայի կցորդով:
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: Ուսումնասիրվող 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։
Ռենտգենյան ճառագայթների հիմնական հատկությունների ուսումնասիրության հայտնագործությունն ու արժանիքը իրավամբ պատկանում է գերմանացի գիտնական Վիլհելմ Կոնրադ Ռենտգենին: Նրա կողմից հայտնաբերված ռենտգենյան ճառագայթների զարմանալի հատկություններն անմիջապես հսկայական արձագանք են ստացել գիտական աշխարհում։ Թեև այն ժամանակ, դեռևս 1895 թվականին, գիտնականը հազիվ էր պատկերացնում, թե ինչ օգուտ, իսկ երբեմն էլ՝ վնաս կարող է բերել ռենտգենյան ճառագայթները։
Թե ինչպես է այս տեսակի ճառագայթումն ազդում մարդու առողջության վրա, պարզենք այս հոդվածում։
Առաջին հարցը, որը հետաքրքրեց հետազոտողին, այն էր, թե ինչ է ռենտգենյան ճառագայթումը: Մի շարք փորձեր թույլ տվեցին ստուգել, որ դա էլեկտրամագնիսական ճառագայթում է 10-8 սմ ալիքի երկարությամբ, որը միջանկյալ դիրք է զբաղեցնում ուլտրամանուշակագույն և գամմա ճառագայթման միջև։
Առեղծվածային ռենտգենյան ճառագայթների կործանարար ազդեցության այս բոլոր ասպեկտները բոլորովին չեն բացառում դրանց կիրառման զարմանալիորեն ընդարձակ ասպեկտները: Որտեղ է օգտագործվում ռենտգենյան ճառագայթները:
Ռենտգենյան ճառագայթների ամենակարևոր կիրառությունները հնարավոր են դարձել այս ալիքների ողջ տիրույթի շատ կարճ ալիքի երկարությունների և դրանց յուրահատուկ հատկությունների շնորհիվ:
Քանի որ մեզ հետաքրքրում է ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցությունը այն մարդկանց վրա, ովքեր հանդիպում են դրանց միայն բժշկական զննման կամ բուժման ընթացքում, ապա մենք կքննարկենք միայն ռենտգենյան ճառագայթների կիրառման այս ոլորտը:
Չնայած իր հայտնագործության առանձնահատուկ նշանակությանը, Ռենտգենը դրա օգտագործման արտոնագիր չվերցրեց՝ դարձնելով այն անգնահատելի նվեր ողջ մարդկության համար։ Արդեն Առաջին համաշխարհային պատերազմում սկսեցին կիրառվել ռենտգենյան սարքեր, որոնք հնարավորություն տվեցին արագ և ճշգրիտ ախտորոշել վիրավորներին։ Այժմ մենք կարող ենք առանձնացնել բժշկության մեջ ռենտգենյան ճառագայթների կիրառման երկու հիմնական ուղղություն.
Ռենտգեն ախտորոշումը օգտագործվում է տարբեր տարբերակներում.
Եկեք տեսնենք այս մեթոդների տարբերությունը:
Վերոհիշյալ ախտորոշման բոլոր մեթոդները հիմնված են լուսանկարչական ֆիլմը լուսավորելու ռենտգենյան ճառագայթների ունակության և հյուսվածքների և ոսկրային կմախքի նկատմամբ դրանց տարբեր թափանցելիության վրա:
Ռենտգենյան ճառագայթների՝ հյուսվածքների վրա կենսաբանական ազդեցություն ունենալու ունակությունը բժշկության մեջ օգտագործվում է ուռուցքների բուժման համար։ Այս ճառագայթման իոնացնող ազդեցությունն առավել ակտիվորեն դրսևորվում է արագ բաժանվող բջիջների վրա, որոնք չարորակ ուռուցքների բջիջներն են։
Այնուամենայնիվ, դուք նույնպես պետք է տեղյակ լինեք կողմնակի ազդեցությունորոնք անխուսափելիորեն ուղեկցում են ռադիոթերապիային: Բանն այն է, որ արյունաստեղծ, էնդոկրին և իմունային համակարգերի բջիջները նույնպես արագորեն բաժանվում են։ Նրանց վրա բացասական ազդեցությունը առաջացնում է ճառագայթային հիվանդության նշաններ:
Ռենտգենյան ճառագայթների ուշագրավ հայտնաբերումից անմիջապես հետո պարզվեց, որ ռենտգենյան ճառագայթները ազդում են մարդկանց վրա:
Այս տվյալները ստացվել են փորձարարական կենդանիների վրա կատարված փորձերի ժամանակ, սակայն գենետիկները ենթադրում են, որ նմանատիպ ազդեցությունները կարող են կիրառվել մարդու մարմնի վրա:
Ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության ազդեցության ուսումնասիրությունը հանգեցրել է ճառագայթման ընդունելի չափաբաժինների միջազգային ստանդարտների մշակմանը:
Ռենտգենյան սենյակ այցելելուց հետո շատ հիվանդներ անհանգստանում են՝ ինչպե՞ս կազդի ճառագայթման ստացված չափաբաժինը իրենց առողջության վրա։
Մարմնի ընդհանուր ճառագայթման չափաբաժինը կախված է ընթացակարգի բնույթից: Հարմարության համար մենք կհամեմատենք ստացված չափաբաժինը բնական ազդեցության հետ, որն ուղեկցում է մարդուն իր ողջ կյանքի ընթացքում։
Ճառագայթման այս չափաբաժինները համապատասխանում են ընդունելի չափանիշներին, սակայն եթե հիվանդը ռենտգենից առաջ անհանգստություն է զգում, նա իրավունք ունի խնդրելու հատուկ պաշտպանիչ գոգնոց:
Յուրաքանչյուր մարդ պետք է բազմիցս ենթարկվի ռենտգեն հետազոտություն: Բայց կա մի կանոն՝ այս ախտորոշիչ մեթոդը չի կարելի նշանակել հղիներին։ Զարգացող սաղմը չափազանց խոցելի է: Ռենտգենյան ճառագայթները կարող են առաջացնել քրոմոսոմային անոմալիաներ և, որպես հետևանք, արատներով երեխաների ծնունդ։ Այս առումով ամենախոցելին մինչև 16 շաբաթական հղիության տարիքն է։ Ավելին, ապագա երեխայի համար ամենավտանգավորը ողնաշարի, կոնքի և որովայնի շրջանների ռենտգենն է։
Իմանալով հղիության վրա ռենտգենյան ճառագայթների վնասակար ազդեցության մասին՝ բժիշկները խուսափում են այն ամեն կերպ օգտագործել կնոջ կյանքի այս վճռորոշ շրջանում:
Այնուամենայնիվ, կան ռենտգենյան ճառագայթների կողմնակի աղբյուրներ.
Ապագա մայրերը պետք է տեղյակ լինեն իրենցից բխող վտանգի մասին։
Կերակրող մայրերի համար ռադիոախտորոշումը վտանգավոր չէ:
Ռենտգենյան ճառագայթահարման նույնիսկ նվազագույն ազդեցությունից խուսափելու համար կարելի է մի քանի պարզ քայլ ձեռնարկել.
Սակայն ռենտգենից հետո ճառագայթումը հեռացնելու համար բժշկական պրոցեդուրաներ կամ հատուկ միջոցներ չեն պահանջվում:
Չնայած ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության անկասկած լուրջ հետևանքներին, չպետք է գերագնահատել դրանց վտանգը բժշկական զննումների ժամանակ. դրանք իրականացվում են միայն մարմնի որոշակի հատվածներում և շատ արագ: Դրանց օգուտները շատ անգամ գերազանցում են մարդու օրգանիզմի համար այս ընթացակարգի ռիսկը:
1895 թվականին գերմանացի ֆիզիկոս Վ. Վ.Ռենտգենն իր հայտնագործության հեղինակը դարձավ 50 տարեկանում՝ զբաղեցնելով Վյուրցբուրգի համալսարանի ռեկտորի պաշտոնը և ունենալով իր ժամանակի լավագույն փորձարարներից մեկի համբավը։ Առաջիններից մեկը, ով գտավ Ռենտգենի հայտնագործության տեխնիկական հավելվածը, ամերիկյան Էդիսոնն էր։ Նա ստեղծեց հարմար ցուցադրական ապարատ և արդեն 1896 թվականի մայիսին Նյու Յորքում կազմակերպեց ռենտգենյան ցուցահանդես, որտեղ այցելուները կարող էին իրենց ձեռքը նայել լուսավոր էկրանին։ Այն բանից հետո, երբ Էդիսոնի օգնականը մահացավ մշտական ցուցադրություններից ստացած ծանր այրվածքներից, գյուտարարը դադարեցրեց ռենտգենյան ճառագայթների հետագա փորձերը:
Ռենտգեն ճառագայթումը սկսեց կիրառվել բժշկության մեջ՝ շնորհիվ իր բարձր թափանցող ուժի։ Սկզբում ռենտգենյան ճառագայթներն օգտագործվում էին ոսկրերի կոտրվածքները հետազոտելու և մարդու մարմնում օտար մարմինները հայտնաբերելու համար: Ներկայումս կան մի քանի մեթոդներ, որոնք հիմնված են ռենտգենյան ճառագայթների վրա: Բայց այս մեթոդներն ունեն իրենց թերությունները՝ ճառագայթումը կարող է խորը վնաս հասցնել մաշկին։ Երևացող խոցերը հաճախ վերածվում էին քաղցկեղի։ Շատ դեպքերում մատները կամ ձեռքերը պետք է անդամահատվեին։ Ֆլյուորոսկոպիա(հոմանիշը կիսաթափանցիկության հետ) ռենտգեն հետազոտության հիմնական մեթոդներից մեկն է, որը բաղկացած է ուսումնասիրվող օբյեկտի հարթ դրական պատկերի ստացումից կիսաթափանցիկ (լյումինեսցենտ) էկրանի վրա։ Ֆտորոգրաֆիայի ընթացքում առարկան գտնվում է կիսաթափանցիկ էկրանի և ռենտգեն խողովակի միջև: Ժամանակակից ռենտգեն կիսաթափանցիկ էկրանների վրա պատկերը հայտնվում է ռենտգեն խողովակի միացման պահին և անհետանում այն անջատելուց անմիջապես հետո: Ֆլյուորոսկոպիան հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել օրգանի ֆունկցիան՝ սրտի պուլսացիա, կողերի, թոքերի, դիֆրագմայի շնչառական շարժումներ, մարսողական տրակտի պերիստալտիկա և այլն։ Ֆտորոսկոպիան օգտագործվում է ստամոքսի, աղեստամոքսային տրակտի, տասներկումատնյա աղիքի հիվանդությունների, լյարդի, լեղապարկի և լեղուղիների հիվանդությունների բուժման համար։ Միաժամանակ բժշկական զոնդն ու մանիպուլյատորները տեղադրվում են առանց հյուսվածքների վնասման, իսկ վիրահատության ընթացքում գործողությունները վերահսկվում են ֆտորոգրաֆիայի միջոցով և տեսանելի են մոնիտորի վրա։
Ռադիոգրաֆիա -ռենտգեն ախտորոշման մեթոդ՝ ֆոտոզգայուն նյութի վրա ֆիքսված պատկերի գրանցմամբ՝ հատուկ. լուսանկարչական ֆիլմ (ռենտգեն ֆիլմ) կամ լուսանկարչական թուղթ՝ հետագա լուսանկարների մշակմամբ. Թվային ռադիոգրաֆիայի միջոցով պատկերը ամրագրվում է համակարգչի հիշողության մեջ։ Այն իրականացվում է ռենտգեն ախտորոշիչ սարքերի վրա՝ ստացիոնար, տեղադրված հատուկ սարքավորված ռենտգեն սենյակներում, կամ շարժական և շարժական՝ հիվանդի մահճակալի մոտ կամ վիրահատարանում։ Ռենտգենոգրաֆիայի վրա տարբեր օրգանների կառուցվածքների տարրերը ցուցադրվում են շատ ավելի հստակ, քան լյումինեսցենտային էկրանին: Ռենտգենագրությունը կատարվում է տարբեր հիվանդությունների հայտնաբերման և կանխարգելման նպատակով, դրա հիմնական նպատակն է օգնել տարբեր մասնագիտությունների բժիշկներին ճիշտ և արագ ախտորոշում կատարել։ Ռենտգեն պատկերը ֆիքսում է օրգանի կամ հյուսվածքի վիճակը միայն ազդեցության պահին: Այնուամենայնիվ, մեկ ռադիոգրաֆիան որոշակի պահին ֆիքսում է միայն անատոմիական փոփոխությունները, այն տալիս է գործընթացի ստատիկան. որոշակի ընդմիջումներով արված ռադիոգրաֆիայի շարքի միջոցով հնարավոր է ուսումնասիրել գործընթացի դինամիկան, այսինքն՝ ֆունկցիոնալ փոփոխությունները։ Տոմոգրաֆիա.Տոմոգրաֆիա բառը հունարենից կարելի է թարգմանել որպես կտոր պատկեր:Սա նշանակում է, որ տոմոգրաֆիայի նպատակը հետազոտվող օբյեկտի ներքին կառուցվածքի շերտավոր պատկեր ստանալն է։ Համակարգչային տոմոգրաֆիան բնութագրվում է բարձր լուծաչափով, ինչը հնարավորություն է տալիս տարբերել փափուկ հյուսվածքների նուրբ փոփոխությունները։ CT-ն թույլ է տալիս հայտնաբերել այնպիսի պաթոլոգիական պրոցեսներ, որոնք հնարավոր չէ հայտնաբերել այլ մեթոդներով։ Բացի այդ, CT-ի օգտագործումը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել ախտորոշման գործընթացում հիվանդների ստացած ռենտգենյան ճառագայթման չափաբաժինը:
Ֆտորոգրաֆիա- ախտորոշիչ մեթոդ, որը թույլ է տալիս ստանալ օրգանների և հյուսվածքների պատկեր, մշակվել է 20-րդ դարի վերջին՝ ռենտգենյան ճառագայթների հայտնաբերումից մեկ տարի անց: Նկարներում կարելի է տեսնել սկլերոզ, ֆիբրոզ, օտար առարկաներ, նորագոյացություններ, զարգացած աստիճան ունեցող բորբոքումներ, գազերի առկայություն և ներթափանցում խոռոչներում, թարախակույտեր, կիստաներ և այլն։ Ամենից հաճախ կատարվում է կրծքավանդակի ռենտգեն, որը թույլ է տալիս հայտնաբերել տուբերկուլյոզ, թոքերի կամ կրծքավանդակի չարորակ ուռուցք և այլ պաթոլոգիաներ։
Ռենտգեն թերապիա-Սա ժամանակակից մեթոդ է, որով իրականացվում է հոդերի որոշակի պաթոլոգիաների բուժում։ Այս մեթոդով օրթոպեդիկ հիվանդությունների բուժման հիմնական ուղղություններն են՝ Քրոնիկ. հոդերի բորբոքային պրոցեսներ (արթրիտ, պոլիարտրիտ); Դեգեներատիվ (օստեոարթրիտ, օստեոխոնդրոզ, դեֆորմացնող սպոնդիլոզ): Ռադիոթերապիայի նպատակըպաթոլոգիկորեն փոփոխված հյուսվածքների բջիջների կենսագործունեության արգելակումն է կամ դրանց ամբողջական ոչնչացումը։ Ոչ ուռուցքային հիվանդությունների դեպքում ռենտգեն թերապիան ուղղված է բորբոքային ռեակցիայի ճնշմանը, պրոլիֆերատիվ պրոցեսների արգելակմանը, ցավի զգայունության նվազեցմանը և գեղձերի սեկրեցիայի գործունեությանը: Պետք է նկատի ունենալ, որ ռենտգենյան ճառագայթների նկատմամբ առավել զգայուն են սեռական գեղձերը, արյունաստեղծ օրգանները, լեյկոցիտները և չարորակ ուռուցքային բջիջները։ Ճառագայթման չափաբաժինը յուրաքանչյուր դեպքում որոշվում է անհատապես:
Ռենտգենյան ճառագայթների հայտնաբերման համար Ռենտգենը 1901 թվականին արժանացել է ֆիզիկայի Նոբելյան առաջին մրցանակին, իսկ Նոբելյան կոմիտեն ընդգծել է նրա հայտնագործության գործնական նշանակությունը։
Այսպիսով, ռենտգենյան ճառագայթները 105 - 102 նմ ալիքի երկարությամբ անտեսանելի էլեկտրամագնիսական ճառագայթներ են: Ռենտգենյան ճառագայթները կարող են թափանցել որոշ նյութեր, որոնք անթափանց են տեսանելի լույսի համար: Նրանք արտանետվում են նյութի մեջ արագ էլեկտրոնների դանդաղեցման ժամանակ (շարունակական սպեկտր) և ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթներից էլեկտրոնների անցումների ժամանակ ներքին (գծային սպեկտր)։ Ռենտգենյան ճառագայթման աղբյուրներն են՝ ռենտգենյան խողովակը, որոշ ռադիոակտիվ իզոտոպներ, արագացուցիչներ և էլեկտրոնների կուտակիչներ (սինքրոտրոնային ճառագայթում)։ Ընդունիչներ - ֆիլմեր, լուսարձակող էկրաններ, միջուկային ճառագայթման դետեկտորներ: Ռենտգենյան ճառագայթներն օգտագործվում են ռենտգենյան դիֆրակցիոն վերլուծության, բժշկության, թերությունների հայտնաբերման, ռենտգենյան սպեկտրային վերլուծության և այլնի մեջ։
Որոշ հիվանդությունների ժամանակակից բժշկական ախտորոշումն ու բուժումը հնարավոր չէ պատկերացնել առանց սարքերի, որոնք օգտագործում են ռենտգենյան ճառագայթների հատկությունները։ Ռենտգենյան ճառագայթների հայտնաբերումը տեղի է ունեցել ավելի քան 100 տարի առաջ, բայց նույնիսկ այժմ աշխատանքը շարունակվում է նոր մեթոդների և ապարատի ստեղծման ուղղությամբ՝ նվազագույնի հասցնելու ճառագայթման բացասական ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա:
Բնական պայմաններում ռենտգենյան ճառագայթների հոսքը հազվադեպ է և արտանետվում է միայն որոշակի ռադիոակտիվ իզոտոպների կողմից: Ռենտգենյան ճառագայթները կամ ռենտգենյան ճառագայթները հայտնաբերվել են միայն 1895 թվականին գերմանացի գիտնական Վիլհելմ Ռենտգենի կողմից: Այս հայտնագործությունը պատահաբար տեղի ունեցավ՝ վակուումին մոտեցող պայմաններում լույսի ճառագայթների վարքագիծն ուսումնասիրելու փորձի ժամանակ։ Փորձը ներառում էր կաթոդային գազի արտանետման խողովակ՝ նվազեցված ճնշմամբ և լյումինեսցենտային էկրանով, որը ամեն անգամ սկսում էր փայլել այն պահին, երբ խողովակը սկսեց գործել։
Հետաքրքրված լինելով տարօրինակ ազդեցությամբ՝ Ռենտգենը մի շարք հետազոտություններ անցկացրեց՝ ցույց տալով, որ ստացված ճառագայթումը, որն աչքի համար անտեսանելի է, կարող է թափանցել տարբեր խոչընդոտներ՝ թուղթ, փայտ, ապակի, որոշ մետաղներ և նույնիսկ մարդու մարմնի միջով: Չնայած տեղի ունեցողի բուն բնույթի անհասկանալիությանը, թե արդյոք նման երևույթը պայմանավորված է անհայտ մասնիկների հոսքի կամ ալիքների առաջացմամբ, նշվեց հետևյալ օրինաչափությունը՝ ճառագայթումը հեշտությամբ անցնում է մարմնի փափուկ հյուսվածքներով, և շատ ավելի դժվար է պինդ կենդանի հյուսվածքների և անշունչ նյութերի միջոցով:
Ռենտգենն առաջինը չէր, ով ուսումնասիրեց այս երեւույթը։ 19-րդ դարի կեսերին ֆրանսիացի Անտուան Մեյսոնը և անգլիացի Ուիլյամ Քրուքսը ուսումնասիրեցին նմանատիպ հնարավորություններ։ Այնուամենայնիվ, Ռենտգենն էր, ով առաջինը հայտնագործեց կաթոդային խողովակը և ցուցիչը, որը կարող էր օգտագործվել բժշկության մեջ: Նա առաջինն էր, ով հրատարակեց գիտական աշխատություն, որը նրան բերեց ֆիզիկոսների մեջ Նոբելյան առաջին դափնեկիրի կոչումը։
1901 թվականին բեղմնավոր համագործակցություն սկսվեց երեք գիտնականների միջև, որոնք դարձան ճառագայթաբանության և ռադիոլոգիայի հիմնադիրները։
Ռենտգենյան ճառագայթներն են բաղադրիչէլեկտրամագնիսական ճառագայթման ընդհանուր սպեկտրը. Ալիքի երկարությունը գտնվում է գամմա և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների միջև: Ռենտգենյան ճառագայթներն ունեն բոլոր սովորական ալիքային հատկությունները.
Ռենտգենյան հոսքը արհեստականորեն առաջացնելու համար օգտագործվում են հատուկ սարքեր՝ ռենտգենյան խողովակներ։ Ռենտգենյան ճառագայթումը առաջանում է արագ վոլֆրամի էլեկտրոնների շփումից տաք անոդից գոլորշիացող նյութերի հետ։ Փոխազդեցության ֆոնին առաջանում են կարճ երկարությամբ էլեկտրամագնիսական ալիքներ, որոնք գտնվում են 100-ից 0,01 նմ սպեկտրում և 100-0,1 ՄԷՎ էներգիայի տիրույթում։ Եթե ճառագայթների ալիքի երկարությունը 0,2 նմ-ից պակաս է, սա կոշտ ճառագայթում է, եթե ալիքի երկարությունը նշված արժեքից մեծ է, դրանք կոչվում են փափուկ ռենտգենյան ճառագայթներ:
Հատկանշական է, որ էլեկտրոնների և անոդ նյութի շփումից առաջացող կինետիկ էներգիան 99%-ով վերածվում է ջերմային էներգիայի և միայն 1%-ն է կազմում ռենտգենյան ճառագայթները։
Ռենտգենյան ճառագայթումը երկու տեսակի ճառագայթների սուպերպոզիցիա է՝ bremsstrahlung և բնորոշ: Դրանք ստեղծվում են հեռախոսում միաժամանակ: Հետևաբար, ռենտգենյան ճառագայթումը և յուրաքանչյուր կոնկրետ ռենտգենյան խողովակի բնութագիրը՝ դրա ճառագայթման սպեկտրը, կախված է այս ցուցանիշներից և ներկայացնում է դրանց սուպերպոզիցիան։
Bremsstrahlung կամ շարունակական ռենտգենյան ճառագայթները վոլֆրամի թելից գոլորշիացող էլեկտրոնների դանդաղման արդյունք են:
Բնութագրական կամ գծային ռենտգենյան ճառագայթները առաջանում են ռենտգենյան խողովակի անոդի նյութի ատոմների վերադասավորման պահին։ Հատկանշական ճառագայթների ալիքի երկարությունը ուղղակիորեն կախված է խողովակի անոդը պատրաստելու համար օգտագործվող քիմիական տարրի ատոմային թվից։
Ռենտգենյան ճառագայթների թվարկված հատկությունները թույլ են տալիս դրանք կիրառել գործնականում.
Ռենտգենյան ճառագայթների հատկությունը, որի վրա հիմնված է պատկերումը, որոշ նյութերի քայքայման կամ փայլեցնելու ունակությունն է:
Ռենտգենյան ճառագայթումը կադմիումի և ցինկի սուլֆիդներում լյումինեսցենտային փայլ է առաջացնում՝ կանաչ, իսկ կալցիումի վոլֆրամում՝ կապույտ։ Այս հատկությունն օգտագործվում է բժշկական ռենտգենյան տրանսլուսավորման տեխնիկայում, ինչպես նաև մեծացնում է ռենտգեն էկրանների ֆունկցիոնալությունը:
Ռենտգենյան ճառագայթների ֆոտոքիմիական ազդեցությունը լուսազգայուն արծաթահալիդային նյութերի վրա (լուսավորություն) հնարավորություն է տալիս ախտորոշում իրականացնել՝ ռենտգենյան պատկերներ վերցնել։ Այս հատկությունն օգտագործվում է նաև ռենտգենյան սենյակներում լաբորատոր օգնականների ստացած ընդհանուր դոզայի չափը չափելու համար: Հագվող դոզաչափերն ունեն հատուկ զգայուն ժապավեններ և ցուցիչներ: Ռենտգեն ճառագայթման իոնացնող ազդեցությունը հնարավորություն է տալիս որոշել ստացված ռենտգենյան ճառագայթների որակական բնութագրերը։
Սովորական ռենտգենյան ճառագայթների մեկ ազդեցությունը մեծացնում է քաղցկեղի առաջացման վտանգը ընդամենը 0,001%-ով:
Ռենտգենյան ճառագայթների օգտագործումը ընդունելի է հետևյալ ոլորտներում.
Ռենտգենյան ճառագայթների հիմնական կիրառումը բժշկական ոլորտում է։ Այսօր բժշկական ճառագայթաբանության բաժինը ներառում է՝ ռադիոախտորոշում, ռադիոթերապիա (ռենտգենաբուժություն), ռադիովիրաբուժություն։ Բժշկական բուհերում արտադրվում են բարձր մասնագիտացված մասնագետներ՝ ռադիոլոգներ։
Ռենտգենյան ճառագայթների բարձր թափանցող ուժը և իոնացնող ազդեցությունը կարող են առաջացնել բջջի ԴՆԹ-ի կառուցվածքի փոփոխություն, հետևաբար այն վտանգավոր է մարդկանց համար։ Ռենտգենյան ճառագայթման վնասը ուղիղ համեմատական է ստացված ճառագայթման չափաբաժնին: Տարբեր օրգաններ տարբեր աստիճանի արձագանքում են ճառագայթմանը: Առավել ենթակաները ներառում են.
Ռենտգեն ճառագայթման անվերահսկելի օգտագործումը կարող է առաջացնել շրջելի և անդառնալի պաթոլոգիաներ:
Ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության հետևանքները.
Կարևոր. Ի տարբերություն ռադիոակտիվ նյութերի, ռենտգենյան ճառագայթները չեն կուտակվում մարմնի հյուսվածքներում, ինչը նշանակում է, որ կարիք չկա ռենտգենյան ճառագայթները հեռացնել մարմնից։ Ռենտգենյան ճառագայթների վնասակար ազդեցությունն ավարտվում է, երբ բժշկական սարքն անջատված է։
Բժշկության մեջ ռենտգենյան ճառագայթների օգտագործումը թույլատրելի է ոչ միայն ախտորոշիչ (վնասվածքաբանություն, ստոմատոլոգիա), այլ նաև բուժական նպատակներով.
Ռադիոախտորոշումը ներառում է հետևյալ մեթոդները.
Ռենտգեն թերապիան վերաբերում է տեղական բուժման մեթոդներին: Ամենից հաճախ մեթոդն օգտագործվում է քաղցկեղի բջիջները ոչնչացնելու համար։ Քանի որ ազդեցության ազդեցությունը համեմատելի է վիրաբուժական հեռացման հետ, բուժման այս մեթոդը հաճախ կոչվում է ռադիովիրաբուժություն:
Այսօր ռենտգեն բուժումն իրականացվում է հետևյալ եղանակներով.
Այս մեթոդները մեղմ են, և դրանց կիրառումը որոշ դեպքերում նախընտրելի է քիմիաթերապիայից: Նման ժողովրդականությունը պայմանավորված է նրանով, որ ճառագայթները չեն կուտակվում և չեն պահանջում հեռացնել մարմնից, նրանք ունեն ընտրովի ազդեցություն՝ չազդելով այլ բջիջների և հյուսվածքների վրա:
Տարեկան թույլատրելի ազդեցության նորմայի այս ցուցանիշն ունի իր անունը՝ գենետիկորեն նշանակալի համարժեք դոզան (GED): Այս ցուցանիշի համար հստակ քանակական արժեքներ չկան:
Այսօր գործում են հետևյալ միջին GZD ստանդարտները.
Ռենտգեն ճառագայթումը չի պահանջում արտազատում օրգանիզմից և վտանգավոր է միայն ինտենսիվ և երկարատև ազդեցության դեպքում։ Ժամանակակից բժշկական սարքավորումները օգտագործում են ցածր էներգիայի կարճատև ճառագայթում, ուստի դրա օգտագործումը համարվում է համեմատաբար անվնաս:
Թեև գիտնականները միայն 1890-ականներից են հայտնաբերել ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցությունը, բժշկության մեջ ռենտգենյան ճառագայթների օգտագործումն այս բնական ուժի համար արագ անցավ: Այսօր, ի շահ մարդկության, ռենտգենյան էլեկտրամագնիսական ճառագայթումն օգտագործվում է բժշկության, ակադեմիայի և արդյունաբերության մեջ, ինչպես նաև էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար:
Բացի այդ, ճառագայթումը օգտակար կիրառություն ունի այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են գյուղատնտեսությունը, հնէաբանությունը, տիեզերքը, իրավապահ մարմինները, երկրաբանությունը (ներառյալ հանքարդյունաբերությունը) և շատ այլ գործունեություն, նույնիսկ մեքենաներ են մշակվում՝ օգտագործելով միջուկային տրոհման երևույթը:
Առողջապահական հաստատություններում բժիշկները և ատամնաբույժները օգտագործում են մի շարք միջուկային նյութեր և պրոցեդուրաներ՝ ախտորոշելու, վերահսկելու և բուժելու մարդու մարմնում նյութափոխանակության գործընթացների և հիվանդությունների լայն շրջանակ: Արդյունքում, ճառագայթների օգտագործմամբ բժշկական պրոցեդուրաները հազարավոր կյանքեր են փրկել՝ հայտնաբերելով և բուժելով այնպիսի պայմաններ՝ սկսած վահանաձև գեղձի գերակտիվությունից մինչև ոսկրային քաղցկեղ:
Այս բժշկական պրոցեդուրաներից ամենատարածվածը ներառում է ճառագայթների օգտագործումը, որոնք կարող են անցնել մեր մաշկի միջով: Երբ նկարվում է, մեր ոսկորները և այլ կառուցվածքները կարծես ստվեր են գցում, քանի որ դրանք ավելի խիտ են, քան մեր մաշկը, և այդ ստվերները կարող են հայտնաբերվել ֆիլմի կամ մոնիտորի էկրանի վրա: Էֆեկտը նման է մատիտը թղթի կտորի և լույսի միջև դնելուն: Մատիտից ստվերը տեսանելի կլինի թղթի թերթիկի վրա: Տարբերությունն այն է, որ ճառագայթներն անտեսանելի են, ուստի անհրաժեշտ է ձայնագրող տարր՝ լուսանկարչական ֆիլմի նման մի բան։ Սա թույլ է տալիս բժիշկներին և ատամնաբույժներին գնահատել ռենտգենյան ճառագայթների կիրառությունը՝ տեսնելով կոտրված ոսկորներ կամ ատամնաբուժական խնդիրներ:
Ռենտգենյան ճառագայթման նպատակային օգտագործումը բժշկական նպատակներով, ոչ միայն վնասը հայտնաբերելու համար: Հատուկ օգտագործման դեպքում այն նախատեսված է սպանել քաղցկեղային հյուսվածքը, նվազեցնել ուռուցքի չափը կամ թեթևացնել ցավը: Օրինակ, ռադիոակտիվ յոդը (մասնավորապես՝ յոդ-131) հաճախ օգտագործվում է վահանաձև գեղձի քաղցկեղի բուժման համար, մի պայման, որով տառապում են շատ մարդիկ:
Այս հատկությունն օգտագործող սարքերը նույնպես միացված են համակարգիչներին և սկանավորում են, որոնք կոչվում են՝ համակարգչային առանցքային տոմոգրաֆիա կամ հաշվարկված տոմոգրաֆիա։
Այս գործիքները բժիշկներին տալիս են գունավոր պատկեր, որը ցույց է տալիս ներքին օրգանների ուրվագծերն ու մանրամասները: Սա օգնում է բժիշկներին հայտնաբերել և բացահայտել ուռուցքները, աննորմալ չափերը կամ օրգանների ֆիզիոլոգիական կամ ֆունկցիոնալ այլ խնդիրներ:
Բացի այդ, հիվանդանոցներն ու ռադիոլոգիական կենտրոնները տարեկան կատարում են միլիոնավոր պրոցեդուրաներ։ Նման պրոցեդուրաների ժամանակ բժիշկները թեթևակի ռադիոակտիվ նյութեր են արձակում հիվանդների օրգանիզմ՝ որոշ ներքին օրգանների, ինչպիսիք են ենթաստամոքսային գեղձը, երիկամները, վահանաձև գեղձը, լյարդը կամ ուղեղը դիտելու համար՝ կլինիկական պայմանները ախտորոշելու համար:
