원자 현상의 연구와 실제 활용에 있어서 X선은 가장 중요한 역할 중 하나를 담당합니다. 그들의 연구 덕분에 많은 발견이 이루어졌고, 물질을 분석하는 방법이 개발되어 다양한 분야에서 활용되었습니다. 여기서는 X선의 유형 중 하나인 특성을 살펴보겠습니다. 엑스레이 방사선.
X선 방사선은 전자기장 상태의 고주파수 변화로, 약 300,000km/s의 속도로 우주에 전파되는 전자기파입니다. 전자기 방사선의 범위 규모에서 X선은 약 10 -8 ~ 5∙10 -12 미터의 파장 영역에 위치하며 이는 광파보다 몇 배 더 짧습니다. 이는 3∙10 16 ~ 6∙10 19Hz의 주파수와 10eV ~ 250keV 또는 1.6∙10 -18 ~ 4∙10 -14J의 에너지에 해당합니다. 전자기 복사는 중첩으로 인해 매우 임의적입니다.
가속된 하전 입자(고에너지 전자)와 전기장, 자기장 및 물질 원자와의 상호 작용입니다.
X선 광자는 특히 파장이 1나노미터(10-9m) 미만인 하드 X선의 경우 높은 에너지와 높은 투과력 및 이온화력을 특징으로 합니다.
X-선은 광전 효과(광흡수) 및 비일관성(Compton) 산란 과정에서 물질과 상호 작용하여 원자를 이온화합니다. 광흡수에서는 원자의 전자에 흡수된 X선 광자가 에너지를 전달합니다. 그 값이 원자 내 전자의 결합 에너지를 초과하면 원자를 떠납니다. 콤프턴 산란은 더 단단한(에너지가 강한) X선 광자의 특징입니다. 흡수된 광자의 에너지 중 일부는 이온화에 소비됩니다. 이 경우 1차 광자의 방향과 특정 각도에서 2차 광자가 더 낮은 주파수로 방출됩니다.
빔을 생성하기 위해 내부에 전극이 있는 유리 진공 실린더가 사용됩니다. 전극 간의 전위차는 최대 수백 킬로볼트까지 매우 높아야 합니다. 전류에 의해 가열되는 텅스텐 음극에서 열이온 방출이 발생합니다. 즉 전자가 방출되어 전위차에 의해 가속되어 양극에 충격을 가합니다. 양극 원자(대음극이라고도 함)와의 상호 작용의 결과로 X선 광자가 생성됩니다.
어떤 과정이 광자를 생성하는지에 따라 X-선 방사선의 유형이 구별됩니다: Bremsstrahlung 및 특성.
전자는 양극과 만날 때 속도가 느려질 수 있습니다. 즉 원자의 전기장에서 에너지를 잃을 수 있습니다. 이 에너지는 X선 광자의 형태로 방출됩니다. 이러한 유형의 방사선을 Bremsstrahlung이라고 합니다.
제동 조건은 개별 전자에 따라 다를 것이 분명합니다. 이는 서로 다른 양의 운동 에너지가 엑스레이로 변환된다는 것을 의미합니다. 결과적으로 Bremsstrahlung에는 다양한 주파수와 그에 따른 파장의 광자가 포함됩니다. 따라서 그 스펙트럼은 연속적(연속적)입니다. 이러한 이유로 때로는 "백색" X-선이라고도 합니다.
Bremsstrahlung 광자의 에너지는 이를 생성하는 전자의 운동 에너지를 초과할 수 없으므로 Bremsstrahlung 방사선의 최대 주파수(및 가장 짧은 파장)는 양극에 입사하는 전자의 운동 에너지의 가장 높은 값에 해당합니다. 후자는 전극에 적용되는 전위차에 따라 달라집니다.
또 다른 유형의 X선 방사선이 있으며, 그 소스는 다른 프로세스입니다. 이 방사선을 특성 방사선이라고 하며 이에 대해 더 자세히 설명하겠습니다.
양극에 도달하면 빠른 전자가 원자 내부로 침투하여 낮은 궤도 중 하나에서 전자를 녹아웃시킬 수 있습니다. 즉, 전위 장벽을 극복하기에 충분한 에너지를 전자로 전달할 수 있습니다. 그러나 전자가 차지하는 원자의 에너지 준위가 더 높으면 비워진 공간은 비어 있지 않습니다.
다른 에너지 시스템과 마찬가지로 원자의 전자 구조도 에너지를 최소화하는 경향이 있다는 점을 기억해야 합니다. 녹아웃의 결과로 형성된 공석은 더 높은 수준 중 하나의 전자로 채워집니다. 그것의 에너지는 더 높고, 더 낮은 수준을 차지하며, 특징적인 X선 방사선의 양자 형태로 초과분을 방출합니다.
원자의 전자 구조는 전자의 가능한 에너지 상태의 개별 집합입니다. 따라서 전자 결손을 대체하는 동안 방출되는 X선 광자도 준위의 차이를 반영하여 엄격하게 정의된 에너지 값만 가질 수 있습니다. 그 결과, 특성 X선 방사선은 연속적이지 않고 선 모양의 스펙트럼을 갖게 됩니다. 이 스펙트럼을 사용하면 양극의 물질, 즉 이러한 광선의 이름을 특성화할 수 있습니다. Bremsstrahlung과 특성 X선 방사선이 무엇을 의미하는지 명확하게 보이는 것은 스펙트럼 차이 덕분입니다.
때로는 초과 에너지가 원자에 의해 방출되지 않고 세 번째 전자를 녹아웃시키는 데 소비됩니다. 소위 오제 효과(Auger effect)라고 불리는 이 과정은 전자 결합 에너지가 1keV를 초과하지 않을 때 발생할 가능성이 더 높습니다. 방출된 오제 전자의 에너지는 원자의 에너지 준위 구조에 따라 달라지므로 이러한 전자의 스펙트럼도 본질적으로 이산적입니다.
X선 스펙트럼 사진에는 연속적인 제동 스펙트럼과 함께 좁은 특성선이 존재합니다. 스펙트럼을 강도 대 파장(주파수)의 그래프로 상상하면 선 위치에서 날카로운 피크를 볼 수 있습니다. 그 위치는 양극 재료에 따라 다릅니다. 이러한 최대값은 모든 전위차에 존재합니다. X선이 있으면 항상 피크도 있습니다. 튜브 전극의 전압이 증가함에 따라 연속 및 특성 X선 방사선의 강도가 모두 증가하지만 피크의 위치와 강도 비율은 변하지 않습니다.
X-선 스펙트럼의 피크는 전자에 의해 조사된 음극의 물질에 관계없이 동일한 모양을 가지지만, 물질에 따라 서로 다른 주파수에 위치하며 주파수 값의 근접성을 기준으로 직렬로 결합됩니다. 시리즈 자체 간에는 주파수 차이가 훨씬 더 중요합니다. 극대값의 유형은 양극 물질이 순수 화학 원소인지 복합 물질인지에 따라 전혀 달라지지 않습니다. 후자의 경우, 구성 요소의 특성 X선 스펙트럼은 단순히 서로 중첩됩니다.
화학 원소의 원자 번호가 증가하면 X선 스펙트럼의 모든 선이 더 높은 주파수 쪽으로 이동합니다. 스펙트럼은 그 모양을 유지합니다.
특성선의 스펙트럼 이동 현상은 1913년 영국의 물리학자 헨리 모슬리(Henry Moseley)가 실험적으로 발견했습니다. 이를 통해 그는 스펙트럼 최대값의 주파수를 화학 원소의 일련 번호와 연결할 수 있었습니다. 따라서 특성 X선 방사선의 파장은 특정 요소와 명확하게 상관될 수 있습니다. 일반적으로 모슬리의 법칙은 다음과 같이 쓸 수 있습니다: √f = (Z - Sn)/n√R, 여기서 f는 주파수, Z는 요소의 일련 번호, Sn은 스크리닝 상수, n은 주요 양자 수이고 R은 Rydberg 상수입니다. 이러한 의존성은 선형적이며 Moseley 다이어그램에서는 각 n 값에 대해 일련의 직선처럼 보입니다.
n 값은 특성 X선 방출 피크의 개별 계열에 해당합니다. Moseley의 법칙을 사용하면 X선 스펙트럼 최대값의 측정된 파장(주파수와 고유하게 관련됨)을 기반으로 하드 전자에 의해 조사된 화학 원소의 일련 번호를 결정할 수 있습니다.
화학 원소의 전자 껍질 구조는 동일합니다. 이는 X선 방사선의 특성 스펙트럼에서 이동 변화의 단조성으로 표시됩니다. 주파수 변화는 구조적인 것이 아니라 각 요소에 고유한 전자 껍질 간의 에너지 차이를 반영합니다.
Moseley의 법칙으로 표현된 엄격한 선형 관계에는 약간의 편차가 있습니다. 그들은 첫째로 일부 요소의 전자 껍질을 채우는 순서의 특성과 둘째로 중원자의 전자 이동의 상대론적 효과와 관련이 있습니다. 또한 핵의 중성자 수가 변하면(소위 동위원소 이동) 선의 위치가 약간 바뀔 수 있습니다. 이 효과로 인해 원자 구조를 자세히 연구할 수 있게 되었습니다.
모즐리의 법칙의 중요성은 매우 큽니다. 멘델레예프의 주기율표 요소에 대한 일관적인 적용은 특성 극대값의 각각의 작은 이동에 해당하는 서수를 증가시키는 패턴을 확립했습니다. 이는 요소 순서의 물리적 의미에 대한 문제를 명확히 하는 데 도움이 되었습니다. Z 값은 단순한 숫자가 아닙니다. 이는 핵의 양전하이며, 핵의 구성을 구성하는 입자의 단위 양전하의 합입니다. 테이블에 요소를 올바르게 배치하고 테이블에 빈 위치가 있는지(당시에는 여전히 존재했음) 강력한 확인을 받았습니다. 주기율의 타당성이 입증되었습니다.
또한 Moseley의 법칙은 실험 연구의 전체 방향, 즉 X 선 분광법이 발생하는 기초가되었습니다.
전자 구조가 어떻게 구성되어 있는지 간단히 생각해 보겠습니다. 전자 구조는 문자 K, L, M, N, O, P, Q 또는 1에서 7까지의 숫자로 지정된 껍질로 구성됩니다. 껍질 내의 전자는 동일한 주요 양자를 특징으로 합니다. 가능한 에너지 값을 결정하는 숫자 n입니다. 외부 껍질에서는 전자 에너지가 더 높고 외부 전자의 이온화 전위는 그에 따라 낮습니다.
셸에는 s, p, d, f, g, h, i 등 하나 이상의 하위 수준이 포함됩니다. 각 셸에서 하위 수준의 수는 이전 수준에 비해 1씩 증가합니다. 각 하위 수준과 각 껍질의 전자 수는 특정 값을 초과할 수 없습니다. 그들은 주요 양자 수 외에도 모양을 결정하는 궤도 전자 구름의 동일한 값을 특징으로 합니다. 하위 수준은 자신이 속한 셸에 의해 지정됩니다(예: 2s, 4d 등).
하위 레벨에는 주 및 궤도 레벨 외에도 전자의 궤도 모멘텀을 자기장의 방향으로 투영하는 것을 결정하는 또 다른 양자 수인 자기로 지정되는 하위 레벨이 포함됩니다. 하나의 궤도는 네 번째 양자 수인 스핀의 값이 다른 두 개 이하의 전자를 가질 수 있습니다.
특성 X선 방사선이 어떻게 발생하는지 더 자세히 살펴보겠습니다. 이러한 유형의 전자기 방출의 기원은 원자 내부에서 발생하는 현상과 관련되어 있으므로 전자 구성의 근사치로 정확하게 설명하는 것이 가장 편리합니다.
따라서 이 방사선의 원인은 고에너지 전자가 원자 깊숙이 침투하여 내부 껍질에 전자 공극이 형성되는 것입니다. 단단한 전자가 상호 작용할 확률은 전자 구름의 밀도에 따라 증가합니다. 따라서 충돌은 가장 낮은 K-쉘과 같이 촘촘하게 채워진 내부 쉘 내에서 발생할 가능성이 가장 높습니다. 여기서 원자는 이온화되고 1s 껍질에 빈 공간이 형성됩니다.
이 빈 공간은 더 높은 에너지를 가진 껍질의 전자에 의해 채워지며, 그 초과분은 X선 광자에 의해 운반됩니다. 이 전자는 두 번째 껍질 L, 세 번째 껍질 M 등에서 "떨어질" 수 있습니다. 이것이 특징적인 계열이 형성되는 방식입니다(이 예에서는 K-시리즈). 빈자리를 채우는 전자가 어디에서 오는지에 대한 표시는 계열 지정에서 그리스 색인의 형태로 제공됩니다. "알파"는 L 껍질에서 나온다는 의미이고, "베타"는 M 껍질에서 나온다는 의미입니다. 현재 그리스 문자 색인을 쉘 지정에 채택된 라틴 문자 색인으로 대체하는 경향이 있습니다.
계열에서 알파선의 강도는 항상 가장 높습니다. 이는 인접한 쉘에서 공석을 채울 확률이 가장 높다는 것을 의미합니다.
이제 우리는 특성 X선 방사선 양자의 최대 에너지가 얼마인지에 대한 질문에 답할 수 있습니다. E = E n 2 - E n 1 공식에 따라 전자 전이가 발생하는 수준의 에너지 값 차이에 의해 결정됩니다. 여기서 E n 2와 E n 1은 전자의 에너지입니다. 전환이 발생한 상태. 이 매개 변수의 가장 높은 값은 중원소 원자의 최고 수준에서 K 시리즈 전이에 의해 제공됩니다. 그러나 이러한 선의 강도(피크 높이)는 가능성이 가장 낮기 때문에 가장 낮습니다.
전극의 전압이 부족하여 경전자가 K 준위에 도달할 수 없으면 L 준위에서 공극을 형성하고 더 긴 파장을 갖는 덜 활동적인 L 계열이 형성됩니다. 후속 시리즈도 비슷한 방식으로 탄생합니다.
또한, 전자 전환의 결과로 공석이 채워지면 그 위에 있는 쉘에 새로운 공석이 나타납니다. 이는 다음 계열을 생성하기 위한 조건을 만듭니다. 전자 결손은 레벨에서 레벨로 더 높게 이동하며, 원자는 이온화된 상태를 유지하면서 일련의 특징적인 스펙트럼 시리즈를 방출합니다.
특성 X선 방사선의 원자 X선 스펙트럼은 광학 스펙트럼에서와 같이 선 분할로 표현되는 미세한 구조를 특징으로 합니다.
미세 구조는 에너지 준위(전자 껍질)가 밀접하게 위치한 구성 요소 집합(하위 껍질)이라는 사실에 기인합니다. 서브쉘을 특성화하기 위해 전자 자체와 궤도 자기 모멘트의 상호 작용을 반영하는 또 다른 내부 양자수 j가 도입됩니다.
스핀-궤도 상호작용의 영향으로 인해 원자의 에너지 구조는 더욱 복잡해지고, 그 결과 특성 X선 방사선은 매우 가까운 간격의 요소들로 구성된 분할선이 특징인 스펙트럼을 갖게 됩니다.
미세 구조의 요소는 일반적으로 추가 디지털 색인으로 지정됩니다.
특성 X선 방사선은 스펙트럼의 미세한 구조에만 반사되는 특징을 가지고 있습니다. 전자가 더 낮은 에너지 준위로 전이되는 것은 더 높은 준위의 하위 껍질에서 일어나지 않습니다. 그러한 사건은 무시할 수 있는 확률을 가지고 있습니다.
이 방사선은 모슬리의 법칙에 설명된 특성으로 인해 물질 분석을 위한 다양한 X선 스펙트럼 방법의 기초가 됩니다. X선 스펙트럼을 분석할 때는 결정의 방사선 회절(파동 분산 방법) 또는 흡수된 X선 광자의 에너지에 민감한 검출기(에너지 분산 방법)가 사용됩니다. 대부분의 전자현미경에는 일종의 X선 분광분석 장치가 장착되어 있습니다.
파동 분산 분광법은 특히 정확합니다. 특수 필터를 사용하면 스펙트럼에서 가장 강렬한 피크가 강조되어 정확하게 알려진 주파수로 거의 단색광을 얻을 수 있습니다. 양극 재료는 원하는 주파수의 단색 빔을 얻을 수 있도록 매우 신중하게 선택됩니다. 연구 중인 물질의 결정 격자에 대한 회절을 통해 격자 구조를 매우 정확하게 연구할 수 있습니다. 이 방법은 DNA 및 기타 복잡한 분자 연구에도 사용됩니다.
특성 X선 방사선의 특징 중 하나는 감마 분광법에서도 고려됩니다. 이는 고강도 특성 피크입니다. 감마 분광계는 측정을 방해하는 외부 배경 방사선에 대해 납 차폐를 사용합니다. 그러나 감마선을 흡수하는 납은 내부 이온화를 경험하여 X 선 범위에서 활발하게 방출됩니다. 납의 특징적인 X선 방사선의 강렬한 피크를 흡수하기 위해 추가적인 카드뮴 차폐가 사용됩니다. 그러면 이온화되어 X선도 방출됩니다. 카드뮴의 특징적인 피크를 중화하기 위해 세 번째 차폐층인 구리가 사용됩니다. 구리의 최대 X선은 감마 분광계의 작동 주파수 범위 밖에 있습니다.
분광법은 Bremsstrahlung과 특성 X선을 모두 사용합니다. 따라서 물질을 분석할 때 다양한 물질에 의한 연속 X선의 흡수 스펙트럼을 연구합니다.
엑스레이의 기본 특성 연구에서 발견과 장점은 당연히 독일 과학자 Wilhelm Conrad Roentgen의 것입니다. 그가 발견한 엑스레이의 놀라운 특성은 즉시 과학계에서 큰 반향을 불러일으켰습니다. 1895년 당시 과학자는 엑스레이 방사선이 어떤 이점을 가져올 수 있는지, 때로는 해를 끼칠 수 있는지 거의 상상하지 못했습니다.
이 기사에서는 이러한 유형의 방사선이 인간의 건강에 어떤 영향을 미치는지 알아 보겠습니다.
연구원이 관심을 가졌던 첫 번째 질문은 X선 방사선이란 무엇입니까? 일련의 실험을 통해 이것이 자외선과 감마선 사이의 중간 위치를 차지하는 파장 10-8cm의 전자기 방사선임을 확인할 수 있었습니다.
신비한 엑스레이의 파괴적인 효과에 대한 이러한 모든 측면은 그 적용의 놀랍도록 광범위한 측면을 전혀 배제하지 않습니다. X선 방사선은 어디에 사용되나요?
X선의 가장 중요한 응용은 이러한 파동의 매우 짧은 파장과 고유한 특성으로 인해 가능해졌습니다.
우리는 건강 검진이나 치료 중에 만 엑스레이 방사선을 접하는 사람들에게 엑스레이 방사선이 미치는 영향에 관심이 있으므로 엑스레이 적용 분야에 대해서만 더 자세히 고려할 것입니다.
그의 발견의 특별한 의미에도 불구하고 Roentgen은 그 사용에 대한 특허를 취득하지 않았으며 이는 모든 인류에게 귀중한 선물이 되었습니다. 이미 1차 세계대전 중에 엑스레이 기계가 사용되기 시작하여 부상자를 빠르고 정확하게 진단할 수 있게 되었습니다. 이제 우리는 의학에서 엑스레이를 적용하는 두 가지 주요 영역을 구분할 수 있습니다.
X선 진단은 다양한 방식으로 사용됩니다.
이러한 방법의 차이점을 살펴보겠습니다.
이러한 모든 진단 방법은 X선이 사진 필름을 비추는 능력과 조직 및 뼈 골격에 대한 다양한 투과성에 기초합니다.
조직에 생물학적 영향을 미치는 X선의 능력은 종양 치료를 위한 의학에서 사용됩니다. 이 방사선의 이온화 효과는 악성 종양의 세포인 빠르게 분열하는 세포에 미치는 영향에서 가장 적극적으로 나타납니다.
그러나 다음 사항에 대해서도 알아야 합니다. 부작용, 필연적으로 방사선 치료를 동반합니다. 사실 조혈, 내분비, 면역 체계의 세포도 빠르게 분열됩니다. 그들에 대한 부정적인 영향은 방사선 질환의 징후를 유발합니다.
X선의 놀라운 발견 직후, X선이 인간에게 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌습니다.
이 데이터는 실험 동물에 대한 실험에서 얻은 것이지만 유전학자들은 비슷한 결과가 인체에도 적용될 수 있다고 제안합니다.
X선 노출의 영향을 연구함으로써 허용되는 방사선량에 대한 국제 표준을 개발하는 것이 가능해졌습니다.
엑스레이실을 방문하고 나면, 많은 환자들이 방사선 조사량이 자신의 건강에 어떤 영향을 미칠지 걱정하게 됩니까?
전신 방사선량은 수행되는 시술의 성격에 따라 다릅니다. 편의상 사람이 평생 동안 받는 자연 방사선과 받는 선량을 비교하겠습니다.
이러한 방사선량은 허용 가능한 기준을 충족하지만 환자가 X-레이 촬영 전에 불안감을 느끼는 경우 특수 보호용 앞치마를 요청할 권리가 있습니다.
모든 사람은 한 번 이상 엑스레이 검사를 받아야 합니다. 그러나 규칙이 있습니다. 이 진단 방법은 임산부에게 처방 될 수 없습니다. 발달 중인 배아는 매우 취약합니다. 엑스레이는 염색체 이상을 유발할 수 있으며 결과적으로 발달 결함이 있는 어린이가 태어날 수 있습니다. 이와 관련하여 가장 취약한 기간은 임신 16주까지입니다. 더욱이 척추, 골반, 복부 부위의 엑스레이는 태아에게 가장 위험합니다.
엑스레이 방사선이 임신에 미치는 해로운 영향을 알고 있는 의사는 여성의 삶에서 이 중요한 기간 동안 엑스레이 방사선의 사용을 가능한 모든 방법으로 피합니다.
그러나 X선 방사선의 측면 소스가 있습니다.
임산부는 이로 인해 발생할 수 있는 위험을 인지하고 있어야 합니다.
엑스레이 진단은 수유부에게 위험하지 않습니다.
X선 노출로 인한 영향을 최소화하려면 다음과 같은 몇 가지 간단한 조치를 취할 수 있습니다.
하지만 엑스레이 촬영 후 방사선을 제거하기 위해 의료적 절차나 특별한 조치가 필요하지 않습니다!
의심할 여지없이 엑스레이 노출로 인한 심각한 결과에도 불구하고 건강 검진 중 위험을 과대평가해서는 안 됩니다. 엑스레이는 신체의 특정 부위에서만 매우 빠르게 수행됩니다. 이들의 이점은 인체에 대한 이러한 절차의 위험을 여러 번 초과합니다.
1895년 독일 물리학자 W. 뢴트겐(W. Roentgen)은 이전에 알려지지 않은 새로운 유형의 전자기 방사선을 발견했으며, 발견자의 이름을 따서 X선이라고 명명했습니다. V. Roentgen은 50세에 자신의 발견의 저자가 되었으며, 뷔르츠부르크 대학의 총장직을 맡았으며 당시 최고의 실험가 중 한 명으로 명성을 얻었습니다. X선 발견에 대한 기술적 적용을 최초로 발견한 사람 중 하나는 American Edison이었습니다. 그는 편리한 시연 장치를 만들었고 이미 1896년 5월 뉴욕에서 엑스레이 전시회를 조직했는데, 그곳에서 방문객들은 야광 스크린에서 자신의 손을 직접 검사할 수 있었습니다. 에디슨의 조수가 지속적인 시연 중에 심한 화상을 입어 사망한 후, 발명가는 엑스레이에 대한 추가 실험을 중단했습니다.
X선 방사선은 투과력이 뛰어나 의학에 사용되기 시작했습니다. 처음에는 골절을 검사하고 인체 내 이물질의 위치를 확인하기 위해 X-레이가 사용되었습니다. 현재 X선 방사선을 기반으로 한 여러 가지 방법이 있습니다. 그러나 이러한 방법에는 단점이 있습니다. 방사선은 피부에 깊은 손상을 줄 수 있습니다. 나타난 궤양은 종종 암으로 변했습니다. 많은 경우 손가락이나 손을 절단해야 했습니다. 엑스레이(투과조명과 동의어)는 반투명(형광) 스크린에서 연구 대상 물체의 평면 포지티브 이미지를 얻는 것으로 구성된 X선 검사의 주요 방법 중 하나입니다. 투시 중에 피험자는 반투명 스크린과 X선관 사이에 위치하게 됩니다. 최신 X선 투과 화면에서는 X선관을 켜면 이미지가 나타나고, 끄면 즉시 사라집니다. 투시법을 사용하면 심장 박동, 갈비뼈, 폐, 횡경막의 호흡 운동, 소화관 연동 운동 등 기관의 기능을 연구할 수 있습니다. 투시검사는 위, 위장관, 십이지장, 간, 담낭 및 담도 질환의 치료에 사용됩니다. 이 경우 의료용 프로브와 조작기는 조직을 손상시키지 않고 삽입되며 수술 중 동작은 투시법으로 제어되고 모니터에 표시됩니다.
엑스레이 -감광성 물질에 정지 이미지를 등록하는 X선 진단 방법 - 특별함. 후속 사진 처리가 가능한 사진 필름(X선 필름) 또는 인화지; 디지털 방사선 촬영을 사용하면 이미지가 컴퓨터 메모리에 기록됩니다. 이는 고정식, 특수 장비를 갖춘 X선실에 설치된 X선 진단 기계 또는 환자의 침대 옆이나 수술실에서 이동식 및 휴대용 X선 진단 기계에서 수행됩니다. 엑스레이는 형광 스크린보다 다양한 장기의 구조적 요소를 훨씬 더 명확하게 보여줍니다. 엑스레이는 다양한 질병을 확인하고 예방하기 위해 수행되며, 주요 목적은 다양한 전문 분야의 의사가 정확하고 신속하게 진단을 내릴 수 있도록 돕는 것입니다. 엑스레이 영상은 촬영 당시의 장기나 조직의 상태만 기록합니다. 그러나 단일 방사선 사진은 특정 순간의 해부학적 변화만을 기록하며 정적인 과정을 제공합니다. 일정 간격으로 촬영한 일련의 방사선 사진을 통해 과정의 역학, 즉 기능적 변화를 연구할 수 있습니다. 단층 촬영.단층 촬영이라는 단어는 그리스어에서 다음과 같이 번역될 수 있습니다. "슬라이스 이미지".이는 단층 촬영의 목적이 연구 대상 물체의 내부 구조에 대한 층별 이미지를 얻는 것임을 의미합니다. 컴퓨터 단층촬영은 연조직의 미묘한 변화를 구별할 수 있는 고해상도가 특징입니다. CT를 사용하면 다른 방법으로는 감지할 수 없는 병리학적 과정을 감지할 수 있습니다. 또한, CT를 사용하면 진단 과정에서 환자가 받는 X선 방사선량을 줄일 수 있습니다.
형광검사- 장기와 조직의 영상을 얻을 수 있는 진단법은 엑스레이가 발견된 지 1년 뒤인 20세기 말에 개발됐다. 사진에서 경화증, 섬유증, 이물질, 신 생물, 발달 정도의 염증, 가스 존재 및 충치, 농양, 낭종 등의 침윤을 볼 수 있습니다. 대부분의 경우 흉부 형광 검사는 결핵, 폐 또는 흉부의 악성 종양 및 기타 병리를 감지하기 위해 수행됩니다.
엑스레이 치료특정 관절 병리를 치료하는 데 사용되는 현대적인 방법입니다. 이 방법을 사용하여 정형외과 질환을 치료하는 주요 영역은 다음과 같습니다. 만성. 관절의 염증 과정(관절염, 다발성 관절염); 퇴행성 (골관절증, 골연골증, 척추증 변형증). 방사선치료의 목적병리학적으로 변형된 조직의 세포의 필수 활동을 억제하거나 완전히 파괴하는 것입니다. 비종양 질환의 경우 방사선 요법은 염증 반응을 억제하고, 증식 과정을 억제하고, 통증 민감성과 분비선의 분비 활동을 감소시키는 것을 목표로 합니다. 생식선, 조혈 기관, 백혈구 및 악성 종양 세포가 X선에 가장 민감하다는 점을 고려해야 합니다. 방사선량은 특정 경우마다 개별적으로 결정됩니다.
X선 발견으로 뢴트겐은 1901년에 첫 번째 노벨 물리학상을 수상했으며, 노벨 위원회는 그의 발견의 실질적인 중요성을 강조했습니다.
따라서 X선은 파장이 105~102nm인 눈에 보이지 않는 전자기 방사선입니다. X선은 가시광선에 불투명한 일부 물질을 투과할 수 있습니다. 물질 내에서 빠른 전자가 감속하는 동안(연속 스펙트럼), 그리고 원자의 외부 전자 껍질에서 내부 전자 껍질로 전자가 전이하는 동안(선 스펙트럼) 방출됩니다. X선 방사선원은 X선관, 일부 방사성 동위원소, 가속기 및 전자 저장 장치(싱크로트론 방사선)입니다. 수신기 - 사진 필름, 형광 스크린, 핵 방사선 검출기. X선은 X선 회절 분석, 의학, 결함 탐지, X선 스펙트럼 분석 등에 사용됩니다.
특정 질병의 현대 의학 진단 및 치료는 엑스레이 방사선의 특성을 사용하는 장치 없이는 상상할 수 없습니다. 엑스레이가 발견된 지 100년이 넘었지만, 지금도 방사선이 인체에 미치는 부정적인 영향을 최소화하기 위한 새로운 기술과 장치를 개발하기 위한 노력이 계속되고 있습니다.
자연 조건에서 X선 플럭스는 드물며 특정 방사성 동위원소에 의해서만 방출됩니다. 엑스레이 또는 엑스레이는 독일 과학자 빌헬름 뢴트겐(Wilhelm Röntgen)에 의해 1895년에야 발견되었습니다. 이 발견은 진공에 접근하는 조건에서 광선의 거동을 연구하는 실험 중에 우연히 발생했습니다. 실험에는 감압된 음극 가스 방전관과 튜브가 작동하기 시작하는 순간마다 빛나기 시작하는 형광 스크린이 포함되었습니다.
이상한 효과에 관심이 있는 Roentgen은 눈에 보이지 않는 결과 방사선이 종이, 나무, 유리, 일부 금속, 심지어 인체를 통과하는 등 다양한 장애물을 통과할 수 있음을 보여주는 일련의 연구를 수행했습니다. 일어나는 일의 본질에 대한 이해가 부족함에도 불구하고 그러한 현상이 알려지지 않은 입자의 흐름이나 파도의 생성으로 인해 발생하는지 여부에 관계없이 다음과 같은 패턴이 나타났습니다. 방사선은 신체의 연조직을 쉽게 통과합니다. 단단한 생체 조직과 무생물을 통해서는 훨씬 더 어렵습니다.
Roentgen은 이 현상을 처음으로 연구한 사람이 아닙니다. 19세기 중반 프랑스인 앙투안 메이슨(Antoine Mason)과 영국인 윌리엄 크룩스(William Crookes)도 비슷한 가능성을 탐구했습니다. 그러나 의학에 사용할 수 있는 음극관과 지시약을 최초로 발명한 사람은 뢴트겐이었습니다. 그는 최초로 과학 작품을 출판했으며, 이로 인해 물리학자 중 최초의 노벨상 수상자라는 칭호를 얻었습니다.
1901년에 방사선학과 방사선학의 창시자가 된 세 명의 과학자 사이의 유익한 협력이 시작되었습니다.
엑스레이는 요소전자기파의 일반적인 스펙트럼. 파장은 감마선과 자외선 사이에 있습니다. 엑스레이는 일반적인 파동 특성을 모두 가지고 있습니다.
X선 플럭스를 인위적으로 생성하기 위해 X선관과 같은 특수 장치가 사용됩니다. X선 방사선은 텅스텐의 빠른 전자와 뜨거운 양극에서 증발하는 물질의 접촉으로 인해 발생합니다. 상호 작용의 배경에 대해 100 ~ 0.01 nm의 스펙트럼과 100-0.1 MeV의 에너지 범위에 위치한 짧은 길이의 전자기파가 나타납니다. 광선의 파장이 0.2nm보다 작으면 경성 방사선이고, 파장이 이 값보다 크면 연X선이라고 합니다.
전자와 양극물질의 접촉으로 발생하는 운동에너지의 99%가 열에너지로 변환되고, 단지 1%만이 엑스선이라는 점은 의미가 크다.
X- 방사선은 bremsstrahlung 및 특성 광선이라는 두 가지 유형의 광선이 중첩된 것입니다. 그들은 튜브에서 동시에 생성됩니다. 따라서 X선 조사와 각 특정 X선관의 특성(방사선 스펙트럼)은 이러한 지표에 따라 달라지며 서로 겹치는 부분을 나타냅니다.
Bremsstrahlung 또는 연속 X선은 텅스텐 필라멘트에서 증발된 전자의 감속 결과입니다.
특성 또는 선 X선은 X선관의 양극 물질의 원자가 재구성되는 순간에 형성됩니다. 특성 광선의 파장은 튜브의 양극을 만드는 데 사용되는 화학 원소의 원자 번호에 직접적으로 의존합니다.
나열된 X선 특성을 통해 실제로 사용할 수 있습니다.
이미징의 기반이 되는 X선의 특성은 특정 물질을 분해하거나 빛나게 하는 능력입니다.
X선 조사는 카드뮴과 황화아연(녹색)과 텅스텐산칼슘(청색)에서 형광 발광을 일으킵니다. 이 속성은 의료용 X선 영상 기술에 사용되며 X선 스크린의 기능도 향상시킵니다.
감광성 할로겐화은 물질(노출)에 대한 X선의 광화학 효과는 X선 사진 촬영과 같은 진단을 가능하게 합니다. 이 속성은 X선실의 실험실 조교가 받는 총 선량을 측정할 때도 사용됩니다. 신체 선량계에는 특별히 민감한 테이프와 표시기가 포함되어 있습니다. X선 방사선의 이온화 효과를 통해 결과 X선의 질적 특성을 확인할 수 있습니다.
기존 엑스레이 방사선에 한 번 노출되면 암 위험이 0.001%만 증가합니다.
다음 산업에서는 엑스레이 사용이 허용됩니다.
X선 방사선의 주요 응용 분야는 의료 분야입니다. 오늘날 의료 방사선과에는 방사선 진단, 방사선 치료(엑스레이 치료), 방사선 수술이 포함됩니다. 의과대학은 고도로 전문화된 전문가, 즉 방사선 전문의를 졸업합니다.
엑스선의 높은 투과력과 이온화 효과는 세포 DNA의 구조를 변화시켜 인체에 위험을 초래할 수 있습니다. 엑스레이로 인한 피해는 받는 방사선량에 정비례합니다. 다양한 기관이 다양한 정도로 방사선에 반응합니다. 가장 취약한 것은 다음과 같습니다:
X선 조사를 통제되지 않게 사용하면 가역적 및 비가역적 병리가 발생할 수 있습니다.
X선 조사의 결과:
중요한! 방사성 물질과 달리 X선은 신체 조직에 축적되지 않으므로 X선을 신체에서 제거할 필요가 없습니다. X선 방사선의 유해한 영향은 의료 기기의 전원을 끄면 사라집니다.
의학에서 X선 방사선의 사용은 진단(외상, 치과)뿐만 아니라 치료 목적으로도 허용됩니다.
방사선 진단에는 다음 기술이 포함됩니다.
엑스레이 치료는 국소 치료 방법입니다. 대부분이 방법은 암세포를 파괴하는 데 사용됩니다. 그 효과가 외과적 제거와 비슷하기 때문에 이 치료 방법을 흔히 방사선수술이라고 합니다.
오늘날 엑스레이 치료는 다음과 같은 방법으로 수행됩니다.
이러한 방법은 온화하며 어떤 경우에는 화학 요법보다 사용이 더 좋습니다. 이러한 인기는 광선이 축적되지 않고 신체에서 제거될 필요가 없으며 다른 세포와 조직에 영향을 주지 않고 선택적인 효과를 갖기 때문입니다.
허용되는 연간 노출 표준에 대한 이 지표는 유전적으로 유의한 등가 선량(GSD)이라는 고유한 이름을 갖습니다. 이 지표에는 명확한 정량적 값이 없습니다.
현재 다음과 같은 평균 GZD 표준이 적용됩니다.
X선 방사선은 신체에서 제거할 필요가 없으며 강렬하고 장기간 노출되는 경우에만 위험합니다. 현대 의료 장비는 짧은 시간 동안 저에너지 방사선을 사용하기 때문에 상대적으로 무해한 것으로 간주됩니다.
과학자들은 1890년대 이후에야 엑스레이의 효과를 발견했지만, 이 자연력에 대한 엑스레이의 의학적 사용은 급속히 발전했습니다. 오늘날 인류의 이익을 위해 X선 전자기 방사선은 의학, 학계, 산업 분야뿐만 아니라 전기 생산에도 사용됩니다.
또한 방사선은 농업, 고고학, 우주, 법 집행, 지질학(광업 포함) 및 기타 여러 활동과 같은 분야에서 유용하게 응용되며, 심지어 자동차도 핵분열 현상을 이용하여 개발되고 있습니다.
의료 환경에서 의사와 치과의사는 다양한 핵 물질과 절차를 사용하여 인체의 광범위한 대사 과정과 질병을 진단, 모니터링 및 치료합니다. 그 결과, 빔을 사용한 의료 절차는 과잉 활동성 갑상선부터 골암까지 다양한 질병을 발견하고 치료함으로써 수천 명의 생명을 구했습니다.
이러한 의료 시술 중 가장 일반적인 것은 피부를 통과할 수 있는 광선을 사용하는 것입니다. 이미지를 촬영할 때 뼈와 기타 구조물은 피부보다 밀도가 높기 때문에 그림자를 드리우는 것처럼 보이며 이러한 그림자는 필름이나 모니터 화면에서 감지할 수 있습니다. 이 효과는 종이와 조명 사이에 연필을 놓는 것과 유사합니다. 연필의 그림자가 종이에 보일 것입니다. 차이점은 광선이 눈에 보이지 않으므로 사진 필름과 같은 기록 요소가 필요하다는 것입니다. 이를 통해 의사와 치과의사는 부러진 뼈나 치아 문제를 발견할 때 X선 사용을 평가할 수 있습니다.
치료 목적을 위해 표적화된 방식으로 X선 방사선을 사용하는 것은 손상을 감지하는 데만 사용되는 것이 아닙니다. 구체적으로 사용하면 암 조직을 죽이고 종양 크기를 줄이거나 통증을 줄이는 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 방사성 요오드(특히 요오드-131)는 많은 사람들에게 영향을 미치는 질환인 갑상선암을 치료하는 데 종종 사용됩니다.
이 속성을 사용하는 장치는 컴퓨터에 연결하여 컴퓨터 단층 촬영 또는 컴퓨터 단층 촬영이라고 하는 스캔도 수행합니다.
이 장비는 의사에게 내부 장기의 윤곽과 세부 사항을 보여주는 컬러 이미지를 제공합니다. 이는 의사가 종양, 크기 이상 또는 기타 생리적 또는 기능적 기관 문제를 감지하고 식별하는 데 도움이 됩니다.
또한 병원과 방사선 센터에서는 매년 수백만 건의 시술을 수행합니다. 이러한 절차에서 의사는 환자의 몸에 약간의 방사성 물질을 방출하여 췌장, 신장, 갑상선, 간 또는 뇌와 같은 특정 내부 장기를 관찰하고 임상 상태를 진단합니다.
