Atom hodisalarini o'rganish va amaliy foydalanishda rentgen nurlari eng muhim rollardan birini o'ynaydi. Ularning tadqiqotlari tufayli ko'plab kashfiyotlar qilindi va moddalarni tahlil qilish usullari ishlab chiqildi, turli sohalarda qo'llanildi. Bu erda rentgen nurlarining turlaridan birini ko'rib chiqamiz - xarakterli rentgen nurlanishi.
Rentgen nurlanishi - elektromagnit maydon holatining yuqori chastotali o'zgarishi bo'lib, kosmosda taxminan 300 000 km / s tezlikda tarqaladi, ya'ni elektromagnit to'lqinlar. Elektromagnit nurlanish diapazoni shkalasida rentgen nurlari taxminan 10 -8 dan 5∙10 -12 metrgacha bo'lgan to'lqin uzunligi mintaqasida joylashgan bo'lib, bu optik to'lqinlardan bir necha marta qisqaroqdir. Bu 3∙10 16 dan 6∙10 19 Gts gacha bo'lgan chastotalarga va 10 eV dan 250 keV gacha bo'lgan energiyaga yoki 1,6∙10 -18 dan 4∙10 -14 J gacha bo'lgan energiyaga to'g'ri keladi. Shuni ta'kidlash kerakki, chastota diapazonlarining chegaralari. elektromagnit nurlanish ularning bir-birining ustiga chiqishi tufayli o'zboshimchalik bilan ajralib turadi.
Tezlashtirilgan zaryadlangan zarrachalarning (yuqori energiyali elektronlar) elektr va magnit maydonlari va materiya atomlari bilan o'zaro ta'siri.
Rentgen fotonlari yuqori energiya va yuqori penetratsion va ionlashtiruvchi kuchlar bilan ajralib turadi, ayniqsa to'lqin uzunligi 1 nanometrdan (10 -9 m) kam bo'lgan qattiq rentgen nurlari uchun.
Rentgen nurlari fotoeffekt (fotoabsorbsiya) va kogerent (kompton) sochilish jarayonlarida modda bilan oʻzaro taʼsirlashib, uning atomlarini ionlashtiradi. Fotoabsorbtsiyada atomning elektroni tomonidan so'rilgan rentgen fotoni energiyani unga o'tkazadi. Agar uning qiymati atomdagi elektronning bog'lanish energiyasidan oshsa, u atomni tark etadi. Komptonning tarqalishi qattiqroq (energetik) rentgen nurlari fotonlariga xosdir. Yutilgan foton energiyasining bir qismi ionlanishga sarflanadi; bu holda, birlamchi foton yo'nalishiga ma'lum bir burchak ostida, past chastotali ikkinchi darajali chiqariladi.
Nurlarni ishlab chiqarish uchun ichida joylashgan elektrodlari bo'lgan shisha vakuumli tsilindrlardan foydalaniladi. Elektrodlar orasidagi potentsial farq juda yuqori bo'lishi kerak - yuzlab kilovoltgacha. Volfram katodida termion emissiya sodir bo'ladi, oqim bilan isitiladi, ya'ni undan elektronlar chiqariladi, bu potentsial farq bilan tezlashadi va anodni bombardimon qiladi. Ularning anod atomlari (ba'zan antikatod deb ataladi) bilan o'zaro ta'siri natijasida rentgen fotonlari tug'iladi.
Qaysi jarayon fotonning paydo bo'lishiga olib kelishiga qarab, rentgen nurlanishining turlari ajratiladi: bremsstrahlung va xarakterli.
Elektronlar, anod bilan uchrashganda, sekinlashishi mumkin, ya'ni uning atomlarining elektr maydonlarida energiya yo'qotadi. Bu energiya rentgen nurlari fotonlari shaklida chiqariladi. Ushbu turdagi nurlanish bremsstrahlung deb ataladi.
Alohida elektronlar uchun tormozlanish shartlari har xil bo'lishi aniq. Bu shuni anglatadiki, ularning kinetik energiyasining turli miqdori rentgen nurlariga aylanadi. Natijada, bremsstrahlung turli chastotali fotonlarni va shunga mos ravishda to'lqin uzunliklarini o'z ichiga oladi. Shuning uchun uning spektri uzluksiz (uzluksiz). Ba'zan shu sababli u "oq" rentgen nurlanishi deb ham ataladi.
Bremsstrahlung fotonning energiyasi uni yaratuvchi elektronning kinetik energiyasidan oshmasligi kerak, shuning uchun bremsstrahlung nurlanishining maksimal chastotasi (va eng qisqa to'lqin uzunligi) anodga tushgan elektronlarning kinetik energiyasining eng yuqori qiymatiga to'g'ri keladi. Ikkinchisi elektrodlarga qo'llaniladigan potentsial farqga bog'liq.
Rentgen nurlanishining yana bir turi mavjud bo'lib, uning manbai boshqa jarayondir. Bu nurlanish xarakterli nurlanish deb ataladi va biz bu haqda batafsilroq to'xtalamiz.
Anti-katodga etib borgan tez elektron atom ichiga kirib, pastki orbitallardan biridan elektronni chiqarib yuborishi mumkin, ya'ni unga potentsial to'siqni engib o'tish uchun etarli energiyani o'tkazishi mumkin. Biroq, elektronlar egallagan atomda yuqori energiya darajalari mavjud bo'lsa, bo'sh joy bo'sh qolmaydi.
Shuni esda tutish kerakki, atomning elektron tuzilishi, har qanday energiya tizimi kabi, energiyani minimallashtirishga intiladi. Nokaut natijasida hosil bo'lgan bo'sh joy yuqori darajalardan birining elektroni bilan to'ldiriladi. Uning energiyasi yuqoriroq va pastroq darajani egallagan holda, u xarakterli rentgen nurlanishining kvanti shaklida ortiqcha chiqaradi.
Atomning elektron tuzilishi elektronlarning mumkin bo'lgan energiya holatlarining diskret to'plamidir. Shuning uchun, elektron bo'shliqlarni almashtirish paytida chiqarilgan rentgen fotonlari ham faqat qat'iy belgilangan energiya qiymatlariga ega bo'lishi mumkin, bu esa darajalardagi farqni aks ettiradi. Natijada, xarakterli rentgen nurlanishi uzluksiz emas, balki chiziq shaklida bo'lgan spektrga ega. Ushbu spektr anodning moddasini tavsiflash imkonini beradi - shuning uchun bu nurlarning nomi. Spektral farqlar tufayli bremsstrahlung va xarakterli rentgen nurlanishi nimani anglatishini aniq bilib oladi.
Ba'zan ortiqcha energiya atom tomonidan chiqarilmaydi, lekin uchinchi elektronni urib tushirishga sarflanadi. Bu jarayon - Auger effekti deb ataladigan jarayon elektronning bog'lanish energiyasi 1 keV dan oshmasa sodir bo'ladi. Chiqarilgan Auger elektronining energiyasi atomning energiya darajalarining tuzilishiga bog'liq, shuning uchun bunday elektronlarning spektrlari ham tabiatda diskretdir.
X-nurli spektral rasmda tor xarakterli chiziqlar doimiy bremsstrahlung spektri bilan birga mavjud. Agar spektrni intensivlik va to'lqin uzunligi (chastota) grafigi sifatida tasavvur qilsak, biz chiziqlar joylashgan joylarda keskin cho'qqilarni ko'ramiz. Ularning joylashuvi anod materialiga bog'liq. Bu maksimallar har qanday potentsial farqda mavjud - agar rentgen nurlari mavjud bo'lsa, har doim tepaliklar ham bo'ladi. Quvur elektrodlaridagi kuchlanish kuchayishi bilan ham uzluksiz, ham xarakterli rentgen nurlanishining intensivligi oshadi, lekin cho'qqilarning joylashishi va ularning intensivligi nisbati o'zgarmaydi.
X-nurlari spektrlaridagi cho'qqilar elektronlar tomonidan nurlantirilgan antikatodning materialidan qat'iy nazar bir xil ko'rinishga ega, ammo turli materiallar uchun ular chastota qiymatlarining yaqinligi asosida ketma-ket birlashtirilgan turli chastotalarda joylashgan. Seriyalarning o'rtasida chastotalar farqi ancha sezilarli. Maksimallarning turi hech qanday tarzda anod materialining sof kimyoviy element yoki murakkab modda ekanligiga bog'liq emas. Ikkinchi holda, uning tarkibiy elementlarining xarakterli rentgen spektrlari oddiygina bir-birining ustiga qo'yiladi.
Kimyoviy elementning atom raqami ortishi bilan uning rentgen nurlari spektrining barcha chiziqlari yuqori chastotalar tomon siljiydi. Spektr o'zining ko'rinishini saqlab qoladi.
Xarakterli chiziqlarning spektral siljishi hodisasini 1913 yilda ingliz fizigi Genri Mozili eksperimental ravishda kashf etgan. Bu unga spektr maksimal chastotalarini kimyoviy elementlarning seriya raqamlari bilan bog'lash imkonini berdi. Shunday qilib, xarakterli rentgen nurlanishining to'lqin uzunligi, ma'lum bo'lishicha, ma'lum bir element bilan aniq bog'lanishi mumkin. Umuman olganda, Mozeley qonunini quyidagicha yozish mumkin: √f = (Z - S n)/n√R, bu erda f - chastota, Z - elementning seriya raqami, S n - skrining doimiysi, n - skrining doimiysi. bosh kvant soni va R - doimiy Ridberg. Bu bog'liqlik chiziqli va Moseley diagrammasida n ning har bir qiymati uchun bir qator to'g'ri chiziqlarga o'xshaydi.
N qiymatlari rentgen nurlanishining xarakterli cho'qqilarining individual seriyalariga to'g'ri keladi. Moseley qonuni qattiq elektronlar tomonidan nurlantirilgan kimyoviy elementning seriya raqamini rentgen nurlari spektrining maksimal o'lchangan to'lqin uzunliklari (ular chastotalar bilan yagona bog'liq) asosida aniqlash imkonini beradi.
Kimyoviy elementlarning elektron qobiqlarining tuzilishi bir xil. Bu rentgen nurlanishining xarakterli spektridagi siljish o'zgarishining monotonligi bilan ko'rsatiladi. Chastota siljishi tizimli emas, balki har bir elementga xos bo'lgan elektron qobiqlar orasidagi energiya farqlarini aks ettiradi.
Moseley qonuni bilan ifodalangan qat'iy chiziqli munosabatlardan ozgina og'ishlar mavjud. Ular, birinchidan, ayrim elementlarning elektron qobiqlarini to'ldirish tartibining o'ziga xos xususiyatlari bilan, ikkinchidan, og'ir atomlar elektronlari harakatining relativistik ta'siri bilan bog'liq. Bundan tashqari, yadrodagi neytronlar soni o'zgarganda (izotopik siljish deb ataladigan), chiziqlarning holati biroz o'zgarishi mumkin. Bu ta'sir atom tuzilishini batafsil o'rganish imkonini berdi.
Mozeley qonunining ahamiyati nihoyatda katta. Uning Mendeleyev davriy sistemasining elementlariga izchil tatbiq etilishi xarakterli maksimallarning har bir kichik siljishiga mos keladigan tartib sonni oshirish tartibini o‘rnatdi. Bu elementlarning tartib sonining fizik ma'nosi haqidagi savolni oydinlashtirishga yordam berdi. Z qiymati shunchaki raqam emas: bu yadroning musbat elektr zaryadidir, bu uning tarkibini tashkil etuvchi zarrachalarning birlik musbat zaryadlarining yig'indisidir. Jadvaldagi elementlarning to'g'ri joylashishi va undagi bo'sh pozitsiyalarning mavjudligi (ular hali ham mavjud edi) kuchli tasdiqni oldi. Davriy qonunning haqiqiyligi isbotlandi.
Moseley qonuni, qo'shimcha ravishda, eksperimental tadqiqotlarning butun yo'nalishi - rentgen spektrometriyasi paydo bo'lishiga asos bo'ldi.
Elektron strukturasi qanday tuzilganligini qisqacha eslaylik. U K, L, M, N, O, P, Q harflari yoki 1 dan 7 gacha raqamlar bilan belgilangan qobiqlardan iborat. Qobiq ichidagi elektronlar bir xil asosiy kvant bilan tavsiflanadi. mumkin bo'lgan energiya qiymatlarini aniqlaydigan n raqami. Tashqi qobiqlarda elektron energiyasi yuqoriroq va tashqi elektronlar uchun ionlanish potentsiali mos ravishda past bo'ladi.
Qobiq bir yoki bir nechta pastki darajalarni o'z ichiga oladi: s, p, d, f, g, h, i. Har bir qobiqda pastki darajalar soni avvalgisiga nisbatan bittaga ko'payadi. Har bir pastki darajadagi va har bir qobiqdagi elektronlar soni ma'lum bir qiymatdan oshmasligi kerak. Ular asosiy kvant sonidan tashqari, shaklni aniqlaydigan orbital elektron bulutining bir xil qiymati bilan tavsiflanadi. Pastki darajalar ular tegishli bo'lgan qobiq bilan belgilanadi, masalan, 2s, 4d va boshqalar.
Pastki daraja, asosiy va orbitallarga qo'shimcha ravishda, elektronning orbital momentumining magnit maydon yo'nalishi bo'yicha proektsiyasini aniqlaydigan boshqa kvant soni - magnit bilan belgilanadi. Bitta orbitalda ikkitadan ko'p bo'lmagan elektronlar bo'lishi mumkin, ular to'rtinchi kvant sonining qiymati bilan farqlanadi - spin.
Keling, qanday xarakterli rentgen nurlanishi paydo bo'lishini batafsil ko'rib chiqaylik. Ushbu turdagi elektromagnit emissiyaning kelib chiqishi atom ichida sodir bo'ladigan hodisalar bilan bog'liq bo'lganligi sababli, uni elektron konfiguratsiyalarning yaqinlashuvida aniq tasvirlash eng qulaydir.
Shunday qilib, bu nurlanishning sababi yuqori energiyali elektronlarning atomga chuqur kirib borishi natijasida yuzaga keladigan ichki qobiqlarda elektron bo'shliqlarining paydo bo'lishidir. Qattiq elektronning o'zaro ta'sir qilish ehtimoli elektron bulutlarining zichligi bilan ortadi. Shuning uchun, to'qnashuvlar eng past K-qobig'i kabi mahkam o'ralgan ichki qobiqlarda sodir bo'lishi mumkin. Bu yerda atom ionlanadi va 1s qobig'ida vakansiya hosil bo'ladi.
Bu bo'sh joy qobiqdan yuqori energiyaga ega bo'lgan elektron bilan to'ldiriladi, uning ortiqcha qismi rentgen fotoni tomonidan olib tashlanadi. Bu elektron L ikkinchi qavatdan, uchinchi M qavatdan va hokazo "tushi" mumkin. Xarakteristik qator shunday shakllanadi, bu misolda K-seriya. Bo'sh joyni to'ldiradigan elektronning qayerdan kelganligi ko'rsatkichi ketma-ket belgilashda yunoncha indeks shaklida berilgan. "Alfa" L qobig'idan, "beta" M qobig'idan kelgan degan ma'noni anglatadi. Hozirgi vaqtda yunoncha harf indekslarini qobiqlarni belgilash uchun qabul qilingan lotin harflari bilan almashtirish tendentsiyasi mavjud.
Seriyadagi alfa chizig'ining intensivligi har doim eng yuqori bo'ladi - bu qo'shni qobiqdan bo'sh joyni to'ldirish ehtimoli eng yuqori ekanligini anglatadi.
Endi biz savolga javob berishimiz mumkin, xarakterli rentgen nurlanishining kvantining maksimal energiyasi qancha. E = E n 2 - E n 1 formulasiga ko'ra, elektron o'tish sodir bo'ladigan darajalarning energiya qiymatlari farqi bilan aniqlanadi, bu erda E n 2 va E n 1 elektronning energiyalari. o'rtasida o'tish sodir bo'lgan davlatlar. Ushbu parametrning eng yuqori qiymati og'ir elementlarning atomlarining eng yuqori darajalaridan K-seriyali o'tishlar bilan beriladi. Ammo bu chiziqlarning intensivligi (cho'qqilarning balandligi) eng past, chunki ular eng kam ehtimol.
Agar elektrodlarda kuchlanish yetarli boʻlmaganligi sababli qattiq elektron K darajasiga yeta olmasa, u L darajasida boʻsh joy hosil qiladi va toʻlqin uzunliklari uzunroq boʻlgan kamroq energetik L-seriya hosil boʻladi. Keyingi seriyalar ham xuddi shunday tarzda tug'iladi.
Bundan tashqari, elektron o'tish natijasida bo'sh joy to'ldirilganda, yangi bo'sh o'rin ustki qobiqda paydo bo'ladi. Bu keyingi seriyalarni yaratish uchun sharoit yaratadi. Elektron vakansiyalari sathdan sathga yuqori siljiydi va atom ionlashgan holda xarakterli spektral qatorlar kaskadini chiqaradi.
Xarakterli rentgen nurlanishining atom rentgen spektrlari, optik spektrlarda bo'lgani kabi, chiziqning bo'linishida ifodalangan nozik tuzilish bilan tavsiflanadi.
Nozik tuzilish energiya darajasi - elektron qobiq - bir-biriga yaqin joylashgan komponentlar - pastki qavatlar to'plami ekanligi bilan bog'liq. Pastki qavatlarni xarakterlash uchun elektronning o'z va orbital magnit momentlarining o'zaro ta'sirini aks ettiruvchi boshqa ichki kvant soni j kiritiladi.
Spin-orbitaning o'zaro ta'siri tufayli atomning energiya tuzilishi murakkablashadi va buning natijasida xarakterli rentgen nurlanishi juda yaqin joylashgan elementlarga ega bo'linish chiziqlari bilan tavsiflangan spektrga ega bo'ladi.
Nozik strukturaning elementlari odatda qo'shimcha raqamli indekslar bilan belgilanadi.
X-nurli nurlanishning xarakterli xususiyati faqat spektrning nozik tuzilishida aks ettirilgan xususiyatga ega. Elektronning quyi energiya darajasiga o'tishi yuqori darajadagi pastki pastki qavatdan sodir bo'lmaydi. Bunday hodisaning ahamiyatsiz ehtimoli bor.
Bu nurlanish, Mozeley qonunida tasvirlangan o'zining xususiyatlariga ko'ra, moddalarni tahlil qilish uchun turli xil rentgen spektral usullari asosida yotadi. Rentgen nurlari spektrini tahlil qilishda kristallardagi nurlanishning diffraksiyasi (to'lqin-dispersiv usul) yoki so'rilgan rentgen nurlari fotonlari energiyasiga sezgir bo'lgan detektorlar (energiya-dispersiv usul) qo'llaniladi. Aksariyat elektron mikroskoplar qandaydir rentgen spektrometri qo'shimchalari bilan jihozlangan.
To'lqin-dispersiv spektrometriya ayniqsa aniq. Maxsus filtrlar yordamida spektrdagi eng qizg'in cho'qqilar ta'kidlanadi, bu aniq ma'lum chastotali deyarli monoxromatik nurlanishni olish imkonini beradi. Kerakli chastotali monoxromatik nurni olish uchun anod materiali juda ehtiyotkorlik bilan tanlanadi. Uning o‘rganilayotgan moddaning kristall panjarasiga diffraksiyasi panjara tuzilishini katta aniqlik bilan o‘rganish imkonini beradi. Bu usul DNK va boshqa murakkab molekulalarni o'rganishda ham qo'llaniladi.
Xarakterli rentgen nurlanishining xususiyatlaridan biri gamma-spektrometriyada ham hisobga olinadi. Bu yuqori intensivlik xarakterli cho'qqisi. Gamma-spektrometrlar o'lchovlarga xalaqit beradigan tashqi fon nurlanishiga qarshi qo'rg'oshin himoyasidan foydalanadi. Ammo qo'rg'oshin gamma nurlarini o'zlashtiradi, ichki ionlanishni boshdan kechiradi, buning natijasida u rentgen nurlari diapazonida faol ravishda chiqaradi. Qo'rg'oshinning xarakterli rentgen nurlanishining qizg'in cho'qqilarini o'zlashtirish uchun qo'shimcha kadmiy himoyasi qo'llaniladi. U, o'z navbatida, ionlanadi va rentgen nurlarini ham chiqaradi. Kadmiyning xarakterli cho'qqilarini zararsizlantirish uchun uchinchi himoya qatlami - mis ishlatiladi, uning rentgen nurlari maksimal gamma spektrometrining ish chastotasi diapazonidan tashqarida joylashgan.
Spektrometriya ham bremsstrahlung, ham xarakterli rentgen nurlaridan foydalanadi. Shunday qilib, moddalarni tahlil qilishda turli moddalar tomonidan uzluksiz rentgen nurlarining yutilish spektrlari o'rganiladi.
X-nurlarining asosiy xususiyatlarini o'rganishdagi kashfiyot va xizmatlari haqli ravishda nemis olimi Vilgelm Konrad Rentgenga tegishli. U kashf etgan rentgen nurlarining ajoyib xususiyatlari darhol ilmiy dunyoda katta rezonansga ega bo'ldi. Garchi o'sha paytda, 1895 yilda, olim rentgen nurlanishi qanday foyda va ba'zan zarar keltirishi mumkinligini tasavvur qila olmadi.
Ushbu turdagi radiatsiya inson salomatligiga qanday ta'sir qilishini ushbu maqolada bilib olaylik.
Tadqiqotchini qiziqtirgan birinchi savol rentgen nurlanishi nima? Bir qator tajribalar bu ultrabinafsha va gamma nurlanish o'rtasida oraliq pozitsiyani egallagan to'lqin uzunligi 10-8 sm bo'lgan elektromagnit nurlanish ekanligini tekshirishga imkon berdi.
Sirli rentgen nurlarining halokatli ta'sirining barcha bu jihatlari ularni qo'llashning hayratlanarli darajada keng tomonlarini istisno qilmaydi. Rentgen nurlanishi qayerda ishlatiladi?
X-nurlarining eng muhim qo'llanilishi bu to'lqinlarning juda qisqa to'lqin uzunliklari va ularning o'ziga xos xususiyatlari tufayli mumkin bo'ladi.
Biz rentgen nurlanishining faqat tibbiy ko'rik yoki davolanish vaqtida duch keladigan odamlarga ta'siri bilan qiziqqanimiz sababli, biz rentgen nurlarini qo'llashning faqat ushbu sohasini ko'rib chiqamiz.
O'z kashfiyotining alohida ahamiyatiga qaramay, Rentgen undan foydalanish uchun patent olmadi, bu uni butun insoniyat uchun bebaho sovg'a qildi. Birinchi jahon urushida allaqachon rentgen apparatlari qo'llanila boshlandi, bu yaradorlarga tez va aniq tashxis qo'yish imkonini berdi. Endi biz rentgen nurlarini tibbiyotda qo'llashning ikkita asosiy yo'nalishini ajratib ko'rsatishimiz mumkin:
Rentgen diagnostikasi turli usullarda qo'llaniladi:
Keling, ushbu usullar o'rtasidagi farqlarni ko'rib chiqaylik.
Barcha sanab o'tilgan diagnostika usullari rentgen nurlarining fotografik plyonkani yoritish qobiliyatiga va ularning to'qimalarga va suyak skeletiga turli o'tkazuvchanligiga asoslangan.
Rentgen nurlarining to'qimalarga biologik ta'sir ko'rsatish qobiliyati o'smalarni davolash uchun tibbiyotda qo'llaniladi. Ushbu nurlanishning ionlashtiruvchi ta'siri uning tez bo'linadigan hujayralarga ta'sirida eng faol namoyon bo'ladi, bu malign o'smalarning hujayralari.
Biroq, siz ham bilishingiz kerak yon effektlar, muqarrar ravishda radioterapiya bilan birga keladi. Gap shundaki, gematopoetik, endokrin va immun tizimlarining hujayralari ham tez bo'linadi. Ularga salbiy ta'sir nurlanish kasalligi belgilarini keltirib chiqaradi.
Rentgen nurlarining ajoyib kashfiyotidan ko'p o'tmay, rentgen nurlarining odamlarga ta'siri borligi aniqlandi.
Ushbu ma'lumotlar eksperimental hayvonlar ustida o'tkazilgan tajribalardan olingan, ammo genetiklar shunga o'xshash oqibatlar inson tanasiga ham ta'sir qilishi mumkinligini taxmin qilmoqdalar.
Rentgen nurlari ta'sirining ta'sirini o'rganish ruxsat etilgan nurlanish dozalari uchun xalqaro standartlarni ishlab chiqish imkonini berdi.
Ko'pgina bemorlar rentgen xonasiga tashrif buyurganlaridan so'ng, qabul qilingan nurlanish dozasi ularning sog'lig'iga qanday ta'sir qilishi haqida tashvishlanishadi?
Umumiy tana nurlanishining dozasi bajarilgan protseduraning tabiatiga bog'liq. Qulaylik uchun biz olingan dozani insonga butun umri davomida hamroh bo'ladigan tabiiy nurlanish bilan solishtiramiz.
Ushbu nurlanish dozalari qabul qilinadigan standartlarga javob beradi, ammo agar bemor rentgenogrammani o'tkazishdan oldin tashvishlansa, u maxsus himoya apronni talab qilish huquqiga ega.
Har bir inson bir necha marta rentgen tekshiruvidan o'tishga majbur. Ammo qoida bor - bu diagnostika usulini homilador ayollarga buyurish mumkin emas. Rivojlanayotgan embrion juda himoyasiz. Rentgen nurlari xromosoma anomaliyalariga va natijada rivojlanish nuqsonlari bo'lgan bolalar tug'ilishiga olib kelishi mumkin. Bu borada eng zaif davr 16 haftagacha bo'lgan homiladorlikdir. Bundan tashqari, umurtqa pog'onasi, tos va qorin bo'shlig'ining rentgenogrammasi tug'ilmagan chaqaloq uchun eng xavflidir.
Rentgen nurlanishining homiladorlikka zararli ta'sirini bilgan holda, shifokorlar ayolning hayotidagi ushbu muhim davrda uni ishlatishdan har tomonlama qochishadi.
Biroq, rentgen nurlanishining yon manbalari mavjud:
Kelajakdagi onalar ular tomonidan yuzaga keladigan xavfni bilishlari kerak.
Rentgen diagnostikasi emizikli onalar uchun xavfli emas.
Rentgen nurlari ta'sirining minimal ta'sirini oldini olish uchun siz bir necha oddiy qadamlarni bajarishingiz mumkin:
Ammo rentgen nuridan keyin nurlanishni olib tashlash uchun hech qanday tibbiy muolajalar yoki maxsus choralar talab qilinmaydi!
Rentgen nurlari ta'sirining shubhasiz jiddiy oqibatlariga qaramasdan, tibbiy ko'riklar paytida ularning xavfini ortiqcha baholamaslik kerak - ular faqat tananing ma'lum joylarida va juda tez amalga oshiriladi. Ularning foydalari inson tanasi uchun ushbu protseduraning xavfidan ko'p marta oshadi.
1895-yilda nemis fizigi V.Rentgen elektromagnit nurlanishning ilgari noma’lum bo‘lgan yangi turini kashf qildi va uni kashf etgan shaxs sharafiga rentgen nurlanishi deb nomlandi. V.Rentgen 50 yoshida Vyurtsburg universiteti rektori lavozimini egallab, o‘z davrining eng yaxshi eksperimentchilaridan biri sifatida nom qozongan holda o‘z kashfiyotining muallifiga aylandi. Rentgen nurlarini kashf qilish uchun texnik dasturni birinchi bo'lib topganlardan biri amerikalik Edison edi. U qulay namoyish apparatini yaratdi va 1896 yil may oyida Nyu-Yorkda rentgen ko'rgazmasini tashkil etdi, u erda tashrif buyuruvchilar yorug'lik ekranida o'z qo'llarini ko'rishlari mumkin edi. Edisonning yordamchisi doimiy namoyishlar paytida olgan qattiq kuyishdan vafot etgach, ixtirochi rentgen nurlari bilan keyingi tajribalarni to'xtatdi.
Rentgen nurlanishi katta kirib borish qobiliyati tufayli tibbiyotda qo'llanila boshlandi. Dastlab, rentgen nurlari suyak sinishlarini tekshirish va inson tanasida begona jismlarning joylashishini aniqlash uchun ishlatilgan. Hozirgi vaqtda rentgen nurlanishiga asoslangan bir necha usullar mavjud. Ammo bu usullarning kamchiliklari bor: radiatsiya teriga chuqur zarar etkazishi mumkin. Ko'rinadigan yaralar ko'pincha saratonga aylandi. Ko'p hollarda barmoqlar yoki qo'llar amputatsiya qilinishi kerak edi. rentgen nurlari(transilluminatsiyaning sinonimi) rentgen tekshiruvining asosiy usullaridan biri boʻlib, shaffof (lyuminestsent) ekranda oʻrganilayotgan obʼyektning tekis musbat tasvirini olishdan iborat. Ftoroskopiya paytida ob'ekt shaffof ekran va rentgen trubkasi o'rtasida joylashgan. Zamonaviy rentgen nurlarini uzatish ekranlarida tasvir rentgen trubkasi yoqilganda paydo bo'ladi va o'chirilgandan so'ng darhol yo'qoladi. Floroskopiya organning ishini - yurakning pulsatsiyasini, qovurg'alar, o'pka, diafragmaning nafas olish harakatlarini, ovqat hazm qilish traktining peristaltikasini va boshqalarni o'rganishga imkon beradi. Ftoroskopiya oshqozon, oshqozon-ichak trakti, o'n ikki barmoqli ichak kasalliklari, jigar, o't pufagi va o't yo'llari kasalliklarini davolashda qo'llaniladi. Bunday holda, tibbiy zond va manipulyatorlar to'qimalarga zarar bermasdan kiritiladi va operatsiya vaqtidagi harakatlar floroskopiya bilan nazorat qilinadi va monitorda ko'rinadi.
rentgen - Fotosensitiv materialda harakatsiz tasvirni ro'yxatdan o'tkazish bilan rentgen diagnostikasi usuli - maxsus. fotografik plyonka (rentgen plyonkasi) yoki keyinchalik fotosuratga ishlov berish bilan fotografik qog'oz; Raqamli rentgenografiya yordamida tasvir kompyuter xotirasiga yoziladi. U rentgen diagnostika apparatlarida - statsionar, maxsus jihozlangan rentgen xonalarida o'rnatilgan yoki mobil va ko'chma - bemorning yotoqxonasida yoki operatsiya xonasida amalga oshiriladi. Rentgen nurlari turli organlarning strukturaviy elementlarini lyuminestsent ekranga qaraganda ancha aniq ko'rsatadi. X-nurlari turli kasalliklarni aniqlash va oldini olish uchun amalga oshiriladi, uning asosiy maqsadi turli mutaxassisliklar shifokorlariga to'g'ri va tez tashxis qo'yishga yordam berishdir. Rentgen tasviri organ yoki to'qimalarning holatini faqat tortishish vaqtida qayd etadi. Biroq, bitta rentgenogramma ma'lum bir daqiqada faqat anatomik o'zgarishlarni qayd etadi, bu statik jarayonni beradi; ma'lum vaqt oralig'ida olingan bir qator rentgenogrammalar orqali jarayonning dinamikasini, ya'ni funktsional o'zgarishlarni o'rganish mumkin. Tomografiya. Tomografiya so'zini yunon tilidan tarjima qilish mumkin "bo'lak tasvir". Bu shuni anglatadiki, tomografiyaning maqsadi o'rganilayotgan ob'ektning ichki tuzilishining qatlam-qatlam tasvirini olishdir. Kompyuter tomografiyasi yuqori aniqlik bilan ajralib turadi, bu yumshoq to'qimalarda nozik o'zgarishlarni ajratish imkonini beradi. KT boshqa usullar bilan aniqlanmaydigan patologik jarayonlarni aniqlash imkonini beradi. Bundan tashqari, KT dan foydalanish diagnostika jarayonida bemorlar tomonidan olingan rentgen nurlanishining dozasini kamaytirishga imkon beradi.
Fluorografiya- organlar va to'qimalarning tasvirlarini olish imkonini beruvchi diagnostika usuli 20-asrning oxirida, rentgen nurlari kashf etilganidan bir yil o'tgach ishlab chiqilgan. Fotosuratlarda siz skleroz, fibroz, begona narsalarni, neoplazmalarni, rivojlangan darajadagi yallig'lanishni, bo'shliqlarda gazlar va infiltratsiyani, xo'ppozlarni, kistlarni va hokazolarni ko'rishingiz mumkin. Ko'pincha ko'krak qafasi florografiyasi sil kasalligini, o'pka yoki ko'krak qafasidagi malign shish va boshqa patologiyalarni aniqlash uchun amalga oshiriladi.
Rentgen terapiyasi muayyan qo'shma patologiyalarni davolash uchun ishlatiladigan zamonaviy usuldir. Ushbu usul yordamida ortopedik kasalliklarni davolashning asosiy yo'nalishlari quyidagilardir: Surunkali. Qo'shimchalarning yallig'lanish jarayonlari (artrit, poliartrit); Degenerativ (osteoartroz, osteoxondroz, deformatsiyalangan spondiloz). Radioterapiyaning maqsadi patologik o'zgargan to'qimalarning hujayralarining hayotiy faolligini inhibe qilish yoki ularni to'liq yo'q qilishdir. Shish bo'lmagan kasalliklar uchun radiatsiya terapiyasi yallig'lanish reaktsiyasini bostirish, proliferativ jarayonlarni bostirish, og'riq sezuvchanligini va bezlarning sekretor faolligini kamaytirishga qaratilgan. Jinsiy bezlar, gematopoetik organlar, leykotsitlar va malign o'simta hujayralari rentgen nurlariga eng sezgir ekanligini hisobga olish kerak. Radiatsiya dozasi har bir alohida holatda alohida belgilanadi.
X-nurlarini kashf etgani uchun Rentgen 1901 yilda fizika bo'yicha birinchi Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi va Nobel qo'mitasi uning kashfiyotining amaliy ahamiyatini ta'kidladi.
Shunday qilib, rentgen nurlari to'lqin uzunligi 105 - 102 nm bo'lgan ko'rinmas elektromagnit nurlanishdir. Rentgen nurlari ko'rinadigan yorug'lik uchun shaffof bo'lmagan ba'zi materiallarga kirishi mumkin. Ular moddadagi tez elektronlarning sekinlashishi (uzluksiz spektr) va elektronlarning atomning tashqi elektron qavatlaridan ichki qismga (chiziq spektri) o'tishlari paytida chiqariladi. Rentgen nurlanishining manbalari quyidagilardir: rentgen trubkasi, ba'zi radioaktiv izotoplar, tezlatgichlar va elektronni saqlash qurilmalari (sinxrotron nurlanishi). Qabul qiluvchilar - fotoplyonka, lyuminestsent ekranlar, yadroviy nurlanish detektorlari. Rentgen nurlari rentgen nurlari difraksion tahlil, tibbiyot, nuqsonlarni aniqlash, rentgen spektral tahlil va boshqalarda qo'llaniladi.
Zamonaviy tibbiy diagnostika va ayrim kasalliklarni davolashni rentgen nurlanishining xususiyatlaridan foydalanadigan asboblarsiz tasavvur qilib bo'lmaydi. Rentgen nurlarining kashf etilishi 100 yildan ko'proq vaqt oldin sodir bo'lgan, ammo hozir ham radiatsiyaning inson tanasiga salbiy ta'sirini minimallashtirish uchun yangi texnika va qurilmalarni yaratish bo'yicha ishlar davom etmoqda.
Tabiiy sharoitda rentgen nurlari oqimlari kam uchraydi va faqat ma'lum radioaktiv izotoplar tomonidan chiqariladi. Rentgen nurlari yoki rentgen nurlari faqat 1895 yilda nemis olimi Vilgelm Rentgen tomonidan kashf etilgan. Ushbu kashfiyot tasodifan, vakuumga yaqinlashib qolgan sharoitda yorug'lik nurlarining harakatini o'rganish bo'yicha tajriba paytida sodir bo'ldi. Tajribada bosim pasaytirilgan katodli gaz chiqarish trubkasi va lyuminestsent ekran mavjud bo‘lib, u har safar trubka ishlay boshlagan paytdan boshlab porlay boshladi.
G'alati ta'sirga qiziqqan Rentgen bir qator tadqiqotlar o'tkazdi, natijada ko'zga ko'rinmas nurlanish turli to'siqlar: qog'oz, yog'och, shisha, ba'zi metallar va hatto inson tanasi orqali kirib borishga qodir. Nima sodir bo'layotganining mohiyatini tushunmaslikka qaramay, bunday hodisa noma'lum zarralar yoki to'lqinlar oqimining paydo bo'lishidan kelib chiqadimi, quyidagi naqsh qayd etildi - radiatsiya tananing yumshoq to'qimalaridan osongina o'tadi va qattiq tirik to'qimalar va jonsiz moddalar orqali ancha qiyin.
Rentgen bu hodisani birinchi bo'lib o'rganmagan. 19-asrning o'rtalarida shunga o'xshash imkoniyatlar frantsuz Antuan Meyson va ingliz Uilyam Kruks tomonidan o'rganilgan. Biroq, birinchi marta katod naychasini va tibbiyotda qo'llanilishi mumkin bo'lgan indikatorni ixtiro qilgan Rentgen edi. U birinchi bo'lib ilmiy asar nashr etdi, bu unga fiziklar orasida birinchi Nobel mukofoti sovrindori unvonini berdi.
1901 yilda radiologiya va radiologiyaning asoschilari bo'lgan uchta olim o'rtasida samarali hamkorlik boshlandi.
Rentgen nurlari komponent elektromagnit nurlanishning umumiy spektri. To'lqin uzunligi gamma va ultrabinafsha nurlar o'rtasida joylashgan. Rentgen nurlari barcha odatiy to'lqin xususiyatlariga ega:
Sun'iy ravishda rentgen nurlari oqimini yaratish uchun maxsus qurilmalar - rentgen naychalari qo'llaniladi. Rentgen nurlanishi volframdan tez elektronlarning issiq anoddan bug'langan moddalar bilan aloqasi tufayli yuzaga keladi. O'zaro ta'sir fonida 100 dan 0,01 nm gacha bo'lgan spektrda va 100-0,1 MeV energiya oralig'ida joylashgan qisqa uzunlikdagi elektromagnit to'lqinlar paydo bo'ladi. Agar nurlarning to'lqin uzunligi 0,2 nm dan kam bo'lsa, bu qattiq nurlanish, agar to'lqin uzunligi bu qiymatdan katta bo'lsa, ular yumshoq rentgen nurlari deb ataladi.
Elektronlar va anod moddasining aloqasi natijasida hosil bo'lgan kinetik energiya 99% issiqlik energiyasiga aylanadi va faqat 1% rentgen nurlari hisoblanadi.
Rentgen nurlanishi ikki turdagi nurlarning superpozitsiyasidir - bremsstrahlung va xarakterli. Ular bir vaqtning o'zida quvurda hosil bo'ladi. Shuning uchun rentgen nurlanishi va har bir o'ziga xos rentgen naychasining xususiyatlari - uning nurlanish spektri - bu ko'rsatkichlarga bog'liq bo'lib, ularning bir-biriga mos kelishini ifodalaydi.
Bremsstrahlung yoki uzluksiz rentgen nurlari volfram filamentidan bug'langan elektronlarning sekinlashishi natijasidir.
Xarakterli yoki chiziqli rentgen nurlari rentgen trubkasi anodining moddasi atomlarini qayta qurish paytida hosil bo'ladi. Xarakterli nurlarning to'lqin uzunligi to'g'ridan-to'g'ri trubaning anodini yaratish uchun ishlatiladigan kimyoviy elementning atom raqamiga bog'liq.
Rentgen nurlarining sanab o'tilgan xususiyatlari ularni amalda qo'llash imkonini beradi:
Tasvirga asoslangan rentgen nurlarining xossalari ma'lum moddalarning parchalanishi yoki porlashiga olib kelishi qobiliyatidir.
Rentgen nurlanishi kadmiy va rux sulfidlarida - yashil va kaltsiy volframida - ko'k rangda lyuminestsent nurlanishni keltirib chiqaradi. Bu xususiyat tibbiy rentgen tasvirlash usullarida qo'llaniladi va rentgen ekranlarining funksionalligini oshiradi.
Rentgen nurlarining fotosensitiv kumush galoid materiallariga fotokimyoviy ta'siri (ekspozitsiya) diagnostika - rentgen fotosuratlarini olish imkonini beradi. Bu xususiyat rentgen xonalarida laborantlar tomonidan qabul qilingan umumiy dozani o'lchashda ham qo'llaniladi. Tana dozimetrlarida maxsus sezgir lentalar va ko'rsatkichlar mavjud. Rentgen nurlanishining ionlashtiruvchi ta'siri hosil bo'lgan rentgen nurlarining sifat xususiyatlarini aniqlash imkonini beradi.
An'anaviy rentgen nurlarining bir martalik nurlanishi saraton xavfini atigi 0,001% ga oshiradi.
Quyidagi sohalarda rentgen nurlaridan foydalanishga ruxsat beriladi:
Rentgen nurlanishining asosiy qo'llanilishi tibbiyot sohasida. Bugungi kunda tibbiy radiologiya bo'limiga quyidagilar kiradi: radiodiagnostika, radioterapiya (rentgen terapiyasi), radioxirurgiya. Tibbiyot oliy o'quv yurtlari yuqori ixtisoslashgan mutaxassislar - rentgenologlarni tayyorlaydi.
X-nurlarining yuqori penetratsion kuchi va ionlashtiruvchi ta'siri hujayra DNKsi tuzilishida o'zgarishlarga olib kelishi mumkin va shuning uchun odamlar uchun xavf tug'diradi. Rentgen nurlarining zarari olingan nurlanish dozasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Turli organlar nurlanishga turli darajada javob beradi. Eng sezgirlarga quyidagilar kiradi:
Rentgen nurlanishidan nazoratsiz foydalanish qaytarilmas va qaytarilmas patologiyalarni keltirib chiqarishi mumkin.
Rentgen nurlanishining oqibatlari:
Muhim! Radioaktiv moddalardan farqli o'laroq, rentgen nurlari tana to'qimalarida to'planmaydi, ya'ni rentgen nurlarini tanadan olib tashlash kerak emas. Rentgen nurlanishining zararli ta'siri tibbiy asbob o'chirilganda tugaydi.
Tibbiyotda rentgen nurlanishidan nafaqat diagnostika (travmatologiya, stomatologiya), balki terapevtik maqsadlarda ham foydalanishga ruxsat beriladi:
Radiodiagnostika quyidagi usullarni o'z ichiga oladi:
Rentgen terapiyasi mahalliy davolash usuli hisoblanadi. Ko'pincha, usul saraton hujayralarini yo'q qilish uchun ishlatiladi. Effektni jarrohlik yo'li bilan olib tashlash bilan solishtirish mumkin bo'lganligi sababli, bu davolash usuli ko'pincha radiojarrohlik deb ataladi.
Bugungi kunda rentgen nurlari bilan davolash quyidagi usullar bilan amalga oshiriladi:
Ushbu usullar yumshoq bo'lib, ulardan foydalanish ba'zi hollarda kimyoterapiyadan afzalroqdir. Bu mashhurlik, nurlarning to'planmaganligi va tanadan olib tashlashni talab qilmasligi bilan bog'liq, ular boshqa hujayralar va to'qimalarga ta'sir qilmasdan, selektiv ta'sirga ega;
Ruxsat etilgan yillik ta'sir qilish normasining ushbu ko'rsatkichi o'z nomiga ega - genetik jihatdan ahamiyatli ekvivalent doza (GSD). Ushbu ko'rsatkich aniq miqdoriy qiymatlarga ega emas.
Bugungi kunda quyidagi o'rtacha GZD standartlari amal qiladi:
Rentgen nurlanishi tanadan olib tashlashni talab qilmaydi va faqat kuchli va uzoq muddatli ta'sir qilishda xavflidir. Zamonaviy tibbiy asbob-uskunalar qisqa muddatli kam energiyali nurlanishdan foydalanadi, shuning uchun uni ishlatish nisbatan zararsiz hisoblanadi.
Olimlar 1890-yillardan buyon rentgen nurlarining ta'sirini kashf qilishgan bo'lsa-da, bu tabiiy kuch uchun rentgen nurlaridan tibbiy foydalanish tez sur'atlar bilan rivojlandi. Bugungi kunda insoniyat manfaati uchun rentgen elektromagnit nurlanishi tibbiyotda, akademik va sanoatda, shuningdek, elektr energiyasini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Bundan tashqari, radiatsiya qishloq xo'jaligi, arxeologiya, koinot, huquqni muhofaza qilish, geologiya (shu jumladan tog'-kon sanoati) va boshqa ko'plab faoliyat kabi sohalarda foydali dasturlarga ega, hatto yadroviy bo'linish fenomeni yordamida avtomobillar ishlab chiqilmoqda.
Sog'liqni saqlash muassasalarida shifokorlar va stomatologlar inson organizmidagi keng ko'lamli metabolik jarayonlar va kasalliklarni tashxislash, kuzatish va davolash uchun turli yadroviy materiallar va protseduralardan foydalanadilar. Natijada, nurlardan foydalangan holda tibbiy muolajalar qalqonsimon bezning haddan tashqari faolligidan suyak saratonigacha bo'lgan kasalliklarni aniqlash va davolash orqali minglab odamlarning hayotini saqlab qoldi.
Ushbu tibbiy muolajalarning eng keng tarqalgani terimizdan o'tishi mumkin bo'lgan nurlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Tasvir olinganda suyaklarimiz va boshqa tuzilmalar terimizdan ko'ra zichroq bo'lgani uchun soya solayotgandek ko'rinadi va bu soyalarni plyonka yoki monitor ekranida aniqlash mumkin. Ta'sir qog'oz va yorug'lik o'rtasida qalam qo'yishga o'xshaydi. Qog'ozda qalamning soyasi ko'rinadi. Farqi shundaki, nurlar ko'rinmas, shuning uchun ro'yxatga olish elementi kerak, masalan, fotografik film. Bu shifokorlar va stomatologlarga singan suyaklar yoki tish muammolarini ko'rganda rentgen nurlaridan foydalanishni baholash imkonini beradi.
Terapevtik maqsadlarda rentgen nurlanishidan maqsadli foydalanish nafaqat zararni aniqlash uchun. Maxsus foydalanilganda, u saraton to'qimasini o'ldirish, o'sma hajmini kamaytirish yoki og'riqni kamaytirish uchun mo'ljallangan. Masalan, radioaktiv yod (xususan, yod-131) ko'pincha qalqonsimon bez saratonini davolash uchun ishlatiladi, bu ko'plab odamlarga ta'sir qiladi.
Ushbu xususiyatdan foydalanadigan qurilmalar ham kompyuterlarga ulanadi va skanerlash deb ataladi: kompyuterli eksenel tomografiya yoki kompyuter tomografiyasi.
Ushbu asboblar shifokorlarga ichki organlarning konturini va tafsilotlarini ko'rsatadigan rangli tasvirlarni taqdim etadi. Bu shifokorlarga o'smalarni, o'lchamdagi anormalliklarni yoki boshqa fiziologik yoki funktsional organlar muammolarini aniqlash va aniqlashga yordam beradi.
Bundan tashqari, shifoxonalar va radiologiya markazlari har yili millionlab protseduralarni amalga oshiradilar. Bunday muolajalarda shifokorlar klinik sharoitlarni aniqlash uchun oshqozon osti bezi, buyraklar, qalqonsimon bez, jigar yoki miya kabi ba'zi ichki organlarni ko'rish uchun bemorlarning tanasiga ozgina radioaktiv moddalarni chiqaradilar.
