Tačiau taip pat turime nepamiršti, kad, kaip ir kiti tyrimo metodai, rentgeno diagnostika turi savų galimybių ir trūkumų. Kartu su rentgeno nuotrauka, būdinga tam tikram patologiniam procesui ar net patognomoniniam, tyrimas atskleidžia beveik tą patį rentgeno vaizdą su įvairios ligos. Pavyzdžiui, plaučių navikas, išsišakojusių limfmazgių padidėjimas ir stemplės krūtinės dalies užsikimšimas, kai jie sutampa su išsišakojusia sritimi ekrane ar rentgeno nuotraukoje, sunkiai atskiriami. Panašiai būna ir su plaučių uždegimu bei diafragmos išvarža, jei ligonio nepamatysi ir kliniškai neapžiūri.
Todėl prieš bet kokį rentgeno tyrimą visada reikia kruopščiai surinkti anamnezinius duomenis ir atlikti išsamų tyrimą klinikinis tyrimas. Galutinė diagnozė visada turi būti nustatyta lyginant visų tyrimo metodų duomenis.
Remiantis visa tai, rentgeno tyrimas, kaip labai svarbus metodas, nereikėtų nei nuvertinti, nei pervertinti.
Šiame šios knygos skyriuje kalbama apie daugybę bendrus klausimus Rentgeno diagnostika, apibūdinanti rentgeno tyrimų metodus ir galimybes, taip pat mažos galios rentgeno aparatai, tinkami šunims tirti.
Gamta rentgeno spinduliai
Spindulius, kurie dabar vadinami rentgeno spinduliais, 1895 metų lapkričio 7 dieną atrado fizikas V. K. Rentgenas. Oficiali šių spindulių atradimo data yra 1895 m. gruodžio 28 d., kai Rentgenas, ištyręs savo atrastus rentgeno spindulius, paskelbė pirmąją ataskaitą apie jų savybes.
Šie rentgeno spinduliai pradėti vadinti rentgeno spinduliais 1896 metų sausio 23 dieną, kai V. K. Rentgenas padarė viešą pranešimą apie rentgeno spindulius Fizikos medicinos draugijos susirinkime. Šiame posėdyje vienbalsiai nuspręsta rentgeno spindulius vadinti rentgenu.
Rentgeno spindulių prigimtis liko mažai tyrinėta 17 metų nuo tos dienos, kai juos atrado V. K. Rentgenas, nors netrukus po šių spindulių atradimo mokslininkas ir nemažai kitų tyrinėtojų pastebėjo jų panašumą su matomais spinduliais.
Panašumą patvirtino sklidimo tiesumas, nuokrypių nebuvimas elektros ir magnetiniai laukai. Tačiau, kita vertus, nebuvo įmanoma aptikti nei lūžio pagal prizmę reiškinio, nei atspindžio nuo veidrodžių ir daugelio kitų būdingų savybių. matoma šviesa, kuris turi banginį pobūdį.
Ir tik 1912 m. mūsų tautiečiui, garsiam rusų fizikui A. I. Lebedevui, o paskui vokiečių fizikui Laue, pavyko įrodyti, kad rentgeno spinduliai yra tos pačios prigimties kaip ir matomos šviesos spinduliai, tai yra, tai yra elektromagnetinės bangos. Taigi rentgeno spinduliai savo prigimtimi yra tokie patys kaip radijo bangos, infraraudonieji spinduliai, matomos šviesos spinduliai ir ultravioletiniai spinduliai.
Vienintelis skirtumas tarp šių spindulių yra tas, kad jie turi skirtingą bangos ilgį elektromagnetinės vibracijos. Tarp pirmiau minėtų dalykų, rentgeno spinduliai turi labai trumpą bangos ilgį. Todėl jie ir reikalavo specialios sąlygos atlikti eksperimentus refrakcijai ar atspindžiui nustatyti.
Rentgeno spindulių bangos ilgis matuojamas labai mažu vienetu, vadinamu angstromu (1 Å = 10–8 cm arba lygus šimtai milijoninei centimetro daliai). Praktiškai diagnostikos prietaisai sukuria 0,1–0,8 Å bangos ilgio spindulius.
Rentgeno spindulių savybės
Rentgeno spinduliai praeina neskaidrūs kūnai ir daiktus, tokius kaip, pavyzdžiui, popierius, medžiaga, mediena, žmogaus ir gyvūno kūno audiniai ir net tam tikro storio metalai. Be to, kuo trumpesnis spinduliuotės bangos ilgis, tuo lengviau jie praeina per išvardytus kūnus ir objektus.
Savo ruožtu, kai šie spinduliai praeina per skirtingo tankio kūnus ir objektus, jie iš dalies sugeriami. Tankūs kūnai rentgeno spindulius sugeria intensyviau nei mažo tankio kūnai.
Rentgeno spinduliai turi savybę sužadinti matomas švytėjimas kai kurie cheminių medžiagų. Pavyzdžiui: bario platinos cianido kristalai, veikiami rentgeno spindulių, pradeda švytėti ryškia žalsvai gelsva šviesa. Švytėjimas tęsiasi tik rentgeno spindulių poveikio momentu ir iš karto sustoja nutraukus švitinimą. Taigi platinos cianido baris fluorescuoja nuo rentgeno spindulių poveikio. (Šis reiškinys buvo rentgeno spindulių atradimo priežastis.)
Apšvietus rentgeno spinduliais, kalcio volframo rūgštis taip pat šviečia, bet mėlyna šviesa, o šios druskos švytėjimas kurį laiką tęsiasi net ir nustojus švitinti, t.y. fosforescuojantis.
Fluorescencijos sukėlimo savybė naudojama norint gauti peršvietimą naudojant rentgeno spindulius. Gamybai naudojamas gebėjimas sukelti kai kurių medžiagų fosforescenciją rentgeno spinduliai.
Rentgeno spinduliai taip pat gali veikti šviesai jautrų fotografijos plokščių ir filmų sluoksnį kaip matoma šviesa, sukeldami sidabro bromido skilimą. Kitaip tariant, šie spinduliai turi fotocheminį poveikį. Ši aplinkybė leidžia fotografuoti naudojant rentgeno spindulius iš įvairių žmonių ir gyvūnų kūno dalių.
Rentgeno spinduliai turi biologinį poveikį organizmui. Eidami per tam tikrą kūno vietą, jie sukelia atitinkamus audinių ir ląstelių pokyčius, priklausomai nuo audinio tipo ir jų sugeriamų spindulių kiekio, t.y. dozės.
Ši savybė naudojama daugelio žmonių ir gyvūnų ligų gydymui. Kūną veikiant didelėms rentgeno spindulių dozėms, visa eilė funkcinių ir morfologiniai pokyčiai ir atsiranda konkreti liga - spindulinė liga.
Be to, rentgeno spinduliai turi galimybę jonizuoti orą, tai yra, padalinti oro sudedamąsias dalis į atskiras, elektriškai įkrautas daleles.
Dėl to oras tampa elektros laidininku. Ši savybė naudojama nustatant rentgeno vamzdžio skleidžiamų rentgeno spindulių skaičių per laiko vienetą naudojant specialius prietaisus – dozimetrus.
Atliekant rentgeno terapiją svarbu žinoti rentgeno vamzdelio spinduliuotės dozę. Nežinant vamzdžio apšvitos dozės, esant atitinkamam standumui, neįmanoma atlikti gydymo rentgeno spinduliais, nes užuot pagerinus, lengva pabloginti visą ligos eigą. Netinkamas rentgeno spindulių naudojimas gydymui gali sunaikinti sveikus audinius ir netgi sukelti rimtų viso kūno pažeidimų.
Rentgeno tyrimo metodai
A) Transiliuminacija (fluoroskopija). Rentgeno spinduliai veterinarijos praktikoje naudojami įvairioms ūkinių gyvūnų ligoms tirti ir atpažinti. Šis sergančių gyvūnų tyrimo metodas yra pagalbinis diagnozei nustatyti ar patikslinti kartu su kitais metodais. Todėl duomenys rentgeno tyrimas visada turėtų būti susieti su klinikinių ir kitų tyrimų duomenimis. Tik šiuo atveju galime pasiekti teisinga išvada ir tiksli diagnozė. Kaip minėta pirmiau, yra du rentgeno tyrimo metodai: pirmasis metodas yra transiliuminacija arba fluoroskopija, antrasis metodas yra rentgeno spindulių arba radiografijos gamyba.
Apsistokime ties peršvietimo pagrindimo klausimu, šio metodo galimybėmis, privalumais ir trūkumais.
Norėdami atlikti peršvietimą nematomais rentgeno spinduliais ir gauti matomą šešėlinį tiriamos kūno srities vaizdą, jie naudoja tam tikros savybės Rentgeno spinduliai ir kūno audiniai.
1. Rentgeno spindulių gebėjimas: a) prasiskverbti į kūno audinius ir b) sukelti matomą tam tikrų cheminių medžiagų liuminescenciją.
2. Audinių gebėjimas vienokiu ar kitokiu laipsniu sugerti rentgeno spindulius priklausomai nuo jų tankio.
Radiologija – radiologijos šaka, tirianti rentgeno spinduliuotės poveikį gyvūnų ir žmonių organizmui dėl šios ligos, jų gydymą ir profilaktiką, taip pat įvairių patologijų diagnostikos metodus naudojant rentgeno spindulius (rentgeno diagnostika). . Įprastą rentgeno diagnostikos aparatą sudaro maitinimo šaltinis (transformatoriai), aukštos įtampos lygintuvas, keitiklis AC elektros tinklas nuolatinėje, valdymo pultas, trikojis ir rentgeno vamzdis.
Rentgeno spinduliai yra elektromagnetinių virpesių tipas, kuris susidaro rentgeno vamzdyje staigiai sulėtėjus pagreitintam elektronui jų susidūrimo su anodo medžiagos atomais momentu. Šiuo metu visuotinai priimtas požiūris yra tas, kad rentgeno spinduliai pagal savo pobūdį fizinė prigimtis yra viena iš spindulinės energijos rūšių, kurios spektras taip pat apima radijo bangas, infraraudonuosius spindulius, matomą šviesą, ultravioletiniai spinduliai ir gama spinduliai radioaktyvieji elementai. Rentgeno spinduliuotę galima apibūdinti kaip jos visumą mažiausios dalelės- kvantai arba fotonai.
Ryžiai. 1 – mobilus rentgeno įrenginys:
A - rentgeno vamzdis;
B - maitinimo įtaisas;
B - reguliuojamas trikojis.
Ryžiai. 2 - Rentgeno aparato valdymo pultas (mechaninis - kairėje ir elektroninis - dešinėje): A - skydelis ekspozicijai ir kietumui reguliuoti;
B - padavimo mygtukas aukštos įtampos.
Ryžiai. 3 - tipinio rentgeno aparato blokinė schema 1 - tinklas;
2 - autotransformatorius;
3 - pakopinis transformatorius;
4 - rentgeno vamzdis;
5 - anodas;
6 - katodas;
7 - žeminamasis transformatorius.
Rentgeno spindulių susidarymo mechanizmas
Rentgeno spinduliai susidaro pagreitintų elektronų srauto susidūrimo su anodo medžiaga momentu. Kai elektronai sąveikauja su taikiniu, jų 99 proc kinetinė energija virsta šiluminė energija ir tik 1% – į rentgeno spinduliuotę.
Rentgeno vamzdis susideda iš stiklinio cilindro, į kurį įlituoti 2 elektrodai: katodas ir anodas. Iš stiklinio baliono išpumpuotas oras: elektronų judėjimas nuo katodo iki anodo galimas tik santykinio vakuumo sąlygomis (10 -7 -10 -8 mm Hg). Katodas turi kaitinimo siūlą, kuris yra sandariai susukta volframo spiralė. Pateikiant elektros srovė Ant kaitinimo siūlelio vyksta elektronų emisija, kurios metu elektronai atsiskiria nuo siūlelio ir šalia katodo sudaro elektronų debesį. Šis debesis yra sutelktas prie katodo fokusavimo taurės, kuri nustato elektronų judėjimo kryptį. Puodelis yra maža katodo įduba. Anode, savo ruožtu, yra volframo metalinė plokštė, ant kurios sufokusuojami elektronai – čia susidaro rentgeno spinduliai.
Ryžiai. 4 - įrenginys rentgeno vamzdis:
A - katodas; 
B - anodas;
B - volframo siūlas;
G - katodo fokusavimo taurė;
D - pagreitintų elektronų srautas;
E - volframo taikinys;
F - stiklinė kolba;
Z - langas pagamintas iš berilio;
Ir - suformuotos rentgeno nuotraukos;
K - aliuminio filtras.
Prie elektroninio vamzdelio prijungti 2 transformatoriai: žeminamasis ir aukštinamasis. Žemyninis transformatorius volframo ritę šildo žema įtampa (5-15 voltų), todėl susidaro elektronų emisija. Prie katodo ir anodo, kurie tiekiami 20–140 kilovoltų įtampa, tiesiogiai tinka pakopinis arba aukštos įtampos transformatorius. Abu transformatoriai yra patalpinti į rentgeno aparato aukštos įtampos bloką, kuris pripildytas transformatorių alyvos, kuri užtikrina transformatorių aušinimą ir patikimą jų izoliaciją.
Sukūrus elektronų debesį naudojant žeminamąjį transformatorių, įjungiamas paaukštinamasis transformatorius, o abiem elektros grandinės poliais įvedama aukštos įtampos įtampa: teigiamas impulsas į anodo, o neigiamas į elektros grandinės polius. katodas. Neigiamai įkrauti elektronai atstumiami nuo neigiamai įkrauto katodo ir linksta į teigiamai įkrautą anodą – dėl šio potencialų skirtumo, didelis greitis judėjimas – 100 tūkst km/s. Tokiu greičiu elektronai bombarduoja anodo volframo plokštę, sudarydami trumpąjį jungimą elektros grandinė, todėl susidaro rentgeno spinduliai ir šiluminė energija.
Rentgeno spinduliuotė skirstoma į bremsstrahlung ir charakteringas. Bremsstrahlung atsiranda dėl staigaus volframo spiralės skleidžiamų elektronų greičio sulėtėjimo. Būdinga spinduliuotėįvyksta perestroikos metu elektronų apvalkalai atomai. Abu šie tipai susidaro rentgeno vamzdyje pagreitintų elektronų susidūrimo su anodo medžiagos atomais momentu. Rentgeno vamzdžio emisijos spektras yra bremsstrahlung ir būdingų rentgeno spindulių superpozicija.
Ryžiai. 5 - bremsstrahlung rentgeno spinduliuotės susidarymo principas.
Ryžiai. 6 - būdingos rentgeno spinduliuotės formavimo principas.
Pagrindinės rentgeno spinduliuotės savybės
- Rentgeno spinduliai akiai nematomi.
- Rentgeno spinduliuotė turi didelį gebėjimą prasiskverbti per gyvo organizmo organus ir audinius, taip pat tankias struktūras negyvoji gamta, neperduoda matomų šviesos spindulių.
- Rentgeno spinduliai kai kuriuos sukelia švytėjimą cheminiai junginiai, vadinamas fluorescencija.
- Cinko ir kadmio sulfidai fluorescuoja geltonai žaliai,
- Kalcio volframo kristalai yra violetinės-mėlynos spalvos.
Elektromagnetinės vibracijos skalė
Rentgeno spinduliai turi tam tikrą bangos ilgį ir vibracijos dažnį. Bangos ilgis (λ) ir virpesių dažnis (ν) yra susiję su ryšiu: λ ν = c, čia c yra šviesos greitis, suapvalintas iki 300 000 km per sekundę. Rentgeno spindulių energija nustatoma pagal formulę E = h ν, kur h Planko konstanta, universali konstanta lygi 6,626 10 -34 J⋅s. Spindulių bangos ilgis (λ) yra susijęs su jų energija (E) santykiu: λ = 12,4 / E.
Rentgeno spinduliuotė nuo kitų elektromagnetinių virpesių tipų skiriasi bangos ilgiu (žr. lentelę) ir kvantine energija. Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo didesnis jo dažnis, energija ir prasiskverbimo galia. Rentgeno bangos ilgis yra diapazone
. Keičiant rentgeno spinduliuotės bangos ilgį, galima reguliuoti jo prasiskverbimą. Rentgeno spinduliai turi labai trumpą bangos ilgį, bet aukštą vibracijos dažnį, todėl yra nematomi žmogaus akiai. Dėl savo milžiniškos energijos kvantai turi didelę skvarbiąją galią, kuri yra viena pagrindinių savybių, užtikrinančių rentgeno spinduliuotės panaudojimą medicinoje ir kituose moksluose.Rentgeno spinduliuotės charakteristikos
Intensyvumas - kiekybinė charakteristika Rentgeno spinduliuotė, kuri išreiškiama vamzdžio skleidžiamų spindulių skaičiumi per laiko vienetą. Rentgeno spinduliuotės intensyvumas matuojamas miliamperais. Palyginus jį su įprastos kaitrinės lempos matomos šviesos intensyvumu, galime padaryti analogiją: pavyzdžiui, 20 vatų lempa švies vienu intensyvumu arba stiprumu, o 200 vatų lempa – kitu, o pačios šviesos kokybė (jos spektras) yra tokia pati. Rentgeno spinduliuotės intensyvumas iš esmės priklauso nuo jo kiekio. Kiekvienas elektronas prie anodo sukuria vieną ar daugiau spinduliuotės kvantų, todėl rentgeno spindulių skaičius atskleidžiant objektą reguliuojamas keičiant elektronų, linkusių į anodą, skaičių ir elektronų sąveikų su volframo taikinio atomais skaičių. , kurį galima padaryti dviem būdais:
- Keičiant katodo spiralės įkaitimo laipsnį, naudojant žeminamąjį transformatorių (emisijos metu susidarančių elektronų skaičius priklausys nuo to, kiek įkaitusi volframo spiralė, o nuo elektronų skaičiaus – spinduliuotės kvantų skaičius);
- Keičiant pakopinio transformatoriaus tiekiamos aukštos įtampos dydį į vamzdžio polius – katodą ir anodą (kuo didesnė įtampa įjungiama į vamzdžio polius, tuo daugiau kinetinės energijos gauna elektronai, , dėl savo energijos gali paeiliui sąveikauti su keliais anodo medžiagos atomais – žr. ryžių. 5; į jį galės patekti mažos energijos elektronai mažesnis skaičius sąveikos).
Rentgeno spinduliuotės intensyvumas (anodo srovė), padaugintas iš ekspozicijos laiko (vamzdžio veikimo trukmės), atitinka rentgeno spindulių apšvitą, kuri matuojama mAs (miliamperiais per sekundę). Ekspozicija yra parametras, kuris, kaip ir intensyvumas, apibūdina rentgeno vamzdžio skleidžiamų spindulių skaičių. Vienintelis skirtumas yra tas, kad ekspozicijoje atsižvelgiama ir į vamzdžio veikimo laiką (pavyzdžiui, jei vamzdis veikia 0,01 sekundės, tada spindulių skaičius bus vienas, o jei 0,02 sekundės, tada spindulių skaičius bus kitoks – dar du kartus). Radiacijos apšvitą nustato radiologas rentgeno aparato valdymo pulte, atsižvelgdamas į tyrimo tipą, tiriamo objekto dydį ir diagnostikos užduotį.
Standumas - kokybės charakteristika Rentgeno spinduliuotė. Jis matuojamas aukštos įtampos dydžiu ant vamzdžio – kilovoltais. Nustato rentgeno spindulių prasiskverbimo galią. Jį reguliuoja aukšta įtampa, kurią į rentgeno vamzdį tiekia pakopinis transformatorius. Kuo didesnis potencialų skirtumas susidaro prie vamzdžio elektrodų, tuo daugiau didesnė jėga elektronai atstumiami nuo katodo ir skuba prie anodo, ir tuo stipresnis jų susidūrimas su anodu. Kuo stipresnis jų susidūrimas, tuo trumpesnis bus gaunamos rentgeno spinduliuotės bangos ilgis ir didesnis šios bangos prasiskverbimo gebėjimas (arba spinduliuotės kietumas, kuris, kaip ir intensyvumas, reguliuojamas valdymo pulte įtampos parametru vamzdis – kilovolta).
λ - bangos ilgis; 
Ryžiai. 7 – bangos ilgio priklausomybė nuo bangos energijos:
E – bangos energija 
Ryžiai. 8 – Ryšys tarp rentgeno vamzdžio įtampos ir gaunamos rentgeno spinduliuotės bangos ilgio:
Rentgeno vamzdžių klasifikacija
- Pagal paskirtį
- Diagnostinė
- Terapinis
- Struktūrinei analizei
- Dėl permatomų
- Pagal dizainą
- Pagal fokusavimą
- Vieno fokusavimo (viena spiralė ant katodo ir viena židinio vieta ant anodo)
- Bifokalinis (dvi spiralės ant katodo skirtingų dydžių o ant anodo yra dvi židinio taškai)
- Pagal anodo tipą
- Stacionarus (fiksuotas)
- Besisukantis
Rentgeno spinduliai naudojami ne tik rentgeno diagnostikos, bet ir gydymo tikslais. Kaip minėta pirmiau, rentgeno spinduliuotės gebėjimas slopinti navikinių ląstelių augimą leidžia ją panaudoti vėžio radioterapijoje. Be medicinos taikymo srities, rentgeno spinduliuotė plačiai pritaikyta inžinerijoje, medžiagų moksle, kristalografijoje, chemijoje ir biochemijoje: pavyzdžiui, galima nustatyti įvairių gaminių (bėgelių, suvirinimo siūlių ir kt.) struktūrinius defektus. naudojant rentgeno spinduliuotę. Šio tipo tyrimai vadinami trūkumų nustatymu. Ir oro uostuose, traukinių stotyse ir kitose vietose masinis susibūrimas Rentgeno televizijos introskopai aktyviai naudojami žmonių rentgeno tyrimui rankinis bagažas ir bagažas saugumo sumetimais.
Priklausomai nuo anodo tipo, rentgeno vamzdžių konstrukcija skiriasi. Dėl to, kad 99% elektronų kinetinės energijos paverčiama šilumine energija, vamzdžio veikimo metu įvyksta reikšmingas anodo įkaitimas - jautrus volframo taikinys dažnai perdega. Anodas aušinamas šiuolaikiniuose rentgeno vamzdeliuose jį sukant. Besisukantis anodas yra disko formos, kuris tolygiai paskirsto šilumą visame paviršiuje ir apsaugo nuo vietinio volframo taikinio perkaitimo.
Rentgeno vamzdelių konstrukcija taip pat skiriasi fokusavimo požiūriu. Židinio taškas yra anodo sritis, kurioje sukuriamas darbinis rentgeno spindulys. Padalinta į tikrą židinio tašką ir efektyvų židinio tašką ( ryžių. 12). Kadangi anodas yra kampuotas, efektyvusis židinio taškas yra mažesnis nei tikrasis. Įvairių dydžiųžidinio taškas naudojami atsižvelgiant į vaizdo srities dydį. Kuo didesnis vaizdo plotas, tuo platesnė turi būti židinio vieta, kad apimtų visą vaizdo plotą. Tačiau mažesnis židinio taškas užtikrina didesnį vaizdo aiškumą. Todėl, gaminant mažus vaizdus, naudojamas trumpas siūlas, o elektronai nukreipiami į nedidelę tikslinę anodo sritį, sukuriant mažesnę židinio vietą.
Ryžiai. 9 - Rentgeno vamzdelis su stacionariu anodu.
Ryžiai. 10 - Rentgeno vamzdelis su besisukančiu anodu.
Ryžiai. 11 - Rentgeno vamzdelis su besisukančiu anodu.
Ryžiai. 12 yra tikros ir veiksmingos židinio taško susidarymo diagrama.
Rentgeno spinduliai yra elektromagnetinių bangų rūšis, kuri taip pat apima šviesos spinduliai, radžio gama spinduliai ir radijo antenų skleidžiami spinduliai. Elektromagnetinės bangos sugrupuoti pagal jų ilgį. Ilgosios bangos spektro gale jų ilgis svyruoja nuo 10 cm iki kelių kilometrų. Jam mažėjant, prasideda infraraudonųjų arba karščio bangų sritis. Matomos šviesos sritis apima bangų ilgius (priklausomai nuo spalvos) nuo 800 iki 400 mm k. Ultravioletinė sritis apima bangas nuo 180 iki 10 mm k.
Rentgeno spinduliams būdingos bangos nuo 15A iki 0,03A. Gama spinduliai turi mažesnį bangos ilgį, maždaug 0,001 A radioaktyvusis skilimas. Ilgio vienetas angstromas (A) yra lygus šimtai milijoninei centimetro daliai.
Visos šios spinduliuotės rūšys skiriasi viena nuo kitos savo atsiradimo ir sąveikos pobūdžiu aplinką. Įvairios savybės spindulius sukelia nevienodi bangos ilgiai.
Elektromagnetiniams virpesiams taip pat būdingas kvantinės energijos kiekis (kvantas yra atskira spinduliuotės energijos dalis). Kuo trumpesnis spinduliuotės bangos ilgis, tuo didesnę vertę kvantinė energija.
Rentgeno spindulių sklidimo dėsniai yra panašūs į šviesos sklidimo dėsnius. Kaip ir šviesos spinduliuotė, rentgeno spinduliai, sąveikaudami su aplinka, iš dalies sugeriami, iš dalies atsispindi ir išsklaido. Bet kadangi rentgeno spindulių bangos ilgis mažas, o kvantų energija didelė, jie turi ir kitų savybių: 1) prasiskverbia per terpę įvairaus tankio- kartonas, mediena, gyvūnų audiniai ir kt. Kuo trumpesnis bangos ilgis, taigi, kuo didesnė kvantų energija, tuo didesnis rentgeno spindulių įsiskverbimas. Rentgeno spindulių prasiskverbimo į tam tikrą terpę gylis arba rentgeno spindulių intensyvumo susilpnėjimo laipsnis, kai jie praeina per tam tikros medžiagos sluoksnį, priklauso ne tik nuo trumpo kvantų bangos ilgio ar energijos, bet ir apie medžiagos savybes: kuo tankesnė terpė, tuo daugiau rentgeno spindulių sugeria joje spindulių. Pavyzdžiui, 35 cm storio vandens sluoksnis susilpnina rentgeno spindulių srauto, susidarančio esant 200 kV įtampai, intensyvumą tiek, kiek 4,75 cm storio geležies arba 17,23 cm betono sluoksnis;
2) sukelti švytėjimą – kai kurių cheminių junginių liuminescenciją. Kai kurios medžiagos švyti, kai yra veikiamos rentgeno spindulių, šis švytėjimas vadinamas fluorescencija. Kitos medžiagos dar kurį laiką šviečia po to, kai rentgeno spinduliai nustoja veikti, šis švytėjimas vadinamas fosforescencija;
3) kaip ir matoma šviesa, jie sukelia pokyčius sidabro halogeniduose, kurie yra fotografinių emulsijų dalis. Kitaip tariant, sukelia fotochemines reakcijas.
4) sukelti neutralių atomų ir molekulių jonizaciją. Dėl jonizacijos susidaro teigiamai ir neigiamai įkrautos dalelės - jonai. Jonizuota terpė tampa elektros srovės laidininku. Ši savybė naudojama spindulių intensyvumui matuoti naudojant vadinamąją jonizacijos kamerą.
Pagrinde biologinis veiksmas Rentgeno spinduliai yra jonizacijos reiškinys.
Spindulius, kurie dabar vadinami rentgeno spinduliais, 1895 metų lapkričio 7 dieną atrado fizikas V. K. Rentgenas. Oficiali šių spindulių atradimo data yra 1895 m. gruodžio 28 d., kai Rentgenas, ištyręs savo atrastus rentgeno spindulius, paskelbė pirmąją ataskaitą apie jų savybes.
Šie rentgeno spinduliai pradėti vadinti rentgeno spinduliais 1896 metų sausio 23 dieną, kai V. K. Rentgenas padarė viešą pranešimą apie rentgeno spindulius Fizikos medicinos draugijos susirinkime. Šiame posėdyje vienbalsiai nuspręsta rentgeno spindulius vadinti rentgenu.
Rentgeno spindulių prigimtis liko mažai tyrinėta 17 metų nuo tos dienos, kai juos atrado V. K. Rentgenas, nors netrukus po šių spindulių atradimo mokslininkas ir nemažai kitų tyrinėtojų pastebėjo jų panašumą su matomais spinduliais.
Panašumą patvirtino sklidimo tiesumas ir jų nuokrypio nebuvimas elektriniuose ir magnetiniuose laukuose. Tačiau, kita vertus, nebuvo įmanoma aptikti nei prizmės lūžio reiškinio, nei atspindžio nuo veidrodžių ir daugybės kitų savybių, būdingų matomai šviesai, kuri turi banginį pobūdį.
Ir tik 1912 m. mūsų tautiečiui, garsiam rusų fizikui A. I. Lebedevui, o paskui vokiečių fizikui Laue, pavyko įrodyti, kad rentgeno spinduliai yra tos pačios prigimties kaip ir matomos šviesos spinduliai, tai yra, tai yra elektromagnetinės bangos. Taigi rentgeno spinduliai savo prigimtimi yra tokie patys kaip radijo bangos, infraraudonieji spinduliai, matomos šviesos spinduliai ir ultravioletiniai spinduliai.
Vienintelis skirtumas tarp šių spindulių yra tas, kad jie turi skirtingą elektromagnetinių virpesių bangos ilgį. Tarp pirmiau minėtų dalykų, rentgeno spinduliai turi labai trumpą bangos ilgį. Todėl jiems reikalingos specialios sąlygos atlikti eksperimentus, kad būtų galima nustatyti refrakciją ar atspindį.
Rentgeno spindulių bangos ilgis matuojamas labai mažu vienetu, vadinamu angstromu (1 Å = 10–8 cm arba lygus šimtai milijoninei centimetro daliai). Praktiškai diagnostikos prietaisai sukuria 0,1–0,8 Å bangos ilgio spindulius.
Rentgeno spindulių savybės
Rentgeno spinduliai prasiskverbia per nepermatomus kūnus ir objektus, tokius kaip, pavyzdžiui, popierius, medžiaga, medis, žmonių ir gyvūnų audiniai ir net per tam tikro storio metalus. Be to, kuo trumpesnis spinduliuotės bangos ilgis, tuo lengviau jie praeina per išvardytus kūnus ir objektus.
Savo ruožtu, kai šie spinduliai praeina per skirtingo tankio kūnus ir objektus, jie iš dalies sugeriami. Tankūs kūnai rentgeno spindulius sugeria intensyviau nei mažo tankio kūnai.
Rentgeno spinduliai turi galimybę išgauti matomą šviesą tam tikrose cheminėse medžiagose. Pavyzdžiui: bario platinos cianido kristalai, veikiami rentgeno spindulių, pradeda švytėti ryškia žalsvai gelsva šviesa. Švytėjimas tęsiasi tik rentgeno spindulių poveikio momentu ir iš karto sustoja nutraukus švitinimą. Taigi platinos cianido baris fluorescuoja nuo rentgeno spindulių poveikio. (Šis reiškinys buvo rentgeno spindulių atradimo priežastis.)
Apšvietus rentgeno spinduliais, kalcio volframo rūgštis taip pat šviečia, bet mėlyna šviesa, o šios druskos švytėjimas kurį laiką tęsiasi net ir nustojus švitinti, t.y. fosforescuojantis.
Fluorescencijos sukėlimo savybė naudojama norint gauti peršvietimą naudojant rentgeno spindulius. Gebėjimas sukelti kai kurių medžiagų fosforescenciją yra naudojamas rentgeno spinduliams gaminti.
Rentgeno spinduliai taip pat gali veikti šviesai jautrų fotografijos plokščių ir filmų sluoksnį kaip matoma šviesa, sukeldami sidabro bromido skilimą. Kitaip tariant, šie spinduliai turi fotocheminį poveikį. Ši aplinkybė leidžia fotografuoti naudojant rentgeno spindulius iš įvairių žmonių ir gyvūnų kūno dalių.
Rentgeno spinduliai turi biologinį poveikį organizmui. Eidami per tam tikrą kūno vietą, jie sukelia atitinkamus audinių ir ląstelių pokyčius, priklausomai nuo audinio tipo ir jų sugeriamų spindulių kiekio, t.y. dozės.
Ši savybė naudojama daugelio žmonių ir gyvūnų ligų gydymui. Veikiant didelėms rentgeno spindulių dozėms, organizme įvyksta daugybė funkcinių ir morfologinių pokyčių, atsiranda specifinė liga - spindulinė liga .
Be to, rentgeno spinduliai turi galimybę jonizuoti orą, tai yra, padalinti oro sudedamąsias dalis į atskiras, elektriškai įkrautas daleles.
Dėl to oras tampa elektros laidininku. Ši savybė naudojama nustatant rentgeno vamzdžio skleidžiamų rentgeno spindulių skaičių per laiko vienetą naudojant specialius prietaisus – dozimetrus.
Atliekant rentgeno terapiją svarbu žinoti rentgeno vamzdelio spinduliuotės dozę. Nežinant vamzdžio apšvitos dozės, esant atitinkamam standumui, neįmanoma atlikti gydymo rentgeno spinduliais, nes užuot pagerinus, lengva pabloginti visą ligos eigą. Netinkamas rentgeno spindulių naudojimas gydymui gali sunaikinti sveikus audinius ir netgi sukelti rimtų viso kūno pažeidimų.
