X-ışınları, doğası ve özellikleri kısaca. X ışınlarının doğası ve temel özellikleri

Ancak diğer araştırma yöntemleri gibi x-ışını teşhisinin de kendine has yetenekleri ve dezavantajları olduğunu aklımızda tutmalıyız. Belirli bir patolojik sürecin veya hatta patognomonik sürecin karakteristiği olan bir röntgen resminin yanı sıra, çalışma, aşağıdakilerle neredeyse aynı röntgen görüntüsünü ortaya koymaktadır: çeşitli hastalıklar. Örneğin, bir akciğer tümörü, çatallanma lenf düğümlerinin genişlemesi ve yemek borusunun torasik kısmındaki tıkanmanın, ekran veya röntgende çatallanma alanıyla aynı yerde çakışmaları durumunda ayırt edilmesi zordur. Hastayı görmezseniz ve klinik olarak muayene etmezseniz aynı şey zatürre ve diyafragma fıtığı için de olur.

Bu nedenle, herhangi bir röntgen muayenesinden önce her zaman anamnestik verilerin dikkatli bir şekilde toplanması ve kapsamlı bir inceleme yapılması gerekir. klinik deneme. Nihai teşhis her zaman tüm araştırma yöntemlerinden elde edilen veriler karşılaştırılarak yapılmalıdır.

Bütün bunlara dayanarak, röntgen muayenesi çok önemli yöntem ne küçümsenmeli ne de abartılmalıdır.

Bu kitabın bu bölümü bir dizi konuyla ilgilidir. genel konular X-ışını muayenelerinin yöntem ve yeteneklerinin yanı sıra köpekleri muayene etmeye uygun düşük güçlü X-ışını makinelerini karakterize eden X-ışını teşhisi.

Doğa röntgen

Artık X-ışınları olarak adlandırılan ışınlar, 7 Kasım 1895'te fizikçi V. K. Roentgen tarafından keşfedildi. Bu ışınların resmi keşif tarihi, Roentgen'in keşfettiği X-ışınlarını inceledikten sonra özelliklerine ilişkin ilk raporu yayınladığı 28 Aralık 1895'tir.

Bu X-ışınları, 23 Ocak 1896'da V. K. Roentgen'in Fizik-Tıp Derneği'nin bir toplantısında X-ışınları hakkında kamuya açık bir rapor sunmasıyla, X-ışınları olarak adlandırılmaya başlandı. Bu toplantıda oybirliğiyle röntgenlere röntgen denilmesine karar verildi.

X-ışınlarının doğası, V.K. Roentgen tarafından keşfedilmesinden bu yana 17 yıl boyunca çok az çalışıldı, ancak bu ışınların keşfinden kısa bir süre sonra bilim adamının kendisi ve diğer bazı araştırmacılar bunların görünür ışınlarla benzerliklerini fark ettiler.

Benzerlik, yayılmanın düzlüğü, elektriksel ve elektriksel sapmaların olmaması ile doğrulandı. manyetik alanlar. Ancak öte yandan, ne bir prizma tarafından kırılma olgusunu, ne de aynalardan yansımayı ve karakteristik bir takım diğer özellikleri tespit etmek mümkün değildi. görünür ışık, dalga doğasına sahiptir.

Ve ancak 1912'de önce yurttaşımız ünlü Rus fizikçi A.I. Lebedev ve ardından Alman fizikçi Laue, X ışınlarının görünür ışık ışınlarıyla aynı nitelikte olduğunu, yani elektromanyetik dalgalar olduğunu kanıtlamayı başardılar. Bu nedenle, X-ışınları doğada radyo dalgaları, kızılötesi ışınlar, görünür ışık ışınları ve ultraviyole ışınlarla aynıdır.

Bu ışınların arasındaki tek fark, farklı dalga boylarına sahip olmalarıdır. elektromanyetik titreşimler. Yukarıdakilerin arasında, X-ışınları çok kısa bir dalga boyuna sahiptir. Bu yüzden talep ettiler özel koşullar Kırılma veya yansımayı tanımlamak için deneyler üretmek.

X ışınlarının dalga boyu, angstrom adı verilen çok küçük bir birimde ölçülür (1 Å = 10-8 cm, yani santimetrenin yüz milyonda biri). Pratikte teşhis cihazları 0,1-0,8 Å dalga boyuna sahip ışınlar üretir.

X-ışınlarının özellikleri

X ışınları geçiyor opak cisimler ve örneğin kağıt, madde, ahşap, insan ve hayvan vücudunun dokuları ve hatta belirli kalınlıktaki metaller gibi nesneler. Üstelik radyasyonun dalga boyu ne kadar kısa olursa, listelenen cisimlerden ve nesnelerden o kadar kolay geçerler.

Bu ışınlar ise farklı yoğunluktaki cisimlerin ve nesnelerin içinden geçerken kısmen emilir. Yoğun cisimler, X ışınlarını düşük yoğunluklu cisimlere göre daha yoğun bir şekilde emer.

X-ışınları heyecanlandırma yeteneğine sahiptir görünür parlaklık bazı kimyasallar. Örneğin: baryum platin siyanür kristalleri X ışınlarına maruz kaldığında parlak yeşilimsi-sarımsı bir ışıkla parlamaya başlar. Parıltı yalnızca X ışınlarına maruz kalındığı anda devam eder ve ışınlamanın kesilmesiyle hemen durur. Platin siyanür baryum böylece X ışınlarının etkisinden dolayı floresans yayar. (Bu olay X-ışınlarının keşfinin sebebiydi.)

X ışınlarıyla aydınlatıldığında kalsiyum tungstik asit de parlıyor, ancak mavi ışıkla ve bu tuzun parıltısı ışınlama durduktan sonra bile bir süre devam ediyor, yani. fosforlu.

Floresansa neden olma özelliği, X ışınları kullanılarak transillüminasyon üretmek için kullanılır. Bazı maddelerde fosforesansa neden olma yeteneği, üretmek için kullanılır. röntgen.

X ışınları ayrıca fotoğraf plakalarının ve filmlerin ışığa duyarlı katmanı üzerinde görünür ışık gibi etki ederek gümüş bromürün ayrışmasına neden olma özelliğine sahiptir. Yani bu ışınların fotokimyasal etkisi vardır. Bu durum insanlarda ve hayvanlarda vücudun çeşitli yerlerinden alınan X ışınları kullanılarak fotoğraf çekilmesine olanak sağlamaktadır.

X ışınlarının vücut üzerinde biyolojik etkisi vardır. Vücudun belirli bir bölgesinden geçerek, doku tipine ve emdikleri ışın miktarına, yani doza bağlı olarak doku ve hücrelerde karşılık gelen değişiklikler üretirler.

Bu özellik, insanlarda ve hayvanlarda bir dizi hastalığın tedavisinde kullanılır. Vücutta yüksek dozda X ışınlarına maruz kaldığında, bir dizi işlevsel ve morfolojik değişiklikler ve belirli bir hastalık ortaya çıkıyor - radyasyon hastalığı.

X-ışınları ayrıca havayı iyonize etme, yani havayı oluşturan kısımları elektrik yüklü ayrı parçacıklara ayırma yeteneğine de sahiptir.

Sonuç olarak hava bir elektrik iletkeni haline gelir. Bu özellik, özel cihazlar (dozimetreler) kullanılarak bir X-ışını tüpü tarafından birim zaman başına yayılan X-ışınlarının sayısını belirlemek için kullanılır.

X-ışını tedavisi yapılırken, X-ışını tüpünden gelen radyasyon dozunun bilinmesi önemlidir. Tüpün uygun sertlikteki radyasyon dozunu bilmeden, X ışınlarıyla tedavi yapmak imkansızdır çünkü tüm hastalık sürecini iyileştirmek yerine daha da kötüleştirmek kolaydır. Tedavi amacıyla X ışınlarının uygunsuz kullanımı sağlıklı dokuyu yok edebilir ve hatta vücutta ciddi hasarlara neden olabilir.

Röntgen muayenesi yöntemleri

A) Transilüminasyon (floroskopi). Veterinerlik uygulamalarında X ışınları, çiftlik hayvanlarındaki çeşitli hastalıkları incelemek ve tanımak için kullanılır. Hasta hayvanları incelemenin bu yöntemi yardım Diğer yöntemlerle birlikte tanıyı oluşturmak veya netleştirmek. Bu nedenle veriler röntgen muayenesi her zaman klinik ve diğer çalışmalardan elde edilen verilerle ilişkilendirilmelidir. Sadece bu durumda gelebiliriz doğru sonuç ve doğru teşhis. Yukarıda belirtildiği gibi x-ışını muayenesinin iki yöntemi vardır: birincisi transillüminasyon veya floroskopi, ikincisi ise röntgen veya radyografi üretimidir.

Transillüminasyonun gerekçesi, bu yöntemin olanakları, avantajları ve dezavantajları üzerinde duralım.

Görünmez X-ışınları ile transillüminasyon gerçekleştirmek ve vücudun incelenen bölgesinin görünür bir gölge resmini elde etmek için, belirli özellikler X ışınları ve vücut dokuları.

1. X-ışınlarının yeteneği: a) vücut dokularına nüfuz etme ve b) belirli kimyasal maddelerin gözle görülür şekilde ışıldamasına neden olma.

2. Dokuların yoğunluklarına bağlı olarak x ışınlarını bir dereceye kadar absorbe etme yeteneği.

Radyoloji, x-ışını radyasyonunun bu hastalıktan kaynaklanan hayvanların ve insanların vücudu üzerindeki etkilerini, bunların tedavisini ve önlenmesini ve ayrıca x-ışınlarını (x-ışını teşhisi) kullanarak çeşitli patolojileri teşhis etme yöntemlerini inceleyen bir radyoloji dalıdır. . Tipik bir X-ışını teşhis cihazı, bir güç kaynağı (transformatörler), bir yüksek voltaj doğrultucu, bir dönüştürücü içerir. klima elektrik ağı kalıcı bir tanede, kontrol paneli, tripod ve röntgen tüpü.

X ışınları, anot maddesinin atomlarıyla çarpışma anında hızlandırılmış elektronların keskin bir şekilde yavaşlaması sırasında bir X-ışını tüpünde oluşan bir tür elektromanyetik salınımdır. Günümüzde genel olarak kabul edilen görüş, X ışınlarının doğası gereği, fiziksel doğa spektrumu aynı zamanda radyo dalgalarını, kızılötesi ışınları, görünür ışığı da içeren radyant enerji türlerinden biridir. ultraviyole ışınları ve gama ışınları radyoaktif elementler. X-ışını radyasyonu, onun bütünlüğü olarak karakterize edilebilir. en küçük parçacıklar- kuantumlar veya fotonlar.

Pirinç. 1 - mobil röntgen ünitesi:

A - X-ışını tüpü;
B - güç kaynağı cihazı;
B - ayarlanabilir tripod.

Pirinç. 2 - Röntgen cihazının kontrol paneli (mekanik - solda ve elektronik - sağda):

A - pozlamayı ve sertliği ayarlamak için panel;
B - besleme düğmesi yüksek voltaj.

Pirinç. 3 - tipik bir X-ışını makinesinin blok diyagramı

1 - ağ;
2 - otomatik transformatör;
3 - yükseltici transformatör;
4 - X-ışını tüpü;
5 - anot;
6 - katot;
7 - düşürücü transformatör.

X-ışını üretiminin mekanizması

Hızlandırılmış elektron akışının anot maddesiyle çarpışması anında X ışınları oluşur. Elektronlar bir hedefle etkileşime girdiğinde %99'u kinetik enerji dönüşür termal enerji ve yalnızca %1'i - x-ışını radyasyonuna.

Bir X-ışını tüpü, içine 2 elektrotun lehimlendiği bir cam silindirden oluşur: bir katot ve bir anot. Cam balondan hava dışarı pompalanmıştır: Elektronların katottan anoda hareketi yalnızca bağıl vakum koşulları altında (10 -7 –10 -8 mm Hg) mümkündür. Katot, sıkıca bükülmüş bir tungsten spirali olan bir filamana sahiptir. Gönderirken elektrik akımı Elektronların filamandan ayrıldığı ve katodun yakınında bir elektron bulutu oluşturduğu filaman üzerinde elektron emisyonu meydana gelir. Bu bulut, elektron hareketinin yönünü belirleyen katodun odaklama kabında yoğunlaşmıştır. Bardak katotta küçük bir çöküntüdür. Anot ise elektronların odaklandığı bir tungsten metal plaka içerir; burası X ışınlarının üretildiği yerdir.

Pirinç. 4 - cihaz röntgen tüpü:

A - katot;
B - anot;
B - tungsten filamanı;
G - katodun odaklama kabı;
D - hızlandırılmış elektronların akışı;
E - tungsten hedefi;
F - cam şişe;
Z - berilyumdan yapılmış pencere;
Ve - oluşturulmuş röntgenler;
K - alüminyum filtre.

Elektronik tüpe bağlı 2 transformatör vardır: bir kademe düşürme ve bir yükseltme. Düşürücü bir transformatör, tungsten bobinini düşük voltajla (5-15 volt) ısıtır ve bu da elektron emisyonuna neden olur. Yükseltici veya yüksek voltajlı bir transformatör, 20-140 kilovolt voltajla beslenen katot ve anoda doğrudan uyar. Her iki transformatör de, transformatörlerin soğutulmasını ve güvenilir yalıtımını sağlayan, transformatör yağıyla doldurulmuş X-ışını makinesinin yüksek voltaj bloğuna yerleştirilir.

Bir düşürücü transformatör kullanılarak bir elektron bulutu oluşturulduktan sonra, yükseltici transformatör açılır ve elektrik devresinin her iki kutbuna da yüksek voltaj uygulanır: anoda pozitif bir darbe ve negatif bir darbe katoda. Negatif yüklü elektronlar, negatif yüklü katottan itilir ve pozitif yüklü anoda doğru yönelir; bu potansiyel farkı nedeniyle, yüksek hız hareket - 100 bin km/s. Bu hızda elektronlar anotun tungsten plakasını bombalayarak kısa devre yapar. elektrik devresi X ışınlarının ve termal enerjinin üretilmesine neden olur.

X-ışını radyasyonu bremsstrahlung ve karakteristik olarak ikiye ayrılır. Bremsstrahlung, bir tungsten sarmalının yaydığı elektronların hızındaki keskin bir yavaşlama nedeniyle oluşur. Karakteristik radyasyon perestroyka zamanında meydana gelir elektronik kabuklar atomlar. Bu türlerin her ikisi de, hızlandırılmış elektronların anot maddesinin atomlarıyla çarpışması anında X-ışını tüpünde oluşur. Bir X-ışını tüpünün emisyon spektrumu, Bremsstrahlung ve karakteristik X-ışınlarının bir süperpozisyonudur.

Pirinç. 5 - Bremsstrahlung X-ışını radyasyonunun oluşum prensibi.
Pirinç. 6 - karakteristik x-ışını radyasyonunun oluşum prensibi.

X-ışını radyasyonunun temel özellikleri

X-ışınları görsel algı için görünmezdir.
X-ışını radyasyonu, canlı bir organizmanın organları ve dokularının yanı sıra yoğun yapılar aracılığıyla yüksek nüfuz etme kabiliyetine sahiptir. cansız doğa, görünür ışık ışınlarını iletmeyin.
X ışınları bazılarının parlamasına neden olur kimyasal bileşikler floresans denir.

Çinko ve kadmiyum sülfürler sarı-yeşil renkte floresans verir.
Kalsiyum tungstat kristalleri menekşe mavisidir.

X ışınlarının fotokimyasal etkisi vardır: gümüş bileşiklerini halojenlerle ayrıştırır ve fotoğraf katmanlarının kararmasına neden olarak röntgende görüntü oluşturur.

X ışınları enerjilerini geçtikleri ortamın atom ve moleküllerine aktararak iyonlaştırıcı etki gösterirler.

X-ışını radyasyonunun ışınlanmış organ ve dokularda belirgin bir biyolojik etkisi vardır: küçük dozlar metabolizmayı uyarır, büyük miktarlarda radyasyon yaralanmalarının yanı sıra akut radyasyon hastalığının gelişmesine yol açabilir. Biyolojik özellik Tümör ve tümör dışı bazı hastalıkların tedavisinde X-ışını radyasyonunun kullanılmasına izin verir.

Elektromanyetik titreşim ölçeği

X ışınlarının belirli bir dalga boyu ve titreşim frekansı vardır. Dalga boyu (λ) ve salınım frekansı (ν) şu ilişkiyle ilişkilidir: λ ν = c, burada c ışık hızıdır ve saniyede 300.000 km'ye yuvarlanır. X ışınlarının enerjisi E = h ν formülüyle belirlenir; burada h, Planck sabitidir; 6,626 10 -34 J⋅s'ye eşit bir evrensel sabittir. Işınların dalga boyu (λ), enerjileriyle (E) şu oranda ilişkilidir: λ = 12,4 / E.

X-ışını radyasyonu, dalga boyu (tabloya bakınız) ve kuantum enerjisi açısından diğer elektromanyetik salınım türlerinden farklıdır. Dalga boyu ne kadar kısa olursa frekansı, enerjisi ve nüfuz gücü o kadar yüksek olur. X-ışını dalga boyu aralıktadır

. X-ışını radyasyonunun dalga boyunu değiştirerek nüfuz etme yeteneği ayarlanabilir. X-ışınları çok kısa bir dalga boyuna, ancak yüksek bir titreşim frekansına sahiptir ve bu nedenle insan gözüyle görülemez. Muazzam enerjileri nedeniyle kuantumlar büyük bir nüfuz gücüne sahiptir; bu, X-ışını radyasyonunun tıpta ve diğer bilimlerde kullanılmasını sağlayan ana özelliklerden biridir.

X-ışını radyasyonunun özellikleri

Yoğunluk - niceliksel özellik X-ışını radyasyonu, tüp tarafından birim zamanda yayılan ışınların sayısıyla ifade edilir. X-ışını radyasyonunun yoğunluğu miliamper cinsinden ölçülür. Bunu geleneksel bir akkor lambadan gelen görünür ışığın yoğunluğuyla karşılaştırarak bir benzetme yapabiliriz: örneğin, 20 watt'lık bir lamba bir yoğunlukla veya güçle parlayacak, 200 watt'lık bir lamba başka bir yoğunlukla veya güçle parlayacak, diğer taraftan Işığın kalitesi (tayfı) aynıdır. X-ışını radyasyonunun yoğunluğu esasen miktarıdır. Her elektron anotta bir veya daha fazla radyasyon kuantumu yaratır, bu nedenle bir nesneyi açığa çıkarırken X ışınlarının sayısı, anoda yönelen elektronların sayısı ve elektronların tungsten hedefinin atomlarıyla etkileşimlerinin sayısı değiştirilerek düzenlenir. , bu iki şekilde yapılabilir:

Bir düşürücü transformatör kullanarak katot spiralinin ısınma derecesini değiştirerek (emisyon sırasında üretilen elektronların sayısı tungsten spiralin ne kadar sıcak olduğuna bağlı olacaktır ve radyasyon kuantumunun sayısı elektron sayısına bağlı olacaktır);
Yükseltici bir transformatör tarafından tüpün kutuplarına - katot ve anot - sağlanan yüksek voltajın büyüklüğünü değiştirerek (tüpün kutuplarına voltaj ne kadar yüksek olursa, elektronlar o kadar fazla kinetik enerji alır, bu da enerjileri nedeniyle, anot maddesinin birkaç atomu ile sırayla etkileşime girebilir - bkz. pirinç. 5; düşük enerjili elektronlar içeri girebilecek daha küçük sayı etkileşimler).

X-ışını yoğunluğunun (anot akımı) maruz kalma süresiyle (tüp çalışma süresi) çarpımı, mAs (saniye başına miliamper) cinsinden ölçülen X-ışını maruziyetine karşılık gelir. Pozlama, yoğunluk gibi, X-ışını tüpü tarafından yayılan ışınların sayısını karakterize eden bir parametredir. Tek fark, pozlamanın aynı zamanda tüpün çalışma süresini de hesaba katmasıdır (örneğin, tüp 0,01 saniye çalışırsa ışın sayısı bir olur, 0,02 saniye çalışırsa ışın sayısı olur) farklı - iki kat daha fazla). Radyasyona maruz kalma miktarı, muayenenin türüne, incelenen nesnenin boyutuna ve teşhis görevine bağlı olarak radyolog tarafından X-ışını makinesinin kontrol panelinde ayarlanır.

Sertlik - kalite özelliği X-ışını radyasyonu. Tüp üzerindeki yüksek voltajın kilovolt cinsinden büyüklüğü ile ölçülür. X ışınlarının nüfuz gücünü belirler. Yükseltici bir transformatör tarafından X-ışını tüpüne sağlanan yüksek voltajla düzenlenir. Borunun elektrotlarında potansiyel farkı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla olur. daha fazla güç elektronlar katottan itilir ve anoda doğru hareket eder ve anotla çarpışmaları o kadar güçlü olur. Çarpışmaları ne kadar güçlü olursa, ortaya çıkan X-ışını radyasyonunun dalga boyu o kadar kısa olur ve bu dalganın nüfuz etme yeteneği (veya yoğunluk gibi kontrol panelinde voltaj parametresi tarafından düzenlenen radyasyonun sertliği) o kadar yüksek olur. tüp - kilovoltaj).

Pirinç. 7 - Dalga boyunun dalga enerjisine bağımlılığı:

λ - dalga boyu;
E - dalga enerjisi

Hareket eden elektronların kinetik enerjisi ne kadar yüksek olursa, anot üzerindeki etkileri de o kadar güçlü olur ve ortaya çıkan X-ışını radyasyonunun dalga boyu o kadar kısa olur. X-ışını radyasyonu uzun uzunluk dalgalar ve düşük nüfuz etme kabiliyetine sahip olanlara "yumuşak", kısa dalga boyuna ve yüksek nüfuz etme kabiliyetine sahip olanlara "sert" denir.

Pirinç. 8 - X-ışını tüpündeki voltaj ile ortaya çıkan X-ışını radyasyonunun dalga boyu arasındaki ilişki:

Tüpün kutuplarına ne kadar yüksek voltaj uygulanırsa aralarındaki potansiyel fark o kadar güçlü olur, dolayısıyla hareket eden elektronların kinetik enerjisi daha yüksek olur. Tüp üzerindeki voltaj, elektronların hızını ve anot maddesiyle çarpışma kuvvetini belirler; dolayısıyla voltaj, ortaya çıkan X-ışını radyasyonunun dalga boyunu belirler.

X-ışını tüplerinin sınıflandırılması

Amaca göre

Teşhis
Tedavi edici
Yapısal analiz için
Yarı saydam için

Tasarım gereği

Odak noktasına göre

Tek odaklı (katotta bir spiral ve anotta bir odak noktası)
Bifokal (katotta iki spiral farklı boyutlar ve anotta iki odak noktası vardır)

Anot tipine göre

Sabit (sabit)
Dönen

X-ışınları yalnızca röntgen teşhis amaçlı değil aynı zamanda tedavi amaçlı da kullanılır. Yukarıda belirtildiği gibi, X-ışını radyasyonunun tümör hücrelerinin büyümesini baskılama yeteneği, bunun kanser için radyasyon terapisinde kullanılmasını mümkün kılar. Tıbbi uygulama alanına ek olarak, X-ışını radyasyonu mühendislik, malzeme bilimi, kristalografi, kimya ve biyokimyada da geniş uygulama alanı bulmuştur: örneğin, çeşitli ürünlerdeki (raylar, kaynaklar vb.) yapısal kusurları tanımlamak mümkündür. X-ışını radyasyonu kullanılarak. Bu tür araştırmalara kusur tespiti denir. Ve havalimanlarında, tren istasyonlarında ve diğer yerlerde toplu toplanma X-ışını televizyon introskopları insanların röntgen muayenesinde aktif olarak kullanılmaktadır. el bagajı ve güvenlik amaçlı bagaj.

Anot tipine bağlı olarak X-ışını tüplerinin tasarımı farklılık gösterir. Elektronların kinetik enerjisinin% 99'unun termal enerjiye dönüştürülmesi nedeniyle, tüpün çalışması sırasında anotta önemli ölçüde ısınma meydana gelir - hassas tungsten hedefi sıklıkla yanar. Anot, modern X-ışını tüplerinde döndürülerek soğutulur. Dönen anot, ısıyı tüm yüzeyine eşit şekilde dağıtan ve tungsten hedefinin yerel olarak aşırı ısınmasını önleyen bir disk şekline sahiptir.

X-ışını tüplerinin tasarımı da odak açısından farklılık gösterir. Odak noktası, çalışan X-ışını ışınının üretildiği anodun alanıdır. Gerçek odak noktasına ve etkili odak noktasına bölünmüştür ( pirinç. 12). Anot açılı olduğundan etkin odak noktası gerçek olandan daha küçüktür. Çeşitli boyutlar odak noktası görüntü alanının boyutuna bağlı olarak kullanılır. Görüntü alanı ne kadar büyük olursa, görüntünün tüm alanını kaplayacak şekilde odak noktası da o kadar geniş olmalıdır. Ancak daha küçük bir odak noktası daha iyi görüntü netliği sağlar. Bu nedenle küçük görüntüler üretilirken kısa bir filaman kullanılır ve elektronlar anotun küçük bir hedef alanına yönlendirilerek daha küçük bir odak noktası oluşturulur.

Pirinç. 9 - Sabit anotlu X-ışını tüpü.
Pirinç. 10 - Dönen anotlu X-ışını tüpü.
Pirinç. 11 - Dönen anotlu X-ışını tüpü cihazı.
Pirinç. Şekil 12, gerçek ve etkili bir odak noktasının oluşumunu gösteren bir diyagramdır.

X-ışınları bir tür elektromanyetik dalgadır ve şunları içerir: ışık ışınları radyum gama ışınları ve radyo antenleri tarafından yayılan ışınlar. Elektromanyetik dalgalar uzunluklarına göre gruplandırılmıştır. Spektrumun uzun dalga ucunda uzunlukları 10 cm'den birkaç kilometreye kadar değişir. Azaldıkça kızılötesi veya ısı dalgaları bölgesi başlar. Görünür ışık bölgesi, 800 ila 400 mm k arası dalga boylarını (renge bağlı olarak) içerir. Ultraviyole bölgesi, 180 ila 10 mm k arası dalgaları içerir.

15A'dan 0,03A'ya kadar olan dalgalar X-ışınlarının karakteristiğidir. Gama ışınları 0,001 A civarında daha küçük dalga boylarına sahiptir radyoaktif bozunma. Uzunluk birimi angstrom (A), santimetrenin yüz milyonda birine eşittir.

Tüm bu radyasyon türleri, oluşumlarının doğası ve etkileşimlerinin doğası bakımından birbirinden farklıdır. çevre. Çeşitli özellikler Işınlar eşit olmayan dalga boylarından kaynaklanır.

Elektromanyetik salınımlar aynı zamanda kuantum enerjisi miktarıyla da karakterize edilir (kuantum, radyasyon enerjisinin ayrı bir kısmıdır). Radyasyonun dalga boyu ne kadar kısa olursa, daha büyük değer kuantum enerjisi.

X ışınlarının yayılma yasaları, ışığın yayılma yasalarına benzer. Işık radyasyonu gibi, X ışınları da çevreyle etkileşime girdiğinde kısmen emilir, kısmen yansıtılır ve saçılır. Ancak X-ışınlarının dalga boyu küçük ve kuantumun enerjisi yüksek olduğundan başka özelliklere de sahiptirler: 1) ortamın içinden geçebilirler çeşitli yoğunluklar- karton, ahşap, hayvan dokusu vb. Dalga boyu ne kadar kısa olursa ve dolayısıyla kuantanın enerjisi ne kadar büyük olursa, X ışınlarının nüfuz etme yeteneği de o kadar büyük olur. X ışınlarının belirli bir ortama nüfuz etme derinliği veya belirli bir malzemenin bir katmanından geçerken X ışınlarının yoğunluğunun zayıflama derecesi, yalnızca kuantanın kısa dalga boyuna veya enerjisine değil, aynı zamanda aynı zamanda malzemenin özelliklerine göre: ortam ne kadar yoğun olursa, içinde o kadar fazla X-ışını emilir. Örneğin, 35 cm kalınlığındaki bir su tabakası, 200 kV'luk bir voltajda üretilen X-ışını akışının yoğunluğunu, 4,75 cm kalınlığındaki demir tabakası veya 17,23 cm kalınlığındaki betonla aynı ölçüde azaltır;

2) bazı kimyasal bileşiklerin parıldamasına - ışıldamasına neden olur. Bazı maddeler X ışınlarına maruz kaldığında parlar; bu parıltıya floresans denir. Diğer maddeler, X-ışınlarının etkisi sona erdikten sonra bir süre daha parlamaya devam eder; bu parıltıya fosforesans denir;

3) Görünür ışık gibi fotografik emülsiyonların bir parçası olan gümüş halojenür bileşiklerinde değişikliklere neden olurlar, yani fotokimyasal reaksiyonlara neden olurlar;

4) Nötr atom ve moleküllerin iyonlaşmasına neden olur. İyonlaşmanın bir sonucu olarak, pozitif ve negatif yüklü parçacıklar oluşur - iyonlar. İyonize ortam elektrik akımının iletkeni haline gelir. Bu özellik, iyonizasyon odası adı verilen bir cihazı kullanarak ışınların yoğunluğunu ölçmek için kullanılır.

Çekirdekte biyolojik eylem X ışınları iyonlaşma olgusudur.

Benzerlik, yayılmanın düzlüğü ve elektrik ve manyetik alanlarda sapmaların olmaması ile doğrulandı. Ancak öte yandan, ne bir prizma tarafından kırılma olgusunu, ne de aynalardan yansımayı ve dalga doğasına sahip görünür ışığın bir takım diğer özelliklerini tespit etmek mümkün olmadı.

Bu ışınların arasındaki tek fark, farklı dalga boylarında elektromanyetik salınımlara sahip olmalarıdır. Yukarıdakilerin arasında, X-ışınları çok kısa bir dalga boyuna sahiptir. Bu nedenle kırılma veya yansımayı tespit edecek deneylerin yapılabilmesi için özel koşullara ihtiyaç duyuldu.

X-ışınlarının özellikleri

X ışınları, örneğin kağıt, madde, ahşap, insan ve hayvan dokusu gibi opak cisimlerden ve nesnelerden ve hatta belirli bir kalınlıktaki metallerden geçer. Üstelik radyasyonun dalga boyu ne kadar kısa olursa, listelenen cisimlerden ve nesnelerden o kadar kolay geçerler.

X-ışınları bazı kimyasal maddelerde görünür ışık üretme özelliğine sahiptir. Örneğin: baryum platin siyanür kristalleri X ışınlarına maruz kaldığında parlak yeşilimsi-sarımsı bir ışıkla parlamaya başlar. Parıltı yalnızca X ışınlarına maruz kalındığı anda devam eder ve ışınlamanın kesilmesiyle hemen durur. Platin siyanür baryum böylece X ışınlarının etkisinden dolayı floresans yayar. (Bu olay X-ışınlarının keşfinin sebebiydi.)

X ışınlarıyla aydınlatıldığında kalsiyum tungstik asit de parlıyor, ancak mavi ışıkla ve bu tuzun parıltısı ışınlama durduktan sonra bile bir süre devam ediyor, yani. fosforlu.

Floresansa neden olma özelliği, X ışınları kullanılarak transillüminasyon üretmek için kullanılır. Bazı maddelerde fosforesans oluşturma özelliğinden yararlanılarak x-ışınları üretilir.

Bu özellik, insanlarda ve hayvanlarda bir dizi hastalığın tedavisinde kullanılır. Yüksek dozda X ışınlarına maruz kaldığında vücutta bir takım fonksiyonel ve morfolojik değişiklikler meydana gelir ve spesifik bir hastalık ortaya çıkar: radyasyon hastalığı .

X-ışınları ayrıca havayı iyonize etme, yani havayı oluşturan kısımları elektrik yüklü ayrı parçacıklara ayırma yeteneğine de sahiptir.