Рентгенівське випромінювання

Рентгенівське випромінювання, з точки зору фізики, це електромагнітне випромінювання, довжина хвиль якого варіюється в діапазоні від 0,001 до 50 нанометрів. Було відкрито в 1895 німецьким фізиком В.К.Рентгеном.

За природою ці промені є спорідненими сонячного ультрафіолету. У спектрі сонячного променя найдовшими є радіохвилі. За ними йде інфрачервоне світло, який наші очі не сприймають, але ми відчуваємо його як тепло. Далі йдуть промені від червоного до фіолетового. Потім - ультрафіолет (А, В і С). А відразу за ним рентгенівські промені і гамма-випромінювання.

Рентгенівське випромінювання (Х-промені) може бути отримано двома способами: при гальмуванні в речовині проходять крізь нього заряджених частинок і при переході електронів з вищих верств на внутрішні при вивільненні енергії.

На відміну від видимого світла ці промені мають дуже велику довжину, тому здатні проникати через непрозорі матеріали, не відбиваючись, що не заломлюючись і не накопичуючись в них.

Гальмівне випромінювання отримати простіше. Заряджені частинки при гальмуванні випускають електромагнітне випромінювання. Чим більше прискорення цих частинок і, отже, різкіше гальмування, тим більше утворюється рентгенівського випромінювання, а довжина його хвиль стає менше. У більшості випадків на практиці вдаються до вироблення променів в процесі гальмування електронів в твердих речовинах. Це дозволяє управляти джерелом цього випромінювання, уникаючи небезпеки радіаційного опромінення, тому що при відключенні джерела рентгенівське випромінювання повністю зникає.

Найпоширеніший джерело такого випромінювання - рентгенівська трубка. Испускаемое їй випромінювання неоднорідне. У ньому присутній і м`яке (довгохвильове), і жорстке (короткохвильове) випромінювання. М`яке характеризується тим, що повністю поглинається людським тілом, тому таке рентгенівське випромінювання шкоду приносить в два рази більше, ніж жорстке. При надмірному електромагнітному опроміненні в тканинах організму людини іонізація може призвести до пошкодження клітин і ДНК.

Трубка - це електровакуумний прилад з двома електродами - негативним катодом і позитивним анодом. При розігріванні катода з нього випаровуються електрони, потім вони прискорюються в електричному полі. Стикаючись з твердою речовиною анодів, вони починають гальмування, яке супроводжується випусканням електромагнітного випромінювання.

Рентгенівське випромінювання, властивості якого широко використовуються в медицині, базується на отриманні тіньового зображення досліджуваного об`єкта на чутливому екрані. Якщо діагностується орган просвічувати пучком паралельних один одному променів, то проекція тіней від цього органу буде передаватися без спотворень (пропорційно). На практиці джерело випромінювання більш схожий на точковий, тому його розташовують на відстані від людини і від екрану.

Щоб отримати рентгенівський знімок, людина поміщається між рентгенівською трубкою і екраном або плівкою, які виступають у ролі приймачів випромінювання. У результаті опромінення на знімку кісткова та інші щільні тканини проявляються у вигляді явних тіней, виглядають більш контрастно на тлі менш виразних ділянок, які передають тканини з меншим поглинанням. На рентгенівських знімках людина стає «напівпрозорим».

Поширюючись, рентгенівське випромінювання може розсіюватися і поглинатися. До поглинання промені можуть проходити сотні метрів в повітрі. У щільному речовині вони поглинаються набагато швидше. Біологічні тканини людини неоднорідні, тому поглинання ними променів залежить від щільності тканини органів. Кісткова тканина поглинає промені швидше, ніж м`які тканини, тому що містить речовини, що мають великі атомні номери. Фотони (окремі частки променів) поглинаються різними тканинами організму людини по-різному, що і дозволяє отримувати контрастне зображення за допомогою рентгенівських променів.