Русскоязычный медицинский портал

 

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ


132   -

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ открыты в 1895 г. К. В. Рентгеном и названы им Х-лучами. Р. л. получаются в специальных рентгеновских трубках, особого типа разрядных трубках, между электродами которых создается электрическое

поле в несколько десятков тысяч вольт. Возникают Р. л. вследствие резкого торможения электронов веществом анода, или, как его еще иначе называют, антикатода рентгеновской трубки. Р. л., как это было установлено дальнейшими исследованиями, являются электромагнитным излучением, невидимыми лучами, -с длиной волны тысяч в десять раз более короткой, чем длина волны видимых лучей. Многие вещества флюоресцируют под действием Р. л. Зеленый свет флюоресценции платиносинеродистого бария, к которому глаз человека особенно чувствителен,1 используется в изготовляемых из этой соли флюоресцирующих экранах, служащих как для различных физических целей, так и для рентгенодиагностики. Закон поглощения Р. л. при прохождении их через какое-либо вещество выражается следующей формулой:

где I—интенсивность прошедших лучей, 10— интенсивность падающих лучей, х—толщина поглощающего слоя, е—основание натуральных логарифмов, а ц—коеф. поглощения Р. л. Вместо коеф. поглощения [i часто пользуются

массовым коеф. поглощения ~, где q—плотность поглощающего вещества. Тогда предыдущая формула должна быть написана так:

где т—масса вещества, приходдщаяся на 1 слг8. Коеф. поглощения Р. л. зависит как от рода Р. л., т. е. от длины их волны, так и от поглощающего вещества. Для Р. л. определенной длины волны коеф. поглощения их различными: элементарными веществами растет вместе с их порядковым номером в периодической системе Менделеева. В данном веществе, между краями полос избирательного поглощения, Р. л. поглощаются тем сильнее, чем больше их длина волны. Т. к. поглощение Р. л. свойство атомное, не зависящее от того, как комбинируются поглощающие атомы с другими, то массовый коеф. поглощения ~ какого-нибудь сложного вещества, процентное содержание в котором элементарных веществ р19 р2, р3 и т. д.,

получается из коеф. поглощения^, ~ и т. д. отдельных веществ следующим образом:

Кости человека и животных менее проницаем!# для Р. л., чем мышцы и полости, запол-: ненные воздухом, это, в связи с вообще различным ослаблением Р. л. при их прохождении через- различные вещества, является основой рентгенодиагностики (см.). Для различных слу-чаев просвечивания важно пользоваться лучами с. определенным интервалом длин волн. Это следует из того, что лучи- с короткими длинами волн, т. н. «жесткие» лучи, получаемые в трубках, работающих при больших разностях потенциалов между их электродами, обладают большой проникающей способностью, мало отличающейся для различных тканей организма, и не дают достаточных контрастов. Лучи «мягкие», с бблыними длинами- волн, получаемые при малых разностях потенциалов на электродах трубки, могут, наоборот, так сильно поглощаться тканями, что дают при просвечивании ими только слабые очертания исследуемых объектов. Свинец весьма сильно поглощает рентгеновс кие лучи, поэтому из этого металла главным образом делают различные приспособления для защиты работающих от действия этих лучей.

Действие Р. л. на организм человека было замечено в первые же годы работы с рентгеново шми лучами. Кроме эритемы, ожо-' гов разной степени, кожного рака рентгеновские лучи могут вызвать разрушение клеток тканей, причем здоровые клетки оказывают большее сопротивление разрушающему действию этих лучей, а патологические—меныпее. 'Это свойство Р. л. легло в основу рентгенотерапии (см.). Р. л. действуют на Светочувствительный слой фотографических пластинок и пленок. Почернение проявленной после действия на нее Р. л. фотопластинки, при малых значениях упавшей энергии возрастает пропорционально последней, • но при дальнейшем увеличении энергии идет медленнее. Так как фотохимический эффект возрастает с величиной поглощенной энергии, действие жестких лучей на фотопластинку слабее, чем мягких, при равной величине упавшей на пластинку энергии этих лучей. Для увеличения фотохимического эффекта под действием Р. л. светочувствительный слой рентгеновских пластинок берется значительно большей толщины, чем у обычных, а рентгеновские пленки делаются двусторонними. В рентгенографии часто пользуются усиливающими экранами. Усиливающий экран из вольфрамовокислого кальция—это флюоресцирующий под действием Р. л. синим светом экран. На время экспозиции он накладывается своим светочувствительным слоем на светочувствительный слой фотопластинки, тогда фотохимическая реакция в пластинке протекает не только под действием поглощенной ею энергии Р. л., но и под действием синего света экрана. Р. л. обладают способностью ионизировать освещаемые ими газы. Между числом образуемых в данном газе ионов и интенсивностью Р. л., полностью им поглощенных, существует прямая пропорциональность. „Эта закономерность позволила установить, по международному соглашению в Стокгольме (1928), единицу для измерения интенсивности Р. л. Интенсивность Р. л. принимается равной единице, если ионизация, вызванная их полным поглощением воздухом между двумя электрод дами, создает ток насыщения, равный одной электростатической единице.

После открытия Лауе (1913) интерференции Р. л. при прохождении их через кристалл или при отражении от кристалла (Брегг), рассматриваемого как диффракционная; пространственная решотка для этих лучей, стало возможным исследование их спектрального состава. В спектрографах для Р. л. их пучок падает на кристалл под различными углами , отсчитываемыми от поверхности кристалла. Если среди падающих лучей имеются такие, длины волн А к-рых удовлетворяют формуле Брегга: пк = 2 cLsin , где d—постоянная кристаллической решотки (расстояние между атомными плоскостями), а п—порядок спектра, то эти лучи будут от-.ражены кристаллом под углами, равными углам падения, и на фотопластинке, поставленной на их пути, получится спектр. Наблюдения указывают на существование непрерывного и линейного спектров Р. л. Полная энергия непрерывного спектра пропорциональна квадгде Я — длина волны в единицах Ангстрема (10-8 см), a v—рабочее напряжение в киловольтах. Надо заметить, что из затрачиваемой в рентгеновской трубке электрической энергии только несколько тысячных долей переходит в энергию Р. л., остальная же часть превращается в тепло. Линейчатый спектр Р. л. представляет собой ряд отдельных лучей определенных длин волн, характерных для вещества антикатода. Эти «характеристические» лучи антикатода группируются в серии, т. е. такие группы линий, длины волн к-рых определяются одной формулой. Чтобы вызвать появление характеристических лучей антикатода, необходимо предварительное возбуждение его атомов, что требует затраты энергии. Если энергия электронов, движущихся .в поле трубки, достаточна для вырывания электрона из одной из внутренних орбит атомов антикатода, в чем и состоит возбуждение атома, характеристическое излучение возникает. Если энергия не достаточна, характеристические лучи не появятся, и трубка будет давать только непрерывный спектр.

Т. к. энергия электронов в трубке определяется разницей потенциалов, под которой работает трубка, то характеристические лучи возникают тогда, когда рабочее напряжение выше нек-рого минимального значения. Интенсивность характеристических лучей выражается следующей формулой:

рату напряжения, под к-рым работает трубка. Непрерывный спектр резко обрывается в области коротких волн на длине волны, определяемой по Формуле:

где V—постоянная, V—раОочее напряжение, a Vmin—то минимальное напряжение, к-рое может вызвать появление данных характеристических лучей. Пользуясь характеристическими лучами различных антикатодов и применяя фильтры из различных веществ, можно получить монохроматические Р. л. В рентгенотерапии фильтры часто используются для устранения мягких лучей. Распространяясь в каком-либо веществе, Р. л. не только поглощаются им, но и рассеиваются. Рассеяние Р. л. совершается или без изменения длины волны или с изменением ее. Первое явление ничем не отличается от аналогичного явления для обыкновенных оптических лучей. Второе, называемое эффектом Комптона, объясняется потерей части энергии рассеиваемыми квантами Р. л. при их столкновении с электронами рассеивающего вещества. Электроны при этом приходят в движение, а отраженные кванты дают лучи с несколько большей длиной волны. При получении рентгенограмм рассеянные Р. л. уменьшают отчетливость фотографической картины, поэтому в мед. практике пользуются для их устранения особыми приборами—блендами. Квант Р. л. может отдать электрону при столкновении с ним такую энергию, что электрон вырывается из атома и покидает облучаемое вещество. Явление потери облучаемым веществом электронов называется фотоэлектри^ ческим эффектом, а освобожденные при этом электроны—-фотоэлектронами. Открытие полного внутреннего отражения и преломления Р. л. позволило определить показатель их преломления. Он меньше единицы на несколько стотысячных долей. Р. л. сыграли большую роль в создании той теории строения атома, к-рая принята сейчас в науке. Широкое применение рентгеновские лучи нашли не только в медицине. Многие отрасли промышленности также пользуются ими, а рентгеноструктурный анализ имеет в настоящее время громадное значение в металлообрабатывающей промышленности, где с его помощью разрешаются сложные вопросы о зависимости прочности материалов от способов их обработки и от условий получения.

Лит.: Джемс Р., Введение в рентгеновский анализ, М., 1932; Карчагин В-, Лучи Рентгена, М-, 1924; К эй Г., Рентгеновские лучи, М.—Л., 1928; Kirschner P., Allgemeins Physik de% R6ntgenst’ab-len (Hndb. d. experimentollen Physik, hrsg. v. W. 'Wien u. P. Harms, В. XXIV, L z., 1930).    В.    Карчагин.

    name:
    send
ТАКЖЕ НА dao-med
20c8375253ab3b9108baf5e76ecbf59e 7ddfe06132f3d41f233f89dd8d1d6680