|
|
рентген. Биография Рентгена Вильгельма Конрада
Введение:
Каждый из нас проходил через рентгеновский кабинет. Снимки, сделанные там известны каждому человеку. В 1995 году исполнилось сто лет этому открытию. В руках человека оказался аппарат, который мог увидеть то чего не видим мы.
Рентгеновское излучение, невидимое излучение, способное проникать, во все вещества. Представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны порядка 10–8 см. Рентгеновская съемка используется в стоматологии для обнаружения кариеса и абсцессов в корнях зубов, а также в промышленности для обнаружения трещин в литье, пластмассах и резинах, в химии для анализа соединений и в физике для исследования структуры кристаллов.
За открытием Рентгена последовали эксперименты других исследователей, обнаруживших много новых свойств и возможностей применения этого излучения. Большой вклад внесли М. Лауэ, В. Фридрих и П. Книппинг, продемонстрировавшие в 1912 дифракцию рентгеновского излучения при прохождении его через кристалл.
Актуальность :
Актуальность исследования заключается в том, что людям необходимо знать о великих достижениях учёных.
Цель проекта:
Изучить суть рентгеновского излучения, узнать историю его открытия, понять сущность рентгеновских лучей и выявить их применения в реальной жизни.
Задачи:
Изучить, узнать, понять и проанализировать структуру рентгеновского излучения, то где оно используют и в каких случаях, так же сделать вывод по всему вышесказанному.
Открытие рентгеновского излучения
Биография Рентгена Вильгельма Конрада
Будущий ученый родился в 1845 году в Германии близ Дюссельдорфа. Его путь в науку был нелегким. Проблемы начались еще в школе, откуда Рентген был исключен, не получив аттестат зрелости. Но это не помешало ему заниматься самостоятельно. Он слушал лекции в Утрехтском университете, изучал машиностроение в Цюрихе. Известный физик Август Кундт взял любознательного и талантливого молодого человека к себе в ассистенты. Прошло несколько лет, и Рентген стал профессором в Страсбурге, а с 1894 года он — ректор Вюрцбургского университета.
Открытие рентгеновских лучей произошло 8 ноября 1895 года. В тот день Рентген допоздна работал в своей лаборатории. Уже собираясь уходить, он затушил лампу и вдруг в темноте увидел легкое зеленоватое свечение. Светилось вещество в баночке, стоящей на столе. Рентген увидел, что забыл отключить один прибор – электронную вакуумную трубку. Он отключил трубку – свечение исчезло, снова включил – появилось. Самым удивительным было то, что прибор стоял в одном углу лаборатории, а баночка со светящимся веществом – в другом. Значит, решил ученый, от прибора исходит какое-то неизвестное излучение. Понимая, что столкнулся с новым явлением,
Р ентген начал внимательно исследовать загадочные лучи. Напротив трубки он установил экран и, чтобы определить силу излучения, помещал между ними разные предметы. Книга, доска, листы бумаги – все они оказались прозрачными для лучей. Рентген подставил под лучи коробку с набором гирь. На экране стали хорошо видны их тени. Под пучок лучей случайно попала рука ученого. Рентген замер на месте. Он увидел собственные двигающиеся кости руки. Костная ткань подобно металлу оказалась непроницаема для лучей. Первой о выдающемся открытии рентгеновских лучей узнала жена ученого. Рентген с помощью Х-лучей сфотографировал руку фрау Берты. Это был первый в истории рентгеновский снимок.
Рентгеновское излучение.
Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением (от 10 эВ до
1 МэВ), что соответствует длинам волн от
103,1 до
10−2 Å (от
10−7 до
10−12 м).
Источники рентгеновских лучей.
Рентге́новская тру́бка — электровакуумный прибор, предназначенный для генерации рентгеновского излучения.
Излучающий элемент представляет собой вакуумный сосуд с тремя электродами: катодом, накалом катода и анодом.
Основными конструктивными элементами рентгеновской трубки являются металлические катод и анод.
Далее из-за большой разности потенциалов между катодом и анодом (десятки — сотни киловольт) поток электронов ускоряется и приобретает большую энергию. Полученный ускоренный пучок электронов попадает на положительно заряженный анод. Достигая анода, электроны испытывают резкое торможение, моментально теряя большую часть приобретённой энергии. При этом возникает тормозное излучение рентгеновского диапазона. В процессе торможения лишь около 1% кинетической энергии электрона идёт на рентгеновское излучение, 99% энергии превращается в тепло. Чтобы предотвратить перегрев анода, в мощных рентгеновских трубках применяют водное или масляное охлаждение и вращающийся анод
Рентгеновские трубки работают в режиме почти плоского диода, поэтому ток через трубку определяется ЗАКОНОМ СТЕПЕНИ ТРЁХ ВТОРЫХ (при неизменной температуре катода), (Ia=K*Ua^3/2), где Ia - ток анода, Ua - напряжение анода, К - коэффицент пропорциональности, индивидуальный для каждой лампы (трубки). Для регулировки тока через трубку управляют количеством испускаемых электронов, то есть изменяя напряжение накала.
Типичные значения анодного напряжения в медицинских трубках для рентгенографии — 60...80 кВ, тока — десятки мА, таким образом импульсная мощность составляет несколько кВт. При рентгеноскопии используется непрерывный режим работы при токе несколько мА. Для р ентгенотерапии применяются трубки с анодным напряжением более 100 кВ для получения более жёсткого излучения.
Применение рентгеновского излучения в медицине
Методы диагностики с использованием X-лучей
На сегодняшний день свойства рентгеновских лучей позволяют широко применять их в рентгенодиагностике и рентгенотерапии. Рентгеновское излучение и полезно, и вредно для человека, смотря, в каких целях и какими дозами применять. Х-лучи позволяют выяснить особенности внутреннего строения живого организма и выявления заболеваний.
В настоящее время развитие техники для использования рентгеновского излучения в медицине шагнуло далеко вперед.
Существует несколько методов рентгенодиагностики:
Рентгеноскопия.
Флюорография.
Рентгенография.
Компьютерная томография (КТ).
Рентгеновские лучи проходят через тело пациента, после чего специалист, который проводит процедуру, сможет увидеть его теневое изображение. Для защиты врача от вредного воздействия Х-лучей между ним и экраном должно присутствовать окно из свинца, который не пропустит рентгеновские лучи.
Рентгеноскопия дает возможность провести обследование функционирования органов человека. Серьезным минусом этого способа исследования является сравнительно большая степень облучения пациента во время сеанса.
Флюорография представляет собой выполнение снимка теневого изображения с просвечивающего экрана. Местоположение пациента при таком методе диагностики должно быть между источником излучения и плоским экраном из люминесцентного вещества. Ткани организма человека имеют разную плотность, из-за этого создаются тени рентгеновского излучения различной интенсивности. Специалист проводит исследование изображения на экране и переходит к постановке диагноза.
Рентгенография имеет свои особенности. В данном случае, в отличие от вышеописанных способов, производится запись рентгеновского изображения на пленку. Чтобы провести исследование данным способом нужно расположить объект между источником Х-лучей и фотопленкой, функция которой — зафиксировать изображение, несущее данные о положении дел органа, именно в этот момент. Повторные рентгенографии предоставляют возможность следить за изменениями в больном органе. Этот способ диагностики очень эффективен в травматологии и стоматологии, потому что костные ткани состоят из кальция и не прозрачны для Х-лучей. Также рентгенография эффективна при диагностике пневмонии и туберкулеза.
Компьютеризированный томографический аппарат стал последним словом техники в современной медицине. При помощи этого прибора можно проводить исследование мягких тканей человека. Работа современных томографов построена на следующем принципе: большой пучок Х-лучей в форме веера перекрывает объект исследования и проходит через все тело человека. Результат записывается волноулавливающими датчиками. Продолжительность процедуры составляет не более 10 с. Томография имеет множество плюсов в сравнении с другими методами рентгенодиагностики. КТ содержит высокое качество картинки на экране компьютера, что позволяет увидеть самые незначительные изменения, которые не могут зафиксировать другие исследования. Еще одним существенным преимуществом метода можно назвать уменьшение дозы облучения, которую пациент получает во время процедуры.
4.Опасные факторы рентгеновского излучения.
Опасность же заключается в том, что рентгеновские лучи действуют по принципу радиации, превращая нейтральные атомы в положительно или отрицательно заряженные ионы. В свою очередь, это может вызвать изменение структуры клеток, метаболизма и функционирования тканей, органов и всего организма.
Даже при незначительной, но частой дозе облучения возможны изменения в хромосомном аппарате клетки - мутации. Самую большую опасность для пациента представляют процедуры, требующие длительного нахождения в зоне излучения. К таким относятся операции сопоставления осколков костей при травмах, некоторые исследования пищевода и желудка. Кроме того, существуют сведения, что рентгеновские лучи обусловливают образование опухолей.
Специалисты провели исследование на основе статистических данных и установили, что риск есть, но он преувеличен — опасность существует примерно для 1,5-2% от общего количества проходящих процедуру. Облучения могут привести к следующим негативным последствиям в зависимости от его дозы. Возможно изменение состава крови на короткий промежуток времени, если облучение было в небольшом избытке.
В случае длительного рентгеновского облучения состав крови меняется безвозвратно.
Вследствие этого могут возникнуть:
Раковые заболевания;
Раннее старение и смерть;
Образование катаракт;
Генетические изменения.
Современные доктора сделали все возможное, чтобы снизить негативное влияние рентгеновских лучей. Для этого в рентгеноскопических анализах используются только лучи с низкой энергией, а организм человека подвергается облучению на короткий промежуток времени.
4.1. Заключение.
Таким образом, рентгеновские лучи представляют собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны 105 – 102 нм. Рентгеновские лучи могут проникать через некоторые непрозрачные для видимого света материалы.
Испускаются они при торможении быстрых электронов в веществе и при переходах электронов с внешних электронных оболочек атома на внутренние. Источниками рентгеновского излучения являются: рентгеновская трубка, некоторые радиоактивные изотопы, ускорители и накопители электронов.
Приемники – фотопленка, люминисцентные экраны, детекторы ядерных излучений. Рентгеновские лучи применяют в рентгеноструктурном анализе, медицине, дефектоскопии, рентгеновском спектральном анализе.
Список используемых источников.
Кудрявцев П.С. История физики. – М., 1956.
Лучевая диагностика и терапия. С.К. Тернова, В.Е. Синицын, ГЭОТАР-Медиа, г. Москва, 2010.
Медицинская рентгенология. Л.Д. Линденбратен, Л.Б. Наумов, Медицина, г. Москва, 1984.
Медицинская и биологическая физика. В.Н. Федорова, Е.В. Фаустов, ГЭОТАР-Медиа, г. Москва, 2008.
Н.С.Пурышева, Н.Е.Важеевская, В.М.Чаругин учебник физики 9 класс.
Википедия.
|
|
|
Скачать 168.87 Kb.