Рентгенски зраци

Од Википедија, слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај

Рентгенските зраци, уште наречени и Х-зраци (икс-зраци), претставуваат форма на електромагнетно зрачење и се дел од електромагнетниот спектар со фреквенции од 3×1016 до 3×1019 Hz, односно со бранови должини од 0,1 до 10 нанометри (0,110-9 до 1×10-8 m) и енергија во опсег од 120 eV до 120 keV. Зраците се јонизирачки и поради големата енергија се користат во радиологијата (за медицински цели), како и во кристалографијата за одредување на структурата на кристалите.

Една од првите слики на рентгенските зраци од 1896 год. Сликана е раката на Алберт фон Киликер, пријател на Рентген.

Карактеристики[уреди]

Рентгенските зраци спаѓаат во јонизирачкото зрачење, што значи дека тие зраци се електромагнетно активни и имаат полнеж (набој). Поради својата голема енергија зраците се многу продорни и при поголема доза можат да ги оштетат ткивата.

Историја[уреди]

Германскиот физичар Вилхелм Конрад Рентген се смета за пронаоѓач на Х-зраците, бидејќи тој е првиот кој систематски ги истражувал, иако не е и првиот кој ги набљудувал нивните ефекти. Тој им го дал името "Х-зраци" [1], иако денес многу е раширен називот “рентгенски зраци“ (гер. Röntgenstrahlen).

Во 1895 година Рентген објавил дека во модифицирана Круксова цевка (Crookes tube) открил невидливи зраци што предизвикуваат флуоресценција, поминуваат низ материјалите и не можат да се отстранат во магнетно поле. Тој ги нарекол Х-зраци затоа што нивната природа тогаш била непозната, иако подоцна се покажало дека тие и претходно биле забележани при некои експерименти. На пример, Никола Тесла ги произвел со делување на електрично поле со висока фреквенција.

Добивање[уреди]

Рентгенското зрачење настанува кога електрони со голема брзина удираат во метал, при што доаѓа до нивно нагло забавување и исфрлање од внатрешните електронски обвивки на атомите на металот. Со забавувањето се создава континуиран спектар на т.н. закочено зрачење (гер. bremsstrahlung), а со пополнување на местата од кои биле исфрлени електроните се добиваат спектрални линии.

Вообичаен начин за нивно добивање е во рентгенска цевка. Таа претставува вакуумска цевка на која од едната страна се наоѓа анода, а од другата катода покрај која има вжарувачко влакно. Во однос на анодата катодата е под висок напон. Кога низ вжарувачкото влакно ќе потече електрична струја тоа се вжарува, па катодата исфрла електрони кои се забрзуваат во електричното поле помеѓу катодата и анодата. Електроните удираат во анодата (што се врти за да има подобро ладење) која е изработена од материјали што се отпорни на висока температура, како што е молибден и волфрам. При тоа, 99% од енергијата на електроните се претвора во топлина, а само 1% се претвора во јонизирачко зрачење, односно Х-зраци[2] што под прав агол излегуваат низ мал отвор на рентгенската цевка.

X-зраци добиени
од напон под:
минимална дебелина
на оловната плоча
75 kV 1.0 mm
100 kV 1.5 mm
125 kV 2.0 mm
150 kV 2.5 mm
175 kV 3.0 mm
200 kV 4.0 mm
225 kV 5.0 mm
300 kV 9.0 mm
400 kV 15.0 mm
500 kV 22.0 mm
600 kV 34.0 mm
900 kV 51.0 mm

Ризици и заштита[уреди]

Рентгенските зраци што се користат за дијагностички цели во медицината, првенствено каj т.н. КТ скенови (CAT или CT scanning - “компјутерска томографија“) при поголема доза го зголемуваат ризикот од развој на рак кај лицата кои се изложени подолг период.[3][4][5] X-зраците се класифицирани како канцерогени и од страна на Меѓународната агенција за истражување на ракот на Светската здравствена организација и од американската влада[6][7]. Се проценува дека 0,4% од сегашните заболувања од рак во САД се должат на компјутерската томографија (КТ скеновите) извршени во изминатиот период и дека ова може да се зголеми до 1,5-2% според стапката на употребата на КТ скеновите во 2007 година.[8]

Оловото најчесто се користи како штит од Х-зраците поради својата висока густина (11.340 кг/м3), моќта што ја има за нивно запирање, лесното инсталирање и релативно ниската цена.

Табелата ја прикажува препорачаната дебелина на оловни плочи во функција за заштита од енергијата на Х-зраците, според препораките од Вториот меѓународен конгрес за радиологија.[9]

Наводи[уреди]

  1. Novelline, Robert. Squire's Fundamentals of Radiology. Harvard University Press. 5th edition. 1997, ISBN 0674833392
  2. Whaites, Eric; Roderick Cawson (2002). „Essentials of Dental Radiography and Radiology“. Elsevier Health Sciences. стр. 15–20. ISBN 044307027X. http://books.google.com/?id=x6ThiifBPcsC&dq=radiography+kilovolt+x-ray+machine. 
  3. Hall EJ, Brenner DJ (2008). „Cancer risks from diagnostic radiology“. „Br J Radiol“ 81 (965): 362–78. doi:10.1259/bjr/01948454. PMID 18440940. 
  4. Brenner DJ (2010). „Should we be concerned about the rapid increase in CT usage?“. „Rev Environ Health“ 25 (1): 63–8. doi:10.1515/REVEH.2010.25.1.63. PMID 20429161. 
  5. De Santis M, Cesari E, Nobili E, Straface G, Cavaliere AF, Caruso A (2007). „Radiation effects on development“. „Birth Defects Res. C Embryo Today“ 81 (3): 177–82. doi:10.1002/bdrc.20099. PMID 17963274. 
  6. Roobottom CA, Mitchell G, Morgan-Hughes G (2010). „Radiation-reduction strategies in cardiac computed tomographic angiography“. „Clin Radiol“ 65 (11): 859–67. doi:10.1016/j.crad.2010.04.021. PMID 20933639. 
  7. „11th Report on Carcinogens“. Ntp.niehs.nih.gov. http://ntp.niehs.nih.gov/ntp/roc/toc11.html. конс. 8 ноември 2010. 
  8. Brenner DJ, Hall EJ (2007). „Computed tomography—an increasing source of radiation exposure“. „N. Engl. J. Med.“ 357 (22): 2277–84. doi:10.1056/NEJMra072149. PMID 18046031. 
  9. Alchemy Art Lead Products – Lead Shielding Sheet Lead For Shielding Applications