Röntgen

Nimi viittaa X-ray sähkömagneettiset, näkymätön ihmissilmälle, pystyvät tunkeutumaan läpinäkymätön elinten ja tulostus valokuvausfilmit säteilyä. Nykyinen digitaalinen järjestelmien avulla saada ja näyttää radiografiakuvan suoraan tietokoneeseen ilman tulostusta. Aallonpituus on välillä 10-0,01 nanometriä, mikä vastaa taajuuksien välillä 30-30000 PHZ.

Määritelmä

X-säteet ovat sähkömagneettista säteilyä saman luonteisia kuin radioaaltoja, ultraääni aallot, infrapuna, näkyvä valo, UV-säteilyä ja gammasäteilyä. Perustavanlaatuinen ero gammasäteillä on niiden alkuperä: gammasäde ydinperäisen säteilyn tuotetaan de-magnetointi nukleoni välillä innoissaan vähemmän energiaa ja hajoaminen radioaktiivisten isotooppien tasolla, kun taas röntgenkuvat extranuclear tapahtumia ilmenee tasolla elektronin rata, tuotetaan pääasiassa hidastuvuus elektroneja. Energiaa röntgensäteiden yleensä on välillä ultravioletti- ja gamma-säteily tuottaa luonnollisesti. X-säteet ovat ionisoivaa säteilyä koska kun vuorovaikutuksessa asia tuottaa ionisoitumisen atomeista, eli varautuneita hiukkasia on peräisin.

Löytö

Tarina alkaa röntgen kokeita brittiläinen tiedemies William Crookes, joka tutki yhdeksästoista luvulla tiettyjen kaasujen kun niihin kohdistuu virtapiikeiltä. Nämä kokeet tehtiin elektroniputki, ja elektrodit tuottaa korkea jännite virtaukset. Hän kutsui Crookes putki. Tämä putki, on lähellä valokuvaus- levyt, syntyy samalla joitakin epätarkkoja kuvia. Vaikka löytö, Nikola Tesla, vuonna 1887, alkoi opiskella vaikutus luoma Crookes putket. Yksi tuloksena hänen tutkimus oli tiedeyhteisön varoitti vaara biologisiin organismeihin johon kuuluu altistumista säteilylle.

Saksalainen fyysikko Wilhelm Conrad Röntgen löysi röntgensäteilyn 1895, kun taas kokeilleet Crookes putket ja Hittorff-induktiokela tutkimaan violetti tuotettu fluoresenssi katodi säteet. Kattamisen jälkeen putki mustalla poistaa näkyvän valon pahvi, hän huomasi heikko hehku keltainen-vihreä näytön kerros platinaa barium syanidia, joka katosi sammuttamisen jälkeen putki. Se katsoi, että säteet luonut erittäin läpitunkevaa säteilyä mutta näkymätön ulottuu suuri paksuudet paperia ja vielä vähemmän tiheää metalleja. Hän käytti valokuvauslevyille osoittamaan, että esineet olivat enemmän tai vähemmän avoimia röntgenkuvat paksuuden mukaan ja suoritti ensimmäisen ihmisen radiografian, käyttäen käsi hänen vaimonsa. Hän kutsui heitä "tuntematon säteitä" tai "X-ray", koska tiesin mitä ne olivat, vain että ne kertyi katodi säteet osuessaan tiettyjen materiaalien. Vaikka myöhemmin havaintoja ilmiön luonteesta, päätettiin, että säilyttää tämän nimen. Keski-Euroopassa ja Itä-Euroopassa, Röntgen säteet kutsutaan säteiltä.

Uutiset löytö röntgensäteiden vapautuu hyvin nopeasti maailmassa. Röntgen käytiin lukuisia palkintoja: keisari Wilhelm II Saksan myönsi hänelle Order of Crown ja sai Rumford mitali Royal Society of London vuonna 1896, kanssa Barnard mitali Columbian yliopiston ja Nobel-palkinnon Fysiikan vuonna 1901.

Tuotanto röntgenkuvat

Röntgenkuvat voidaan nähdä, kun palkki hyvin energinen elektronit hidastaa osuessaan metallia tavoite. Mukaan klassinen mekaniikka, kiihdytetty lähettää sähkömagneettista säteilyä, siten, järkytys tuottaa jatkuva röntgenspektrissä tietystä minimipituus riippuu elektronin energian aalto. Tämäntyyppinen säteilyn kutsutaan bremsstrahlung tai "jarrutus säteilyä." Lisäksi, atomit metallisen materiaalin päästää monokromaattista röntgensäteilyä myös, joka tunnetaan linja päästöjen ominaisuus materiaalia. Toinen lähde röntgensäteilyn synkrotronisäteilyn säteilyä hiukkaskiihdyttimissä.

Tuotantoon röntgen laboratoriot, sairaalat, jne. filamentti tai putkien kaasulla: röntgenputket, joka voi olla kahdenlaisia ​​käytetään.

Putki hehkulanka on lasi elektroniputki jossa kaksi elektrodia ovat päistään. Katodi on volframihehkulankainen ja anodi on metalli lohko ominaisuus emissioviiva halutun energiaa. Elektronit tuotetaan katodilla ovat keskittyneet siihen pisteeseen, ja valkoinen röntgensäteitä seurauksena syntyvän törmäyksen. Yhteensä säteily saavutetaan vastaa 1% energiasta haihtua; loput ovat elektroneja ja lämpöä, niin anodi on jäähdytettävä ylikuumenemisen estämiseksi rakenteen. Joskus, anodi on asennettu pyörivälle moottori; lämmitys pyöritetään jatkuvasti on tasaisesti jakautunut anodipinnalla ja voi toimia suuremmalla teholla. Tässä tapauksessa laite tunnetaan nimellä "pyörivä anodi." Lopuksi, X-ray-putki on ikkuna läpinäkyvä X-säteet, jotka on valmistettu beryllium, alumiinista tai kiillettä.

Kaasuputken on paineessa noin 0,01 mmHg ja ohjataan venttiili; Se on kovera alumiini katodi, joka mahdollistaa keskittyen elektronit ja anodi. Ionisoituneen hiukkaset typen ja hapen, läsnä putkessa, houkutellaan katodi ja anodi. Positiivisia ioneja ovat houkutelleet katodi ja pistää elektroneja tähän. Myöhemmin elektroneja kiihdytetään kohti anodi suurella energioita tuottaa röntgenkuvat jälkeen jäähdytyksen mekanismi ja ikkuna ovat samat kuin ovat putken hehkulampun.

X-ray ilmaisin

Eri havaitsemisjärjestelmät X-ray ensimmäisen ilmaisimen, jota käytetään tähän tarkoitukseen filmien valmistettiin sopivalla emulsio aallonpituuteen röntgenfilmin herkkyys määritetään massan absorptiokerroin ja Se rajoittuu erilaisia ​​spektriviivojen. Haitta näistä elokuvista on hyvin rajallinen dynaaminen alue ja pitkä ja manipulointia tarvitaan paljastaa niitä, joten on lakattu.

Viime vuosikymmeninä kahdennenkymmenennen vuosisadan alkoi kehittää uusia ulotteinen ilmaisimet pystyy suoraan tuottaa skannatun kuvan. Näistä "kuvalevyille" päällystetty fosforoivaa materiaali jossa elektronit lisätä valtaansa imeä diffraktoituneen röntgenkuvat ja ovat jumissa tällä tasolla väri keskuksissa lasketaan. Elektronit vapauttaa energiaa valaisemaan levy laser valoa lähettävä valo verrannollinen tapaus röntgen intensiteetin levylle. Nämä ilmaisimet ovat suuruusluokkaa herkempi kuin filmien ja on dynaaminen alue korkeampi moninkertaisesti. Toinen tyyppi digitaalisen ulotteinen ilmaisimen on laajalti käytetty fluoresoivan levyn, joka on kytketty CCD-kamera. 2000-luvulla he alkoivat käyttää valodiodeja linjassa muodostaen levy, nimeltään PAD.

Muita yleisesti käytettyjä ilmaisimet havaitsemiseksi röntgensäteitä ionisoivaa laitteita, jotka mittaavat määrä ionisaation tuote vuorovaikutus röntgensäteiden kanssa kaasumolekyylien. Vuonna ionisointikammion, negatiiviset ionit ovat houkutelleet anodi ja positiiviset ionit katodia kohti, muodostavan virran ulkoiseen piiriin. Aktuellin tuotetun ja säteilyn intensiteetti on suhteessa, joten se voidaan arvioida määrää x-ray-fotonit aikayksikköä kohti. Laskurit käyttävät tätä periaatetta ovat geigerlaskuri, suhteellinen laskuri ja skintillatioilmaisimelle. Nämä ilmaisimet vaihtelevat niitä tavalla signaalin vahvistus ja herkkyys ilmaisimen.

Spectra

Jatkuva spektri

X-ray-putki, jossa on kaksi elektrodia, elektronin lähde ja kohde. Elektronit kiihdytetään välinen jännite katodi ja anodi. Säteily tuotetaan aivan vaikutusalueella elektronien pääsee kaikkiin suuntiin.

Energia saama elektronit määräytyy jännite kahden elektrodin välillä. Koska elektronin nopeus voi nousta jopa on otettava huomioon relativistiset vaikutuksia, niin että,

Eri elektronit törmäävät yhtä valkoinen, joten tämä voi antaa energiaa yhdestä tai useammasta törmäykset, jotka tuottavat jatkuvan spektrin.

Fotonin energia synnyttämä energiansäästöön ja ottaen Planckin postulaatit:

Jossa K ja K 'on elektronin energia ennen ja jälkeen törmäyksen, vastaavasti.

Leikkauspiste kanssa x-akselilla kuvaaja jatkuvan spektrin, on minimipituus että fotoni ulottuu nopeutettava tiettyyn jännite. Tämä voidaan selittää mistä näkökulmasta elektronien törmäävät ja antaa kaiken energiansa. Pienin aallonpituus on:

Kokonaisenergia emittoima sekunnissa on verrannollinen pinta-ala käyrän alla jatkuvan spektrin, atomien määrä kohde ja elektronien lukumäärä sekunnissa. Ja intensiteetti on:

Missä on suhteellisuuden vakio m noin 2 vakiona.

Spectrum ominaisuus

Kun elektronit kiihdytetään röntgenputki on tietty kriittinen energiaa, se voi olla lähellä sisempi alikerroksessa atomien jotka muodostavat kohde. Koska energia saamat elektroni, tämä voi paeta atomi, jolloin atomi innostunut valtion äärimmäisen. Lopulta, atomi palaa tasapainotilaan lähettämällä sarja korkean taajuuden fotonit, jotka vastaavat kirjo röntgen linjat Tämä epäilemättä riippuu koostumuksesta, jossa tapaus röntgensädesuihkun varten molybdeeni, kuvaaja jatkuvan spektri osoittaa kaksi piikkiä, jotka vastaavat K-sarjan viivaspektri, nämä ovat päällekkäin kanssa jatkuvan spektrin.

Intensiteetti kaikilla rataosuuksilla riippuu ero jännitteen ja jännite tarvittavat ajo vastaava rivi, ja on:

Jossa n ja B ovat vakioita, ja i on elektronien lukumäärä aikayksikössä.

X-ray diffraction, K määrä materiaalin käytetään tavallisesti. Koska tämä tekniikka vaatii kokeita käyttäen monokromaattista valoa, elektroneja kiihdytetään röntgenputki oltava energiat yli 30 keV. Tämä mahdollistaa leveys linjan K käytetty on hyvin kapea. Suhde pituuden kaikilla rataosuuksilla erityisesti ja atomi numero annetaan lailla Moseley.

Röntgenkuvat vuorovaikutuksessa asia

Kun röntgenkuvat vuorovaikutuksessa asia, ne voi imeytyä osittain ja osittain lähetetään. Tämä ominaisuus käytetään lääketieteessä tehdä elokuvia.

X-ray imeytyminen riippuu etäisyydestä että ne kulkevat ja intensiteetti. Se annetaan

Joka on ominaista materiaalin ja riippumaton olomuoto. Se on lineaarinen absorptiokerroin ja materiaalin tiheys.

Jos materiaali koostuu eri tekijöistä, massa absorptiokerroin on lisäaine, siten, että:

Mikä tarkoittaa osa olennainen osa.

Terveysriskejä

Tapa, jolla säteily vaikuttaa terveyteen riippuu annoksen koko. Altistuminen pieniä annoksia röntgensäteitä, jolle ihmiset altistuvat päivittäin eivät ole haitallisia. Sen sijaan tiedetään, että altistuminen valtavat määrät voivat aiheuttaa vakavia vaurioita. Näin ollen, se ei ole suositeltavaa altistetaan ionisoivalle säteilylle enemmän kuin on tarpeen.

Altistuminen suuria määriä röntgensäteilyä voi tuottaa vaikutuksia, kuten palovammoja, hiustenlähtö, synnynnäisiä epämuodostumia, syöpää, kehitysvammaisuus ja kuolema. Annos määrittää, onko vaikutus ilmenee ja kuinka ankarasti. Ilmentymä vaikutuksia, kuten palovammojen, hiustenlähtö, hedelmättömyyttä, pahoinvointi, ja kaihia, jotka ovat alttiina pienen annoksen. Jos annos on noussut yli annos kynnysarvon vaikutus on vakava. Ryhmissä altistuvien ihmisten pieniä annoksia säteilyä on osoitettu lisäävän psykologista painetta. Se on myös dokumentoitu heikentyvän henkisiä ihmisiä altistuu useita tuhansia rad ionisoivan säteilyn.

Sovellukset

Lääketieteen

Koska Röntgen löysi röntgenkuvat sallia kaapata luiseva rakenteita, se on kehittänyt teknologian käytettäväksi lääketieteessä. Radiologian on erikoisalaa, joka käyttää x apuna lääketieteellisen diagnoosin, käytännössä yleisin käyttö röntgensäteiden

X-säteet ovat erityisen käyttökelpoisia havaitsemaan sairauksien luuranko, mutta käytetään myös diagnosoida pehmytkudoksen sairaudet, kuten keuhkokuume, keuhkosyöpä, keuhkoödeema, paiseet.

Muissa tapauksissa, käyttö röntgensäteet on rajallinen, kuten seurannassa aivoissa tai lihaksissa. Vaihtoehdot näissä tapauksissa ovat tietokonetomografia, magneettikuvaus tai ultraääni.

Röntgenkuvat käytetään myös reaaliaikaisesti menettelyjä, kuten varjoainekuvaus, tai kontrastia tutkimuksia.

Muut

X-säteet voidaan tutkia rakenteen kiteisen materiaalin kokeet XRD olevan samanlainen pituus välistä etäisyyttä atomien kidehilan aalto. Röntgensädediffraktiolla on yksi hyödyllisiä työkaluja alalla crystallography.

Sitä voidaan myös käyttää määrittämään vikoja tekniset osat, kuten putkia, turbiinit, moottorit, seinät, palkit, ja yleensä lähes mitä tahansa rakenne-elementin. Hyödyntämällä ominaisuus imeytymistä / siirto röntgenkuvat, jos käytämme lähde röntgenkuvat yhtä seuraavista elementtejä, ja tämä on täysin täydellinen, kuvio imeytymistä / siirto, on sama koko komponentti, mutta jos meillä on puutteita, kuten pieniä reikiä, menetys paksuus, halkeamia, sulkeumat materiaali meillä epätasainen kuvio.

Tämä mahdollisuus sallii käsitellä kaikenlaisia ​​materiaaleja, vaikka yhdisteitä, viittaamalla kaavoja, jotka käsittelevät massa absorptiokerroin. Ainoa rajoitus on materiaalin tiheys on tutkittava. Sillä tiheämpi materiaalit, jotka johtavat ei lähetetä.

  0   0
Edellinen artikkeli Unified Communications
Seuraava artikkeli Martin Petrov

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha