Жоспар:
Рентген сәулесінің ашылуы.
Рентген сәулесінің қасиеті.
Рентген сәулесінің қолданылуы.
Жылулық сәулелену және люминесценция.
1895 жылы неміс физигі Вильгельм Конрад Рентген катодтық сәулелердің көмегімен пайда болатын люминесценция құбылысын зерттеп, түрлі тәжірибелер өткізді. Люминесценция (лат. lumen — жарық, escent — әлсіз) — табиғатта кездесетін кейбір заттардың сыртқы факторлар себебінен сәуле шығару құбылысы. Табиғатта люминесценцияны кейбір жәндіктердің түнде жарқырауы, шіріген ағаштардың, минералдардың жарық шығаруы, солтүстік шұғыла (полюстік шұғыла) құбылыстарында бақылауға болады. Люминесценттік жарқырау сипаты бірдей болып көрінетін нәрселерді бір-бірінен айырып алуға мүмкіндік береді. Бұл — іріктеу люминисценттік анализ тәсілі. Осы тәсілмен медицинада аурудың диагнозын қояды. Ал ауыл шаруашылығында тұқымның сапасын зерттейді, сол сияқты мұнайдың құрамын анықтап, алмаздарды іріктейді. Әсерді көбейту үшін физик электронды сәулелі түтікшенің ішіне люминесценция тудырушы затты салып, күн сәулесі өтпейтіндей етіп зертханадағы барлық терезелерді жауып тастаған. Электронды сәулелі түтікшені қосқанда, Рентген қызық оқиғаны байқайды.
Бөлменің бір бөлігінде жап-жарық сәуле пайда болады. Зейін қойып бәрін зерттей бастағанда, Рентген сәуленің барий платиноцианидпен, яғни люминесценттеуші затпен қапталған қағаздан шығып тұрғанын байқайды.Бұндайды күтпеген ғалым бірден шамды өшіруге асықты. Жарық сәуле өшті. Қайтадан қосқанда, жарық қайта пайда болды. Сонда, ғалым люминесценттеуші затпен қапталған қағазды басқа бөлмеге апарғанда, ол жарық болып, сәулеленіп тұрған. Сонда Рентген сәуленің тек қағаздан ғана емес, басқа да заттардан өте алатынын түсінді. Бұндай құбылысқа түсініктеме таба алмаған физик сәулелерді - Х сәулелері деп атап кеткен. Бұл бағытта Вильгельм Конрад бір жылға жуық зерттеу жұмыстарын жүргізіп, жүздеген теориялық мақалаларды жариялаған. Рентгеннің ізбасарлары да көптеген ғылыми мақалалардың авторлары атанғанымен, бұл жобаға айтарлықтай жаңалық енгізбеді. Кейін Рентгеннің х-сәулелеріне деген қызығушылығы жоғалып, ол бұл бағыттағы жұмыстарын тоқтатады. Кейін Рентгеннің шәкірті Абрама Фёдорович Иоффенің ұсынысымен Х-сәулелерді "Рентген" сәулелері деп атап кеткен.
В.Рентген өзінің ашылуының авторы 50 жасында Вюрцбург университетінің ректоры қызметін атқарып, өз заманының ең жақсы экспериментаторларының бірі ретінде танымал болды. Америкалық Эдисон алғашқылардың бірі болып Рентгеннің ашылуына техникалық қосымшаны тапты. Ол ыңғайлы демонстрациялық аппарат құрды және 1896 жылдың мамыр айында Нью-Йоркте рентгендік көрме ұйымдастырды, онда келушілер өз қолдарын жарқыраған экранда тексере алады. Эдисонның көмекшісі үнемі демонстрация кезінде алған қатты күйіктерден қайтыс болғаннан кейін өнертапқыш рентген сәулелерімен одан әрі эксперименттерді тоқтатты.
Рентген сәуле шығаруын классикалық электромагниттік теорияның аясында түсіндіруге болады. Бұл теория бойынша үдей қозғалатын зарядталған бөлшек міндетті түрде сәулеленуі тиіс. Қарастырылып отырған жағдайда электрон антикатодқа соғылып тежеледі де, теріс үдеу алады, сондықтан ол сәулеленеді.
Электрондардың m энергетикалық деңгейден n энергетикалық деңгейге өтуі кезінде атом энергиясы ∆E=h?mn болатын фотондар ағынын шығарады. Осы фотондар ағыны жиілігі үлкен рентгендік сәулелер болып табылады. Тежелу барысында жылдам электронда біраз мөлшерде кинетикалық энергияларынан айырылады:
∆E=E1-E2 Бұл энергия рентгендік сәулелер фотонының энергиясына түрленеді: ∆E=h? Жылдам электрондардың тежелуі кезінде туындайтын сәулелер деп атайды. Терминологиялық ерекшелігі пайда болу тәсілінде рентген сәулелері электрондар (не атомдарда, не еркін) қатысуымен шығарылса, ал гамма сәулелері атом ядроларының қайтадан қозған үрдісінде шығарылады.
Рентген сәулелерінің өтімділігі жоғары, біздің денеміз бұл сәулелер үшін "мөлдір", осыны пайдаланып ішкі органдардың кескінің шығарып алып, ондағы ауытқушылықтарды зерттеуге болады. Міне, осылайша медицинада рентген сәулелері ауруды айқындап, диагноз қоюға мүмкіндік береді.
Рентген сәулелерінің табиғаты мен олардың спектрі.
Рентген сәулесі — гамма- және ультракүлгін сәулелер арасындағы диапазонды қамтитын электрмагниттік толқындар. Рентген сәулесі толқын ұзындығы 10(-8)м-ден 10(-12)м-ге дейінгі аралықтағы электромагниттік толқын болып табылады. Ол электромагниттік толқындар шкаласында ультракүлгін сәуле мен g-сәуле арасындағы бөлікті алып жатады.
Рентгендік сәуле көздері: рентген түтігі, жасанды және табиғи радионуклидтер, күн және басқа да ғарыштық денелер. Рентген сәулелері түзу сызық бойымен таралады. Электромагниттік өрісте ауытқымайды. Рентген сәулелерінің спектрі сызықты және үзіліссіз болып келеді. Сызықты спектр атомның электрондық қабатынан электрон атылып шыққан кезде, яғни атомның иондануы кезінде байқалады. Ал үзіліссіз спектр зарядталған жылдам бөлшектердің тежелуі кезінде сәуле пайда болғанда туындайды.
Толқын ұзындығы 1—2,5 нм (Букки-сәулелері) болып келген жұмсақ рентгендік сәулелер (затқа күшті жұтылатын) медицинада қолданылады, атап айтар болсақ, сәулелік терапияда. Өтімділік қабілеті күшті рентгендік сәулелер – қатты рентгендік сәуле деп аталады. Рентгендік сәулелер рентген түтігіндегі жылдам электрондардың анодтың атомдарымен соқтығысуы кезінде пайда болады. Жылдам электрондар қандай да бір заттың атомымен соқтығысқанда тез кинетикалық энергиясын жоғалтады. Бұл жағдайда сол энергияның көп бөлігі жылуға айналады да, шамамен 1-3%-тейі ғана рентген сәулесінің энергиясына айналады. Бұл энергия фотон түрінде тарайды.
Рентген сәулесі түзілу механизміне байланысты үздіксіз және сызықтық болады. Үздіксіз Рентген сәулесі зарядталған шапшаң бөлшектердің (мыс., катодтан ұшып шыққан электрондар) нысана атомдарының сыртқы электрондық қабаттармен әсерлесуі нәтижесінде, ал сызықтық Рентген сәулесі — ішкі электрондық қабаттармен әсерлесуі нәтижесінде пайда болады. Рентген сәулесінің затпен әсерлесуі кезінде Рентген сәулесі жұтылады, шашырайды немесе фотоэффект құбылысы байқалады. Әлсіреу заттың Рентген сәулесін жұтуынан не шашыратуынан болады. Спектрдің ұзын толқын аймағында Рентген сәулесінің жұтылуы, қысқа толқын аймағында — шашырауы басымырақ болады. Рентген сәулесінің жұтылу дәрежесі оның толқын ұзындығының және элементтің реттік номерінің артуына байланысты тез өседі. Рентген сәулесінің тірі организмдерге әсері оның тіндерін (ұлпаларын) иондау дәрежесіне қарай пайдалы немесе зиянды болуы мүмкін. Рентген сәулесінің жұтылуына байланысты болғандықтан, оның қарқындылығы Рентген сәулесінің биологиялық әсерінің өлшемі бола алмайды. Рентген сәулесінің затқа тигізетін әсерінің сандық шамасын есептеумен рентгенометрия айналысады, оның өлшем бірлігі Р(рентген). Рентген сәулелері өзімен электромагниттік толқын ұзындығын көрсетеді, атомдардың сызықтық өлшемдерімен салыстырғанда толқын ұзындықтары . Бұл көрінбейтін сәулелер кейбір кристалдық заттарда флоуресценциялық қабілетін шақырады (мырышты күкіртті қоспа, платино – синеродтық барий және т.б.), фотопластинкаларға әсер ете алады (көрінетін жарық үшін мөлдір емес экрандарды жарықтатуға) және газдарды иондайды. Рентген сәулеленуінің екі түрі белгілі: тежеуіш және сипаттамалық.
Тежеуіш сәулелену рентген трубкаларында жылдам электрондар анодқа шабуылдап тежеліп тоқтағанда вакуум ішінде пайда болады. Тежеуіш сәулелену қысқа толқынды бөлімдерде өкпек шекараның бар болуы, кинетикалық энергия және тез ұшатын оқталған бөлшектің (электронның) массасы жаппай спектрге ыдырайды.
Сипаттамалық рентген сәулелері атомдағы электронның ядро орбитасынан алыс жатқан жерінен жақынырақ жатқан орбитаға көшу кезінде пайда болады, егер тереңірек жатқан орбитада бос орын пайда болса, сипаттамалық рентген сәулесі газдардағы оптикалық спектрлерге ұқсас сызықтық спектрлігіне ие болады. Сызықтық спектральді рентген жиілігі мен (Z) элементтің реттік номерінен сипаттамалық шашырауды байланыстыратын заң Г. Мозглимен (1913) жылы ашылған болатын және ол келесідей түрде түсіндіріледі: жиілігі немесе сипаттамалық сызыққа сәйкес келетін квадрат түбірі элементтердің реттік номерінің сызықтық функциясы болып табылады.
Рентген сәулеленуінің жұтылу коэффициентіне заттың тығыздығы және сәулелену толқын ұзындығының табиғаты маңызды әсерін тигізеді. Рентген сәулелерінің заттан жоғарғы өтімділігі және де рентген сәулелерінің кристалдық торға дифракциясы тәжірибелік түрде оптикалық мөлдір емес заттардың құрылымын олардың бұзылмауынсыз зерттеуіне негіз болады.
Медициналық пленкалар құрамына кіретін рентгенолюминофорлар (рентген сәулелері әсерінен жарық шығарады және жарық сезгіш фотоэмульцияны жарықтандырады) күшейтілген экранмен комбинациялы түрде пайдаланылады. Кескінді алу әдісі рентгенография деп аталады. Ал флюорографияда кескін азайтылған масштабта алынады. Люминесценциялық заттарды (сцинтилятор) жарық сәулесінің (фотоэлектронды көбейткіштер, фотодиод және т.б.) электронды детекторымен оптикалық жалғауға болады, алынған құралды сцентилляциялық детектор деп атайды. Ол арқылы жеке фотондарды тіркеуге және олардың энергиясын өлшеуге мүмкіндік береді. Жартылай өткізгішті детекторларда рентген сәулелері диодтың p–n ауысуында электрон-кемтік жұбын шығарады. Сонда аз шамада ток ағып өтеді, оның амплитудасы түскен рентген сәулесінің қарқындылығы мен энергиясына пропорционал. Импульсты режимде жеке рентген фотондарын тіркеуге және олардың энергиясын өлшеуге мүмкін болады.
Рентген сәулелері иондалған сәулелері болып табылады. ол тірі ағзаның ұлпаларына әсер етеді және сәуле ауруының, сәулеге күю, қатерлі ісік ауруларының себебі болуы мүмкін. Сол себептен рентген сәулелерімен жұмыс жасағанда қорғану шараларын жасау қажет.Рентген сәулесі өте төмен фотон энергия мен сәуле шығару жиілігімен сипатталады (толқын ұзындығы өте жоғары), ал қатты рентген фотон энергиясы мен сәуле шығару жиілігі өте жоғары болуымен (және толқын ұзындығы өте төмен) сипатталады. Рентген сәулелері зарядталған бөлшектердің өте күшті үдетілген кезде (тежелген сәуле), не атомдар мен молекулалардың электрондық қабаттарындағы жоғары энергетикалық ауысулар пайда болады. Бұл екі эффекті де рентген түтігінде пайдаланылады.
Үдету және тежелу үрдісінде электроннның кинетикалық энергиясының 1% -ы ғана рентген сәулелерге, ал энергияның 99%-ы жылуға айналады. Рентген сәулелерін сонымен қатар зарядталған бөлшектердің үдеткіштерінде де алуға болады. Ал синхротронды сәуле бөлшек шоғының магнит өрісінде ауытқуынан пайда болады да, нәтижесінде олар қозғалысқа перпендикуляр бағытында үдеу алады. Бұл сәуле жоғары шекарасы бар тұтас спектрге ие. Таңдалған параметрлерге сәйкес (магнит өрісінің шамасы және бөлшектер энергясы) синхротронды сәуле спектрінде рентген сәулесін алынады. Рентген сәулелерінің толқын ұзындығы атом өлшемдерімен тең, сол себептен рентген сәулелері үшін линза жасайтын материал жоқ. Сонымен қатар бетке перпендикуляр түскен рентген сәулелері мүлдем шағылмайды. Осыған қарамастан рентген оптикасында рентген сәулелері үшін оптикалық элементтер салу мүмкіндіктері табылды.
Рентген сәулелері заттан өтіп кете алады, түрлі заттар оларды әртүрлі жұтады. Бұл сәулелердің жұтылуы рентгендік алмалысалмалы (түсірілімде) кезінде өте маңызды қасиеті болып табылады. Рентген сәулелерінің қарқындылығы жұтылу қабатында жүрілген жолға тәуелді экспоненциалды кемиді
Рентген сәулелерінің қасиеттері
Рентген ашқан сәулелер фотопластинаға әсер етеді, ауаның иондалуын туғызады бірақ кез келген бір заттардан айтарлықтай шағылмайды және сынбайды. Электромагниттік өріс олардың таралу бағытына ешқандай әсерін тигізбейді. Осыдан кейін бірден рентген сәулелері электрондардың кенет тежелуінен шығатын электромагниттік толқындар деген болжам жасалды. Спектрді көрінетін бөлігінің жарық сәулелері мен ультракүлгін сәулелерінен өзгеше рентген сәулелерінің толқын ұзындықтары біршама кіші болады. Кедергіге соқтығысатын электрондардың энергиясы неғұрлым көп болса, олардың толқын ұзындығы соғұрлым кіші болады. Рентген сәулелерінің жоғары өтімділігі және басқа ерекшеліктері дәл осы толқын ұзындығының шағын болуымен байланыстырылады.
Рентген сәулесінің мынадай қасиеттері бар:
Көзге көрінбейді, иісі, дәмі жоқ
Бағытын өзгертпей бір бағытта тарайды
Рентген сәулелерінің өтімділік қабілеті күшті. Сәуле шоғы денеден өткенде, денеге түскендегіден интенсивтілігі азаяды. Осы қасиетін медицинада аурудың ішкі мүшелерінің жағдайын көруге, сүйектердің сынықтарын, денеде бөтен дененің пайда болуын анықтау үшін қолданылады.
Егер рентген түтігі мен экран аралығына қолымызды қояр болсақ, онда қол сүйегі сәулені күштірек тоқтатады да, ал бұлшық ет әлсіз тоқтатады, экранда қол қаңқасының көлеңкесі пайда болады. Сол себепті рентген сәулесінің аз энергиясы түскен жердің жарықталынуы әлсіз болады.
Рентген сәулелері көрінетін жарық тәрізді фотографиялық пленканы қарайтады. Сол себепті зерттелген дене көлеңкесінің суретін алуға болады.
Рентген сәулесінің интенсивтілігі анод жасалған заттың Z зарядына пропорционал болып келеді. Анод пен катод арасындағы кернеу қаншалықты көп болса, рентген сәулесінің қуаттылығы да соншалықты үлкен болады.
Рентген сәулелерінің қолданылуы.
Рентген сәулелерін ауруды анықтау үшін пайдалану рентген сәулелерінің жұтылу қасиеттерінің ерекшелігіне негізделген. Адамның мүшелері түзілген ұлпалардың рентген сәулелерін жұту қабілеті әр түрлі болады, мысалы рентген сәулелерін жұмсақ ұлпалар нашар жұтады, сүйектің минерал заттары өте күшті жұтады. Сондықтан адамның мүшесінен рентген сәулелері өткенде оның интенсивтілігі түрліше кемиді де көлеңке кескіні түседі. Ол кескіннен адамның ішкі органдарының формасы мен орналасуы айқын көрінеді. Осындай кескіндер бойынша олардың сау не ауру екендігін білуге болады.
Рентген сәулелерінің көмегімен мысалы, адамның ішкі органының ауру-сауын айырғанда адамды рентген түтігімен флуоресценцияланғыш экранның аралығына тұрғызады да одан рентген сәулелерін өткізеді, содан экранның бетіне оның зерттелетін органдарының көлеңкелік кескіндері келтірілген. Флуоресценцияланғыш экранның орнынан рентген органның суретін (рентгенограммасын) түсіріп алуға да болады. Мұндай рентгенорамма флуоресценцияланғыш экран бетінде байқалатын кескінге ұқсас, бірақ контрастлығы керісінше болады, өйткені рентгенограмма негативті кескін болып табылады.
Рентген сәулелерін ауруды емдеу мақсатымен пайдалануға олардың биологиялық әсеріне негізделген. Рентген сәулелерінің биологиялық әсері тек олардың қатаңдығына және жұтылу мөлшеріне ғана емес, әр түрлі ұлпалардың рентген сәулесін сезгіштігіне де байланысты. Мысалы: мол рентген сәулелерінің әсерінен зардапты ісіктердің ұлпалары, сау ұлпалардан горі оңай бүлінеді, рак ауруын рентген сәулелерімен емдеу осыған негізделген.
Рентген сәулеленудің медицинада қолдануының ең маңыздыларының бірі – бұл диагностикалық мақсатпен ішкі мүшелерді сәулемен тексеру. Дигностика үшін 60-120кэВ қуатты фотондар қолданылады – бұл фотоэффект. Фотоэффект деп рентген сәулелерінің атоммен жұтылуы, нәтижесінде атомның ішкі терең қабаттарынан электрондардың ұшып шығуы. Оның маңызы фотон қуатының үшінші дәрежесіне қарсы пропорционалды, сондықтан қатаң сәулеленудің өту қабілеті жоғары және жұтқыш-зат атомдық нөмірінің үшінші дәрежесіне пропорционалды. Түрлі тіндердің рентген сәулелерін жұтуындағы елеулі айырмашылық адам денесінің ішкі мүшелерін көлеңкелеп көруге мүмкіншілік береді.
Рентгенодиагностика екі нұсқада қолданылады:
1. Рентгеноскопия - бейнені рентгенолюминисценттік экранда қарау
2. Рентгенография – бейне фотопленкаға түсіріледі
Егер тексерілетін мүше жәнеайнала қоршаған тін шамамен бірдей рентген сәулесін әлсіретсе, онда арнайы контрасттық заттар колданылады. Мысалы: асқазан және ішектің көлеңкесін көру үшін қоймалжың барий сульфаты массасы колданылады.
Ғылымның және техниканың кейбір тараулары рентген сәулесін пайдалану нәтижесінде өсіп нығайды. Рентген сәулесінің ерекше қасиеттерінің
бірі- оның ағашқа, киімге, адам денесіне, тіпті металдарға өтіп кететіндігінде. Адамның өн-бойына зиян келтірмей, аурудың ішкі органдарын толық тексеріп шығуға осы қасиетінің көмегі мол. Ал рентген сәулелері көзге бірден көрінбейді. Оны тек аспаптардың көмегімен ғана көруге болады, денеге кіріп сіңгенде ол сәулелер денені басқа затты кейбір нәрселердің көмегімен қараңғы жерде ғана жарық береді(яғни бұны люминисценция
дейді). Осыдан барып адамның сүйектері мен ішкі органдарының
ауру-
сауын көзбен көірп ажыратады. Мұны рентгеноскопия
деп атайды.
Рентген сәулелері осы кездегі техникада кеңінен қолданылады. Мысалы: металлургиялық өнеркәсіпте, металл өңдеуші және машина жасаушы заводтарда рентген сәулелерін, технологиялық процестерді бақылап-басқарып отыру үшін, материалдар мен детальдарды бұзбай-жармай, олардың ішінде ақаудың бар-жоғын білу үшін пайдаланады. Ол үшін рентген сәулелерін сыналатын детальдан өткізіп, мысалы фотопленкаға түсіреді. Сонда пленка қараяды. Оның қараю дәрежесі әрине түскен рентген сәулелерінің интенсивтілігіне байланысты, ал рентген сәулелерінің интенсивтілігі, оның детальдан өткенде бәсеңденуіне байланысты. Егер пленканың қараю дәрежесі барлық жерінде бірдей болмаса, онда пленканың көбірек қарайған орнына түскен рентген сәулелерінің интенсивтігі күштірек болғаны, яғни ол жерге түскен рентген сәулелері детальда аз жұтылғаны. Мысалы: металл құйманың ішінде кішкентай газды қуыс болса, оның рентгенограммасы осы айтылғандай болады, сонда пленканың көбірек қарайған орнына осы қуысты көрсетеді. Осылайша детальдың басқа ақауларын, ішіндегі жарығын, кірмелерін т.б. да білуге болады.
Рентген сәулелері өмірдің көптеген салаларында кеңінен қолданылып отыр. Солардың бірнешеуін атап өтейік. Медицинада атом мен ядролық физикалық факторларды диагностика мен емдеу ісінде қолданады. Соның ішінде диагностикалық бағытта қолдану В. Рентгеннің 1895 ж. Х-сәулесін ашқандығы туралы мәлімдемесінен басталады және ол рентгендиагностика (РД) деп аталады. Рентген сәулелерін ғылыми зерттеулерде өте кең түрде қолданылуда. Сонымен қатар рентген сәулесі рентгендік терапия мақсаттары үшін кеңінен қолданылады. Біз профилактикалық мақсатта жылына кем дегенде 1 рет рентгенге түсеміз. Бірақ, рентген сәулелерінің қаншалықты зиянды екендігін көбіміз біле білмейміз. Рентген сәулесі бүгінде тек медицинада ғана емес, басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Жетілген түрлері де шықты. Рентген сәулелері ағзаға өте зиян деп, жылына 1-ақ рет өкпені тексеруден өткіземіз. Дегенмен де, құрылғыдан бөлінетін сәуле ағзамызға әрқалай әсер етеді. Мысалға, іш-құрылысымызды аппарат арқылы тексерістен өткізген соң, 3 жыл көлемінде рентгенге түсуге болмайды. Ал кеуде тұсымыздағы зиянды сәулелер, 10 күн көлемінде тарқамайды. Қол-аяғыңыздағы радиация 1 күннен соң жоқ болып кетеді. Рентген суретке қарап, науқастың диагнозын тек дәрігерлер ғана анықтай алады. Егер де үйреніп, игеріп алар болсақ, еш қиындығы жоқ. Мысалы, дені сау адамның өкпесі егер ағза қабынса өкпе тұсында ақшыл дақтар пайда болады. Тоқ ішектің бойында жара болса, рентген суреттен қара дақты көреміз. Мінекей, рентген құрылғысының осындай құпиялары бар.
Рентгенография сүйек, тыныс алу және басқа дене жүйелерінің түрлі ауруларын диагностикалау үшін қолданылады. Зерттеуден бұрын пациент сәулелердің өтуіне кедергі келтіруі мүмкін барлық металл заттарды алып тастауы керек. Бірақ егер флюорографияны немесе омыртқаның рентгенографиясын жасау қажет болса, онда бұл жағдайда киімге дайын кескіндердің сапасы бұзылуы мүмкін болғандықтан, белге дейін шешінген жөн.
Әйел жынысына келетін болсақ, әйелдер үшін рентген кабинетінде көкірек киімін алып тастау өте қажет, өйткені оның жекелеген элементтері металдан жасалуы мүмкін (белдіктер, бекіткіштер), бұл зерттеу нәтижелерін бұзатыны сөзсіз.
Флюорографияға дұрыс дайындалу үшін қарапайым әрекеттерді орындау қажет: барлық зергерлік бұйымдарды, металл заттарды алып тастаңыз;суреттің сапасын бұзбау үшін ұзын шашты жоғары жинаңыз; тыныс алу кезінде өкпенің кеудесін толтырып, тыныс алуды тоқтатыңыз, өйткені тыныс алу кезінде өкпенің шекаралары олардың орналасуын өзгертеді.
Рентгенді аяқ-қолды, жақ сүйектерін, жамбас буындарын тексеру қажет болған кезде түсіреді, бірақ сонымен бірге дененің басқа аймақтарын қорғасын алжапқышымен, жилет жіне маскамен жабу керек. Бұл сіздің ішкі мүшелеріңізді зиянды иондаушы сәулелерден қорғауға көмектеседі.
Техниканың көптеген салаларында рентгендік дефектоскопия әр түрлі ақауларды, жарықтарды, қуыстарды, пісіру жіктерін, т.б. анықтауға мүмкіндік береді. Рентген құрылымдық талдау кристалл торындағы минерал атомдарының анорганикалық және органикалық қосылыстарының кеңістіктік орналасуын анықтайды. Рентген сәулесін қатты денелердің қасиеттерін зерттеуге қолданумен материалдар рентгенографиясы айналысады. Рентгендік спектроскопия заттардағы электрондардың күйлер тығыздығының энергия шамасы бойынша таралуын, химиялық байланыстың табиғатын зерттейді, қатты денелер мен молекулалардағы иондардың эффекттік зарядын табады. Ғарыштан келетін Рентген сәулесінің көмегімен ғарыштық денелердің химиялық құрамы мен ғарышта өтіп жатқан физикалық процестер туралы деректер алынады (қ. Рентгендік астрономия). Рентген сәулесі, сондай-ақ тамақ өнеркәсібінде, криминалистикада, археологияда т.б. жерлерде қолданылады. Соның ішінде:
Жүктерді тексеруде. Практикалық тұрғыдан алғанда медициналық рентгеноскопиядан айырмашылығы жоқ. Аэропортта, кедендік бақылау бекеттерінде және басқа да жерлерде қолданылады.
Рентгендік дефектоскопия. Құймалардағы ақауларды, рельстердегі сызаттарды табуға, пісірілген жіктердің сапасын анықтауға қолданылады.
Рентгендік құрылымдық анализ. Кез келген кристалдың атомдары реттелген үш өлшемді болып келеді. Рентген сәулелерін кристал арқылы жібергенде, кристалдың дифракциялық суретін алуға болады Егер кристалды түрлі бұрыштан қарайтын болсақ, оның ішкі құрылымындағы атомдарының қалай орналасқанын білуімізге болады.
Рентгендік микроскопия. Рентген сәулелері жарық сәулесіне қарағанда толқын ұзындығы біршама кіші болып келеді. Сондықтан рентген сәулесінің көмегімен өте кішкене заттарды, атап айтқанда жекелеген атомдарды көруге болады. Рентгендік микроскопияға арнап рентген сәулесін сындыратын арнайы линза жасалған. Рентгендік микроскоп электрондық микроскопты қолданғаннан гөрі қолайлы, себебі, ондағы зерттелетін затты ваккуға орналастырудың қажеті жоқ.
Рентгендік спектрлік анализ. Зерттеліп отырған заттың химиялық құрамын білу үшін қолданылады. Зерттеу екі бағытта жүреді: 1) рентген түтігіндегі катодтың орнына зерттеліп отырған затты орналастырады да, пайда болған рентген сәулесін зерттейді; 2) зерттеліп отырған затты рентген сәулесімен сәулелендіреді де заттың жанап өткен немесе шағылысқан сәулені зерттейді.
Рентгендік астрономия. Жұлдыздар тек қана көрінетін жарықты ғана емес, барлық электомагниттік толқындарды, соның ішінде рентген сәулелерін де шағылыстырады. Рентгендік телескоптар – бұл рентгендік микроскоптың кері түрі. Арнайы рентгендік линзаларды құрастырғаннан кейін астрономдарда аспанды зерттеу жұмысы жандана түсті.
Адам денесінде рентген сәулелері сүйекте (тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары және кальций атомы көп болғандықтан) жақсы жұтылады. Сүйек арқылы рентген сәулесі өткенде, оның интенсивтілігі әрбір 1,2 см сайын екі есе кемиді. Қан, бұлшық ет, денедегі майлар және асқорту жүйелері рентген сәулесін нашар жұтады. Осы аталғандардың барлығынан да өкпедегі ауа рентген сәулесін нашар жұтады. Сондықтан рентген сәулесіндегі сүйек фотопленкаға мөлдір бейне түсіреді. Ал рентген сәулесін нашар жұтқан мүшелер фотопленкаға қоңырқай бейне түсіреді. Сондықтан дәрігерлер адам денесіндегі өзгерісті бірден тауып ала алады.
Қазіргі таңда рентгендік зерттеу көп жағдайда фотопленкасыз жүргізіледі. Ал адам арқылы өткен сәуле арнайы люминфор арқылы көрінеді. Бұл әдіс сәуленің интенсивтілігін бірнеше есе төмендетеді және сәулені қауіпсіз етеді. Оны флюрография деп атайды.
Рентген сәулелерінің зияны
Жалпы халықты рентгенге түсірудің денсаулық сақтау саласында тұрақты қалыптасқан жағдайы бар. Бұл бір жағынан жақсы. Жаңадан пайда болып келе жатқан ісік, түрлі аурудың алдын алуға септігі тигізері сөзсіз.
Алайда, рентген сәулесінің зияны бар екені айдан анық. Рентген – рентген және гамма-сәулелері экспозициялық дозасының жүйеден тыс бірлігі. Рентген сәулесінің тірі организмдерге (адамдарға да) әсері оның тканьдары иондау дәрежесіне қарай пайдалы немесе зиянды жақтары бар. Космостан келетін рентген сәулесі кейде күнде жарылыс болған кездерде жер атмосферасына жетіп, адамдардың қан қысымын арттырып, жүрек ауруын жиілетеді. Мұны ғылым жоққа шығармайды. Осы жерде мына бір фактіні алайық. Атом бомбасы жарылғанда зиянды сәуледен адамдар өміріне қауіп көп екен. Адамдар жазылуы қиын сәуле ауруына ұшырайды. Оның мөлшері 52 рентген дозаға жетсе, адамдар өмірден біржола қоштасар жағдай қалыптасады екен.
Қазір сәбилерді УЗИ аппаратына түсіреді. Сонда сол әлжуаз сәбилерде аппараттың зиянды сәулелеріне қарсы иммунитет пайда болып үлгерген бе? Оны зерттеген медициналық институттардың, ғылыми лабораториялардың нақты жауабы бар ма? Болса оның нәтижесі жалпы халыққа жария болуы керек қой. Рентген техникасы аппараттарының сапасы жоғары, адамға қауіпсіз деп баспасөзде жазылып жүр. Солай бола тұрса да, рентген техникасының алдына екі талап қойылады екен. Біріншіден, адамды электр тогы әсерінен, екіншіден – рентген сәулесі тиюден қорғау, рентген сәулесінің зиянды зардабын кеміту. Шындығында, рентген және УЗИ аппараты сәулелері зиянды болмаса, бұл туралы жоғарыдағыдай тып ескерту жазбас еді. Барлық адамдарды ауданға (ауырмайтындарын да) жылма-жыл міндетті түрде рентгенге түсіруге шақырады. Рентгенге түспегендерді дәрігерлер қарамайды деген әңгіме бар.
жүктеу мүмкіндігіне ие боласыз
Бұл материал сайт қолданушысы жариялаған. Материалдың ішінде жазылған барлық ақпаратқа жауапкершілікті жариялаған қолданушы жауап береді. Ұстаз тілегі тек ақпаратты таратуға қолдау көрсетеді. Егер материал сіздің авторлық құқығыңызды бұзған болса немесе басқа да себептермен сайттан өшіру керек деп ойласаңыз осында жазыңыз
Рентген сәулесінің ашылуы. Рентген сәулесінің қасиеті. Рентген сәулесінің қолданылуы.
Рентген сәулесінің ашылуы. Рентген сәулесінің қасиеті. Рентген сәулесінің қолданылуы.
Жоспар:
Рентген сәулесінің ашылуы.
Рентген сәулесінің қасиеті.
Рентген сәулесінің қолданылуы.
Жылулық сәулелену және люминесценция.
1895 жылы неміс физигі Вильгельм Конрад Рентген катодтық сәулелердің көмегімен пайда болатын люминесценция құбылысын зерттеп, түрлі тәжірибелер өткізді. Люминесценция (лат. lumen — жарық, escent — әлсіз) — табиғатта кездесетін кейбір заттардың сыртқы факторлар себебінен сәуле шығару құбылысы. Табиғатта люминесценцияны кейбір жәндіктердің түнде жарқырауы, шіріген ағаштардың, минералдардың жарық шығаруы, солтүстік шұғыла (полюстік шұғыла) құбылыстарында бақылауға болады. Люминесценттік жарқырау сипаты бірдей болып көрінетін нәрселерді бір-бірінен айырып алуға мүмкіндік береді. Бұл — іріктеу люминисценттік анализ тәсілі. Осы тәсілмен медицинада аурудың диагнозын қояды. Ал ауыл шаруашылығында тұқымның сапасын зерттейді, сол сияқты мұнайдың құрамын анықтап, алмаздарды іріктейді. Әсерді көбейту үшін физик электронды сәулелі түтікшенің ішіне люминесценция тудырушы затты салып, күн сәулесі өтпейтіндей етіп зертханадағы барлық терезелерді жауып тастаған. Электронды сәулелі түтікшені қосқанда, Рентген қызық оқиғаны байқайды.
Бөлменің бір бөлігінде жап-жарық сәуле пайда болады. Зейін қойып бәрін зерттей бастағанда, Рентген сәуленің барий платиноцианидпен, яғни люминесценттеуші затпен қапталған қағаздан шығып тұрғанын байқайды.Бұндайды күтпеген ғалым бірден шамды өшіруге асықты. Жарық сәуле өшті. Қайтадан қосқанда, жарық қайта пайда болды. Сонда, ғалым люминесценттеуші затпен қапталған қағазды басқа бөлмеге апарғанда, ол жарық болып, сәулеленіп тұрған. Сонда Рентген сәуленің тек қағаздан ғана емес, басқа да заттардан өте алатынын түсінді. Бұндай құбылысқа түсініктеме таба алмаған физик сәулелерді - Х сәулелері деп атап кеткен. Бұл бағытта Вильгельм Конрад бір жылға жуық зерттеу жұмыстарын жүргізіп, жүздеген теориялық мақалаларды жариялаған. Рентгеннің ізбасарлары да көптеген ғылыми мақалалардың авторлары атанғанымен, бұл жобаға айтарлықтай жаңалық енгізбеді. Кейін Рентгеннің х-сәулелеріне деген қызығушылығы жоғалып, ол бұл бағыттағы жұмыстарын тоқтатады. Кейін Рентгеннің шәкірті Абрама Фёдорович Иоффенің ұсынысымен Х-сәулелерді "Рентген" сәулелері деп атап кеткен.
В.Рентген өзінің ашылуының авторы 50 жасында Вюрцбург университетінің ректоры қызметін атқарып, өз заманының ең жақсы экспериментаторларының бірі ретінде танымал болды. Америкалық Эдисон алғашқылардың бірі болып Рентгеннің ашылуына техникалық қосымшаны тапты. Ол ыңғайлы демонстрациялық аппарат құрды және 1896 жылдың мамыр айында Нью-Йоркте рентгендік көрме ұйымдастырды, онда келушілер өз қолдарын жарқыраған экранда тексере алады. Эдисонның көмекшісі үнемі демонстрация кезінде алған қатты күйіктерден қайтыс болғаннан кейін өнертапқыш рентген сәулелерімен одан әрі эксперименттерді тоқтатты.
Рентген сәуле шығаруын классикалық электромагниттік теорияның аясында түсіндіруге болады. Бұл теория бойынша үдей қозғалатын зарядталған бөлшек міндетті түрде сәулеленуі тиіс. Қарастырылып отырған жағдайда электрон антикатодқа соғылып тежеледі де, теріс үдеу алады, сондықтан ол сәулеленеді.
Электрондардың m энергетикалық деңгейден n энергетикалық деңгейге өтуі кезінде атом энергиясы ∆E=h?mn болатын фотондар ағынын шығарады. Осы фотондар ағыны жиілігі үлкен рентгендік сәулелер болып табылады. Тежелу барысында жылдам электронда біраз мөлшерде кинетикалық энергияларынан айырылады:
∆E=E1-E2 Бұл энергия рентгендік сәулелер фотонының энергиясына түрленеді: ∆E=h? Жылдам электрондардың тежелуі кезінде туындайтын сәулелер деп атайды. Терминологиялық ерекшелігі пайда болу тәсілінде рентген сәулелері электрондар (не атомдарда, не еркін) қатысуымен шығарылса, ал гамма сәулелері атом ядроларының қайтадан қозған үрдісінде шығарылады.
Рентген сәулелерінің өтімділігі жоғары, біздің денеміз бұл сәулелер үшін "мөлдір", осыны пайдаланып ішкі органдардың кескінің шығарып алып, ондағы ауытқушылықтарды зерттеуге болады. Міне, осылайша медицинада рентген сәулелері ауруды айқындап, диагноз қоюға мүмкіндік береді.
Рентген сәулелерінің табиғаты мен олардың спектрі.
Рентген сәулесі — гамма- және ультракүлгін сәулелер арасындағы диапазонды қамтитын электрмагниттік толқындар. Рентген сәулесі толқын ұзындығы 10(-8)м-ден 10(-12)м-ге дейінгі аралықтағы электромагниттік толқын болып табылады. Ол электромагниттік толқындар шкаласында ультракүлгін сәуле мен g-сәуле арасындағы бөлікті алып жатады.
Рентгендік сәуле көздері: рентген түтігі, жасанды және табиғи радионуклидтер, күн және басқа да ғарыштық денелер. Рентген сәулелері түзу сызық бойымен таралады. Электромагниттік өрісте ауытқымайды. Рентген сәулелерінің спектрі сызықты және үзіліссіз болып келеді. Сызықты спектр атомның электрондық қабатынан электрон атылып шыққан кезде, яғни атомның иондануы кезінде байқалады. Ал үзіліссіз спектр зарядталған жылдам бөлшектердің тежелуі кезінде сәуле пайда болғанда туындайды.
Толқын ұзындығы 1—2,5 нм (Букки-сәулелері) болып келген жұмсақ рентгендік сәулелер (затқа күшті жұтылатын) медицинада қолданылады, атап айтар болсақ, сәулелік терапияда. Өтімділік қабілеті күшті рентгендік сәулелер – қатты рентгендік сәуле деп аталады. Рентгендік сәулелер рентген түтігіндегі жылдам электрондардың анодтың атомдарымен соқтығысуы кезінде пайда болады. Жылдам электрондар қандай да бір заттың атомымен соқтығысқанда тез кинетикалық энергиясын жоғалтады. Бұл жағдайда сол энергияның көп бөлігі жылуға айналады да, шамамен 1-3%-тейі ғана рентген сәулесінің энергиясына айналады. Бұл энергия фотон түрінде тарайды.
Рентген сәулесі түзілу механизміне байланысты үздіксіз және сызықтық болады. Үздіксіз Рентген сәулесі зарядталған шапшаң бөлшектердің (мыс., катодтан ұшып шыққан электрондар) нысана атомдарының сыртқы электрондық қабаттармен әсерлесуі нәтижесінде, ал сызықтық Рентген сәулесі — ішкі электрондық қабаттармен әсерлесуі нәтижесінде пайда болады. Рентген сәулесінің затпен әсерлесуі кезінде Рентген сәулесі жұтылады, шашырайды немесе фотоэффект құбылысы байқалады. Әлсіреу заттың Рентген сәулесін жұтуынан не шашыратуынан болады. Спектрдің ұзын толқын аймағында Рентген сәулесінің жұтылуы, қысқа толқын аймағында — шашырауы басымырақ болады. Рентген сәулесінің жұтылу дәрежесі оның толқын ұзындығының және элементтің реттік номерінің артуына байланысты тез өседі. Рентген сәулесінің тірі организмдерге әсері оның тіндерін (ұлпаларын) иондау дәрежесіне қарай пайдалы немесе зиянды болуы мүмкін. Рентген сәулесінің жұтылуына байланысты болғандықтан, оның қарқындылығы Рентген сәулесінің биологиялық әсерінің өлшемі бола алмайды. Рентген сәулесінің затқа тигізетін әсерінің сандық шамасын есептеумен рентгенометрия айналысады, оның өлшем бірлігі Р(рентген). Рентген сәулелері өзімен электромагниттік толқын ұзындығын көрсетеді, атомдардың сызықтық өлшемдерімен салыстырғанда толқын ұзындықтары . Бұл көрінбейтін сәулелер кейбір кристалдық заттарда флоуресценциялық қабілетін шақырады (мырышты күкіртті қоспа, платино – синеродтық барий және т.б.), фотопластинкаларға әсер ете алады (көрінетін жарық үшін мөлдір емес экрандарды жарықтатуға) және газдарды иондайды. Рентген сәулеленуінің екі түрі белгілі: тежеуіш және сипаттамалық.
Тежеуіш сәулелену рентген трубкаларында жылдам электрондар анодқа шабуылдап тежеліп тоқтағанда вакуум ішінде пайда болады. Тежеуіш сәулелену қысқа толқынды бөлімдерде өкпек шекараның бар болуы, кинетикалық энергия және тез ұшатын оқталған бөлшектің (электронның) массасы жаппай спектрге ыдырайды.
Сипаттамалық рентген сәулелері атомдағы электронның ядро орбитасынан алыс жатқан жерінен жақынырақ жатқан орбитаға көшу кезінде пайда болады, егер тереңірек жатқан орбитада бос орын пайда болса, сипаттамалық рентген сәулесі газдардағы оптикалық спектрлерге ұқсас сызықтық спектрлігіне ие болады. Сызықтық спектральді рентген жиілігі мен (Z) элементтің реттік номерінен сипаттамалық шашырауды байланыстыратын заң Г. Мозглимен (1913) жылы ашылған болатын және ол келесідей түрде түсіндіріледі: жиілігі немесе сипаттамалық сызыққа сәйкес келетін квадрат түбірі элементтердің реттік номерінің сызықтық функциясы болып табылады.
Рентген сәулеленуінің жұтылу коэффициентіне заттың тығыздығы және сәулелену толқын ұзындығының табиғаты маңызды әсерін тигізеді. Рентген сәулелерінің заттан жоғарғы өтімділігі және де рентген сәулелерінің кристалдық торға дифракциясы тәжірибелік түрде оптикалық мөлдір емес заттардың құрылымын олардың бұзылмауынсыз зерттеуіне негіз болады.
Медициналық пленкалар құрамына кіретін рентгенолюминофорлар (рентген сәулелері әсерінен жарық шығарады және жарық сезгіш фотоэмульцияны жарықтандырады) күшейтілген экранмен комбинациялы түрде пайдаланылады. Кескінді алу әдісі рентгенография деп аталады. Ал флюорографияда кескін азайтылған масштабта алынады. Люминесценциялық заттарды (сцинтилятор) жарық сәулесінің (фотоэлектронды көбейткіштер, фотодиод және т.б.) электронды детекторымен оптикалық жалғауға болады, алынған құралды сцентилляциялық детектор деп атайды. Ол арқылы жеке фотондарды тіркеуге және олардың энергиясын өлшеуге мүмкіндік береді. Жартылай өткізгішті детекторларда рентген сәулелері диодтың p–n ауысуында электрон-кемтік жұбын шығарады. Сонда аз шамада ток ағып өтеді, оның амплитудасы түскен рентген сәулесінің қарқындылығы мен энергиясына пропорционал. Импульсты режимде жеке рентген фотондарын тіркеуге және олардың энергиясын өлшеуге мүмкін болады.
Рентген сәулелері иондалған сәулелері болып табылады. ол тірі ағзаның ұлпаларына әсер етеді және сәуле ауруының, сәулеге күю, қатерлі ісік ауруларының себебі болуы мүмкін. Сол себептен рентген сәулелерімен жұмыс жасағанда қорғану шараларын жасау қажет.Рентген сәулесі өте төмен фотон энергия мен сәуле шығару жиілігімен сипатталады (толқын ұзындығы өте жоғары), ал қатты рентген фотон энергиясы мен сәуле шығару жиілігі өте жоғары болуымен (және толқын ұзындығы өте төмен) сипатталады. Рентген сәулелері зарядталған бөлшектердің өте күшті үдетілген кезде (тежелген сәуле), не атомдар мен молекулалардың электрондық қабаттарындағы жоғары энергетикалық ауысулар пайда болады. Бұл екі эффекті де рентген түтігінде пайдаланылады.
Үдету және тежелу үрдісінде электроннның кинетикалық энергиясының 1% -ы ғана рентген сәулелерге, ал энергияның 99%-ы жылуға айналады. Рентген сәулелерін сонымен қатар зарядталған бөлшектердің үдеткіштерінде де алуға болады. Ал синхротронды сәуле бөлшек шоғының магнит өрісінде ауытқуынан пайда болады да, нәтижесінде олар қозғалысқа перпендикуляр бағытында үдеу алады. Бұл сәуле жоғары шекарасы бар тұтас спектрге ие. Таңдалған параметрлерге сәйкес (магнит өрісінің шамасы және бөлшектер энергясы) синхротронды сәуле спектрінде рентген сәулесін алынады. Рентген сәулелерінің толқын ұзындығы атом өлшемдерімен тең, сол себептен рентген сәулелері үшін линза жасайтын материал жоқ. Сонымен қатар бетке перпендикуляр түскен рентген сәулелері мүлдем шағылмайды. Осыған қарамастан рентген оптикасында рентген сәулелері үшін оптикалық элементтер салу мүмкіндіктері табылды.
Рентген сәулелері заттан өтіп кете алады, түрлі заттар оларды әртүрлі жұтады. Бұл сәулелердің жұтылуы рентгендік алмалысалмалы (түсірілімде) кезінде өте маңызды қасиеті болып табылады. Рентген сәулелерінің қарқындылығы жұтылу қабатында жүрілген жолға тәуелді экспоненциалды кемиді
Рентген сәулелерінің қасиеттері
Рентген ашқан сәулелер фотопластинаға әсер етеді, ауаның иондалуын туғызады бірақ кез келген бір заттардан айтарлықтай шағылмайды және сынбайды. Электромагниттік өріс олардың таралу бағытына ешқандай әсерін тигізбейді. Осыдан кейін бірден рентген сәулелері электрондардың кенет тежелуінен шығатын электромагниттік толқындар деген болжам жасалды. Спектрді көрінетін бөлігінің жарық сәулелері мен ультракүлгін сәулелерінен өзгеше рентген сәулелерінің толқын ұзындықтары біршама кіші болады. Кедергіге соқтығысатын электрондардың энергиясы неғұрлым көп болса, олардың толқын ұзындығы соғұрлым кіші болады. Рентген сәулелерінің жоғары өтімділігі және басқа ерекшеліктері дәл осы толқын ұзындығының шағын болуымен байланыстырылады.
Рентген сәулесінің мынадай қасиеттері бар:
Көзге көрінбейді, иісі, дәмі жоқ
Бағытын өзгертпей бір бағытта тарайды
Рентген сәулелерінің өтімділік қабілеті күшті. Сәуле шоғы денеден өткенде, денеге түскендегіден интенсивтілігі азаяды. Осы қасиетін медицинада аурудың ішкі мүшелерінің жағдайын көруге, сүйектердің сынықтарын, денеде бөтен дененің пайда болуын анықтау үшін қолданылады.
Егер рентген түтігі мен экран аралығына қолымызды қояр болсақ, онда қол сүйегі сәулені күштірек тоқтатады да, ал бұлшық ет әлсіз тоқтатады, экранда қол қаңқасының көлеңкесі пайда болады. Сол себепті рентген сәулесінің аз энергиясы түскен жердің жарықталынуы әлсіз болады.
Рентген сәулелері көрінетін жарық тәрізді фотографиялық пленканы қарайтады. Сол себепті зерттелген дене көлеңкесінің суретін алуға болады.
Рентген сәулесінің интенсивтілігі анод жасалған заттың Z зарядына пропорционал болып келеді. Анод пен катод арасындағы кернеу қаншалықты көп болса, рентген сәулесінің қуаттылығы да соншалықты үлкен болады.
Рентген сәулелерінің қолданылуы.
Рентген сәулелерін ауруды анықтау үшін пайдалану рентген сәулелерінің жұтылу қасиеттерінің ерекшелігіне негізделген. Адамның мүшелері түзілген ұлпалардың рентген сәулелерін жұту қабілеті әр түрлі болады, мысалы рентген сәулелерін жұмсақ ұлпалар нашар жұтады, сүйектің минерал заттары өте күшті жұтады. Сондықтан адамның мүшесінен рентген сәулелері өткенде оның интенсивтілігі түрліше кемиді де көлеңке кескіні түседі. Ол кескіннен адамның ішкі органдарының формасы мен орналасуы айқын көрінеді. Осындай кескіндер бойынша олардың сау не ауру екендігін білуге болады.
Рентген сәулелерінің көмегімен мысалы, адамның ішкі органының ауру-сауын айырғанда адамды рентген түтігімен флуоресценцияланғыш экранның аралығына тұрғызады да одан рентген сәулелерін өткізеді, содан экранның бетіне оның зерттелетін органдарының көлеңкелік кескіндері келтірілген. Флуоресценцияланғыш экранның орнынан рентген органның суретін (рентгенограммасын) түсіріп алуға да болады. Мұндай рентгенорамма флуоресценцияланғыш экран бетінде байқалатын кескінге ұқсас, бірақ контрастлығы керісінше болады, өйткені рентгенограмма негативті кескін болып табылады.
Рентген сәулелерін ауруды емдеу мақсатымен пайдалануға олардың биологиялық әсеріне негізделген. Рентген сәулелерінің биологиялық әсері тек олардың қатаңдығына және жұтылу мөлшеріне ғана емес, әр түрлі ұлпалардың рентген сәулесін сезгіштігіне де байланысты. Мысалы: мол рентген сәулелерінің әсерінен зардапты ісіктердің ұлпалары, сау ұлпалардан горі оңай бүлінеді, рак ауруын рентген сәулелерімен емдеу осыған негізделген.
Рентген сәулеленудің медицинада қолдануының ең маңыздыларының бірі – бұл диагностикалық мақсатпен ішкі мүшелерді сәулемен тексеру. Дигностика үшін 60-120кэВ қуатты фотондар қолданылады – бұл фотоэффект. Фотоэффект деп рентген сәулелерінің атоммен жұтылуы, нәтижесінде атомның ішкі терең қабаттарынан электрондардың ұшып шығуы. Оның маңызы фотон қуатының үшінші дәрежесіне қарсы пропорционалды, сондықтан қатаң сәулеленудің өту қабілеті жоғары және жұтқыш-зат атомдық нөмірінің үшінші дәрежесіне пропорционалды. Түрлі тіндердің рентген сәулелерін жұтуындағы елеулі айырмашылық адам денесінің ішкі мүшелерін көлеңкелеп көруге мүмкіншілік береді.
Рентгенодиагностика екі нұсқада қолданылады:
1. Рентгеноскопия - бейнені рентгенолюминисценттік экранда қарау
2. Рентгенография – бейне фотопленкаға түсіріледі
Егер тексерілетін мүше жәнеайнала қоршаған тін шамамен бірдей рентген сәулесін әлсіретсе, онда арнайы контрасттық заттар колданылады. Мысалы: асқазан және ішектің көлеңкесін көру үшін қоймалжың барий сульфаты массасы колданылады.
Ғылымның және техниканың кейбір тараулары рентген сәулесін пайдалану нәтижесінде өсіп нығайды. Рентген сәулесінің ерекше қасиеттерінің
бірі- оның ағашқа, киімге, адам денесіне, тіпті металдарға өтіп кететіндігінде. Адамның өн-бойына зиян келтірмей, аурудың ішкі органдарын толық тексеріп шығуға осы қасиетінің көмегі мол. Ал рентген сәулелері көзге бірден көрінбейді. Оны тек аспаптардың көмегімен ғана көруге болады, денеге кіріп сіңгенде ол сәулелер денені басқа затты кейбір нәрселердің көмегімен қараңғы жерде ғана жарық береді(яғни бұны люминисценция
дейді). Осыдан барып адамның сүйектері мен ішкі органдарының
ауру-
сауын көзбен көірп ажыратады. Мұны рентгеноскопия
деп атайды.
Рентген сәулелері осы кездегі техникада кеңінен қолданылады. Мысалы: металлургиялық өнеркәсіпте, металл өңдеуші және машина жасаушы заводтарда рентген сәулелерін, технологиялық процестерді бақылап-басқарып отыру үшін, материалдар мен детальдарды бұзбай-жармай, олардың ішінде ақаудың бар-жоғын білу үшін пайдаланады. Ол үшін рентген сәулелерін сыналатын детальдан өткізіп, мысалы фотопленкаға түсіреді. Сонда пленка қараяды. Оның қараю дәрежесі әрине түскен рентген сәулелерінің интенсивтілігіне байланысты, ал рентген сәулелерінің интенсивтілігі, оның детальдан өткенде бәсеңденуіне байланысты. Егер пленканың қараю дәрежесі барлық жерінде бірдей болмаса, онда пленканың көбірек қарайған орнына түскен рентген сәулелерінің интенсивтігі күштірек болғаны, яғни ол жерге түскен рентген сәулелері детальда аз жұтылғаны. Мысалы: металл құйманың ішінде кішкентай газды қуыс болса, оның рентгенограммасы осы айтылғандай болады, сонда пленканың көбірек қарайған орнына осы қуысты көрсетеді. Осылайша детальдың басқа ақауларын, ішіндегі жарығын, кірмелерін т.б. да білуге болады.
Рентген сәулелері өмірдің көптеген салаларында кеңінен қолданылып отыр. Солардың бірнешеуін атап өтейік. Медицинада атом мен ядролық физикалық факторларды диагностика мен емдеу ісінде қолданады. Соның ішінде диагностикалық бағытта қолдану В. Рентгеннің 1895 ж. Х-сәулесін ашқандығы туралы мәлімдемесінен басталады және ол рентгендиагностика (РД) деп аталады. Рентген сәулелерін ғылыми зерттеулерде өте кең түрде қолданылуда. Сонымен қатар рентген сәулесі рентгендік терапия мақсаттары үшін кеңінен қолданылады. Біз профилактикалық мақсатта жылына кем дегенде 1 рет рентгенге түсеміз. Бірақ, рентген сәулелерінің қаншалықты зиянды екендігін көбіміз біле білмейміз. Рентген сәулесі бүгінде тек медицинада ғана емес, басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Жетілген түрлері де шықты. Рентген сәулелері ағзаға өте зиян деп, жылына 1-ақ рет өкпені тексеруден өткіземіз. Дегенмен де, құрылғыдан бөлінетін сәуле ағзамызға әрқалай әсер етеді. Мысалға, іш-құрылысымызды аппарат арқылы тексерістен өткізген соң, 3 жыл көлемінде рентгенге түсуге болмайды. Ал кеуде тұсымыздағы зиянды сәулелер, 10 күн көлемінде тарқамайды. Қол-аяғыңыздағы радиация 1 күннен соң жоқ болып кетеді. Рентген суретке қарап, науқастың диагнозын тек дәрігерлер ғана анықтай алады. Егер де үйреніп, игеріп алар болсақ, еш қиындығы жоқ. Мысалы, дені сау адамның өкпесі егер ағза қабынса өкпе тұсында ақшыл дақтар пайда болады. Тоқ ішектің бойында жара болса, рентген суреттен қара дақты көреміз. Мінекей, рентген құрылғысының осындай құпиялары бар.
Рентгенография сүйек, тыныс алу және басқа дене жүйелерінің түрлі ауруларын диагностикалау үшін қолданылады. Зерттеуден бұрын пациент сәулелердің өтуіне кедергі келтіруі мүмкін барлық металл заттарды алып тастауы керек. Бірақ егер флюорографияны немесе омыртқаның рентгенографиясын жасау қажет болса, онда бұл жағдайда киімге дайын кескіндердің сапасы бұзылуы мүмкін болғандықтан, белге дейін шешінген жөн.
Әйел жынысына келетін болсақ, әйелдер үшін рентген кабинетінде көкірек киімін алып тастау өте қажет, өйткені оның жекелеген элементтері металдан жасалуы мүмкін (белдіктер, бекіткіштер), бұл зерттеу нәтижелерін бұзатыны сөзсіз.
Флюорографияға дұрыс дайындалу үшін қарапайым әрекеттерді орындау қажет: барлық зергерлік бұйымдарды, металл заттарды алып тастаңыз;суреттің сапасын бұзбау үшін ұзын шашты жоғары жинаңыз; тыныс алу кезінде өкпенің кеудесін толтырып, тыныс алуды тоқтатыңыз, өйткені тыныс алу кезінде өкпенің шекаралары олардың орналасуын өзгертеді.
Рентгенді аяқ-қолды, жақ сүйектерін, жамбас буындарын тексеру қажет болған кезде түсіреді, бірақ сонымен бірге дененің басқа аймақтарын қорғасын алжапқышымен, жилет жіне маскамен жабу керек. Бұл сіздің ішкі мүшелеріңізді зиянды иондаушы сәулелерден қорғауға көмектеседі.
Техниканың көптеген салаларында рентгендік дефектоскопия әр түрлі ақауларды, жарықтарды, қуыстарды, пісіру жіктерін, т.б. анықтауға мүмкіндік береді. Рентген құрылымдық талдау кристалл торындағы минерал атомдарының анорганикалық және органикалық қосылыстарының кеңістіктік орналасуын анықтайды. Рентген сәулесін қатты денелердің қасиеттерін зерттеуге қолданумен материалдар рентгенографиясы айналысады. Рентгендік спектроскопия заттардағы электрондардың күйлер тығыздығының энергия шамасы бойынша таралуын, химиялық байланыстың табиғатын зерттейді, қатты денелер мен молекулалардағы иондардың эффекттік зарядын табады. Ғарыштан келетін Рентген сәулесінің көмегімен ғарыштық денелердің химиялық құрамы мен ғарышта өтіп жатқан физикалық процестер туралы деректер алынады (қ. Рентгендік астрономия). Рентген сәулесі, сондай-ақ тамақ өнеркәсібінде, криминалистикада, археологияда т.б. жерлерде қолданылады. Соның ішінде:
Жүктерді тексеруде. Практикалық тұрғыдан алғанда медициналық рентгеноскопиядан айырмашылығы жоқ. Аэропортта, кедендік бақылау бекеттерінде және басқа да жерлерде қолданылады.
Рентгендік дефектоскопия. Құймалардағы ақауларды, рельстердегі сызаттарды табуға, пісірілген жіктердің сапасын анықтауға қолданылады.
Рентгендік құрылымдық анализ. Кез келген кристалдың атомдары реттелген үш өлшемді болып келеді. Рентген сәулелерін кристал арқылы жібергенде, кристалдың дифракциялық суретін алуға болады Егер кристалды түрлі бұрыштан қарайтын болсақ, оның ішкі құрылымындағы атомдарының қалай орналасқанын білуімізге болады.
Рентгендік микроскопия. Рентген сәулелері жарық сәулесіне қарағанда толқын ұзындығы біршама кіші болып келеді. Сондықтан рентген сәулесінің көмегімен өте кішкене заттарды, атап айтқанда жекелеген атомдарды көруге болады. Рентгендік микроскопияға арнап рентген сәулесін сындыратын арнайы линза жасалған. Рентгендік микроскоп электрондық микроскопты қолданғаннан гөрі қолайлы, себебі, ондағы зерттелетін затты ваккуға орналастырудың қажеті жоқ.
Рентгендік спектрлік анализ. Зерттеліп отырған заттың химиялық құрамын білу үшін қолданылады. Зерттеу екі бағытта жүреді: 1) рентген түтігіндегі катодтың орнына зерттеліп отырған затты орналастырады да, пайда болған рентген сәулесін зерттейді; 2) зерттеліп отырған затты рентген сәулесімен сәулелендіреді де заттың жанап өткен немесе шағылысқан сәулені зерттейді.
Рентгендік астрономия. Жұлдыздар тек қана көрінетін жарықты ғана емес, барлық электомагниттік толқындарды, соның ішінде рентген сәулелерін де шағылыстырады. Рентгендік телескоптар – бұл рентгендік микроскоптың кері түрі. Арнайы рентгендік линзаларды құрастырғаннан кейін астрономдарда аспанды зерттеу жұмысы жандана түсті.
Адам денесінде рентген сәулелері сүйекте (тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары және кальций атомы көп болғандықтан) жақсы жұтылады. Сүйек арқылы рентген сәулесі өткенде, оның интенсивтілігі әрбір 1,2 см сайын екі есе кемиді. Қан, бұлшық ет, денедегі майлар және асқорту жүйелері рентген сәулесін нашар жұтады. Осы аталғандардың барлығынан да өкпедегі ауа рентген сәулесін нашар жұтады. Сондықтан рентген сәулесіндегі сүйек фотопленкаға мөлдір бейне түсіреді. Ал рентген сәулесін нашар жұтқан мүшелер фотопленкаға қоңырқай бейне түсіреді. Сондықтан дәрігерлер адам денесіндегі өзгерісті бірден тауып ала алады.
Қазіргі таңда рентгендік зерттеу көп жағдайда фотопленкасыз жүргізіледі. Ал адам арқылы өткен сәуле арнайы люминфор арқылы көрінеді. Бұл әдіс сәуленің интенсивтілігін бірнеше есе төмендетеді және сәулені қауіпсіз етеді. Оны флюрография деп атайды.
Рентген сәулелерінің зияны
Жалпы халықты рентгенге түсірудің денсаулық сақтау саласында тұрақты қалыптасқан жағдайы бар. Бұл бір жағынан жақсы. Жаңадан пайда болып келе жатқан ісік, түрлі аурудың алдын алуға септігі тигізері сөзсіз.
Алайда, рентген сәулесінің зияны бар екені айдан анық. Рентген – рентген және гамма-сәулелері экспозициялық дозасының жүйеден тыс бірлігі. Рентген сәулесінің тірі организмдерге (адамдарға да) әсері оның тканьдары иондау дәрежесіне қарай пайдалы немесе зиянды жақтары бар. Космостан келетін рентген сәулесі кейде күнде жарылыс болған кездерде жер атмосферасына жетіп, адамдардың қан қысымын арттырып, жүрек ауруын жиілетеді. Мұны ғылым жоққа шығармайды. Осы жерде мына бір фактіні алайық. Атом бомбасы жарылғанда зиянды сәуледен адамдар өміріне қауіп көп екен. Адамдар жазылуы қиын сәуле ауруына ұшырайды. Оның мөлшері 52 рентген дозаға жетсе, адамдар өмірден біржола қоштасар жағдай қалыптасады екен.
Қазір сәбилерді УЗИ аппаратына түсіреді. Сонда сол әлжуаз сәбилерде аппараттың зиянды сәулелеріне қарсы иммунитет пайда болып үлгерген бе? Оны зерттеген медициналық институттардың, ғылыми лабораториялардың нақты жауабы бар ма? Болса оның нәтижесі жалпы халыққа жария болуы керек қой. Рентген техникасы аппараттарының сапасы жоғары, адамға қауіпсіз деп баспасөзде жазылып жүр. Солай бола тұрса да, рентген техникасының алдына екі талап қойылады екен. Біріншіден, адамды электр тогы әсерінен, екіншіден – рентген сәулесі тиюден қорғау, рентген сәулесінің зиянды зардабын кеміту. Шындығында, рентген және УЗИ аппараты сәулелері зиянды болмаса, бұл туралы жоғарыдағыдай тып ескерту жазбас еді. Барлық адамдарды ауданға (ауырмайтындарын да) жылма-жыл міндетті түрде рентгенге түсіруге шақырады. Рентгенге түспегендерді дәрігерлер қарамайды деген әңгіме бар.
шағым қалдыра аласыз













