GirişRentgen şüaları necə əmələ gəlir? Rentgen şüalarının tibbdə tətbiqi
Atom hadisələrinin öyrənilməsində və praktiki istifadəsində rentgen şüaları ən mühüm rollardan birini oynayır. Onların tədqiqatları sayəsində bir çox kəşflər edilmiş və maddələrin təhlili üsulları hazırlanmış, müxtəlif sahələrdə istifadə edilmişdir. Burada növlərdən birinə baxacağıq rentgen şüaları- xarakterik rentgen şüalanması.
Rentgen şüalarının təbiəti və xassələri
Rentgen şüalanması kosmosda təxminən 300.000 km/s sürətlə yayılan elektromaqnit sahəsinin vəziyyətinin yüksək tezlikli dəyişməsidir, yəni elektromaqnit dalğalarıdır. Elektromaqnit şüalanma diapazonunun miqyasında rentgen şüaları təxminən 10 -8 ilə 5∙10 -12 metr arasında dalğa uzunluğu bölgəsində yerləşir ki, bu da optik dalğalardan bir neçə dəfə qısadır. Bu, 3∙10 16-dan 6∙10 19 Hz-ə qədər tezliklərə və 10 eV-dən 250 keV-ə qədər enerjilərə və ya 1,6∙10 -18 ilə 4∙10 -14 J arasında uyğundur. Qeyd etmək lazımdır ki, tezlik diapazonlarının sərhədləri elektromaqnit şüalanması onların üst-üstə düşməsi səbəbindən olduqca ixtiyaridir.
Sürətlənmiş yüklü hissəciklərin (yüksək enerjili elektronlar) elektrik və maqnit sahələri və maddə atomları ilə qarşılıqlı təsiridir.
X-şüaları fotonları yüksək enerji və yüksək nüfuzetmə və ionlaşdırıcı güclərlə xarakterizə olunur, xüsusən dalğa uzunluğu 1 nanometrdən (10 -9 m) az olan sərt rentgen şüaları üçün.
Rentgen şüaları fotoelektrik effekt (fotoabsorbsiya) və qeyri-koherent (Compton) səpilmə proseslərində maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, onun atomlarını ionlaşdırır. Fotoabsorbsiyada bir atomun elektronu tərəfindən udulmuş rentgen fotonu enerjini ona ötürür. Əgər onun dəyəri atomdakı elektronun bağlanma enerjisindən artıqdırsa, o zaman atomu tərk edir. Kompton səpilməsi daha sərt (enerjili) rentgen fotonları üçün xarakterikdir. Udulmuş fotonun enerjisinin bir hissəsi ionlaşmaya sərf olunur; bu halda, birincil fotonun istiqamətinə müəyyən bir açı ilə, daha aşağı tezlikli ikincil bir foton buraxılır.
Rentgen şüalarının növləri. Bremsstrahlung
Şüaları istehsal etmək üçün içərisində elektrodları olan şüşə vakuum silindrlərindən istifadə olunur. Elektrodlar arasında potensial fərq çox yüksək olmalıdır - yüzlərlə kilovolta qədər. Volfram katodunda termion emissiya baş verir, cərəyanla qızdırılır, yəni ondan elektronlar buraxılır, potensial fərqlə sürətlənir, anodu bombalayır. Onların anod atomları ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində (bəzən antikatod da deyilir) rentgen fotonları yaranır.
Hansı prosesin fotonun yaranmasına gətirib çıxarmasından asılı olaraq, rentgen şüalarının növləri fərqlənir: bremsstrahlung və xarakterik.
Elektronlar anodla qarşılaşdıqda yavaşlaya bilər, yəni atomlarının elektrik sahələrində enerji itirə bilər. Bu enerji rentgen fotonları şəklində yayılır. Bu radiasiya növü bremsstrahlung adlanır.
Ayrı-ayrı elektronlar üçün əyləc şərtlərinin fərqli olacağı aydındır. Bu, onların rentgen şüalanmasına çevrilməsi deməkdir müxtəlif miqdarlar onların kinetik enerjisi. Nəticədə, bremsstrahlung müxtəlif tezliklərin və müvafiq olaraq dalğa uzunluqlarının fotonlarını ehtiva edir. Buna görə də onun spektri davamlıdır (davamlıdır). Bəzən bu səbəbdən onu “ağ” rentgen şüası da adlandırırlar.
Bremsstrahlung fotonun enerjisi onu yaradan elektronun kinetik enerjisindən çox ola bilməz, buna görə də bremsstrahlung şüalanmasının maksimum tezliyi (və ən qısa dalğa uzunluğu) anoda düşən elektronların kinetik enerjisinin ən yüksək dəyərinə uyğundur. Sonuncu elektrodlara tətbiq olunan potensial fərqdən asılıdır.
X-şüalarının başqa bir növü var, onun mənbəyi fərqli bir prosesdir. Bu şüalanma xarakterik şüalanma adlanır və biz onun üzərində daha ətraflı dayanacağıq.
Xarakterik rentgen şüalanması necə yaranır?
Anti-katoda çatdıqdan sonra sürətli bir elektron atomun içərisinə nüfuz edə və aşağı orbitallardan birindən bir elektron çıxara bilər, yəni potensial maneəni dəf etmək üçün kifayət qədər enerji ötürə bilər. Bununla belə, elektronların tutduğu atomda daha yüksək enerji səviyyələri varsa, boşalmış boşluq boş qalmayacaq.
Yadda saxlamaq lazımdır ki, atomun elektron quruluşu, hər hansı bir enerji sistemi kimi, enerjini minimuma endirməyə çalışır. Nokaut nəticəsində yaranan boşluq daha yüksək səviyyələrdən birinin elektronu ilə doldurulur. Onun enerjisi daha yüksəkdir və daha çox alır aşağı səviyyə, o, xarakterik rentgen şüalanmasının kvantı şəklində artıqlığı buraxır.
Atomun elektron quruluşu elektronların mümkün enerji vəziyyətlərinin diskret dəstidir. Buna görə də, elektron boşluqlarının dəyişdirilməsi zamanı buraxılan rentgen fotonları da səviyyə fərqini əks etdirən yalnız ciddi şəkildə müəyyən edilmiş enerji qiymətlərinə malik ola bilər. Nəticədə, xarakterik rentgen şüalanması davamlı olmayan, lakin xətt şəklində olan bir spektrə malikdir. Bu spektr anodun maddəsini xarakterizə etməyə imkan verir - bu şüaların adı da buna görədir. Spektral fərqlər sayəsində bremsstrahlung və xarakterik rentgen şüalanması dedikdə nə nəzərdə tutulduğu aydın olur.
Bəzən artıq enerji atom tərəfindən buraxılmır, ancaq üçüncü elektronun sökülməsinə sərf olunur. Bu proses - sözdə Auger effekti - elektron bağlama enerjisi 1 keV-dən çox olmadıqda baş verir. Buraxılmış Auger elektronunun enerjisi atomun enerji səviyyələrinin strukturundan asılıdır, buna görə də belə elektronların spektrləri də təbiətdə diskretdir.
Xarakterik spektrin ümumi görünüşü
Dar xarakterik xətlər davamlı bremsstrahlung spektri ilə birlikdə rentgen spektral şəkildə mövcuddur. Əgər spektri dalğa uzunluğuna (tezliyə) qarşı intensivliyin qrafiki kimi təsəvvür etsək, xətlərin yerlərində kəskin zirvələri görəcəyik. Onların mövqeyi anod materialından asılıdır. Bu maksimumlar istənilən potensial fərqdə mövcuddur - əgər rentgen şüaları varsa, həmişə zirvələr də olur. Boru elektrodlarında gərginlik artdıqca, həm davamlı, həm də xarakterik rentgen şüalarının intensivliyi artır, lakin zirvələrin yeri və onların intensivlik nisbəti dəyişmir.
X-şüaları spektrlərindəki zirvələr elektronlarla şüalanan antikatodun materialından asılı olmayaraq eyni görünüşə malikdir, lakin müxtəlif materiallarüzərində yerləşir müxtəlif tezliklər, tezlik qiymətlərinin yaxınlığına görə sıra ilə birləşmə. Serialın özləri arasında tezlik fərqi daha əhəmiyyətlidir. Maksimumun növü heç bir şəkildə anod materialının təmiz kimyəvi element və ya mürəkkəb maddə olmasından asılı deyil. Sonuncu halda, onun tərkib elementlərinin xarakterik rentgen spektrləri sadəcə olaraq bir-birinin üzərinə qoyulur.
Kimyəvi elementin atom nömrəsi artdıqca onun rentgen spektrinin bütün xətləri daha yüksək tezliklərə doğru dəyişir. Spektr öz görünüşünü saxlayır.
Moseley qanunu
Xarakterik xətlərin spektral yerdəyişməsi fenomeni 1913-cü ildə ingilis fiziki Henri Mozeli tərəfindən eksperimental olaraq kəşf edilmişdir. Bu, ona spektrin maksimal tezliklərini kimyəvi elementlərin seriya nömrələri ilə əlaqələndirməyə imkan verdi. Beləliklə, xarakterik rentgen şüalarının dalğa uzunluğu müəyyən bir elementlə aydın şəkildə əlaqələndirilə bilər. IN ümumi görünüş Moseley qanunu yazıla bilər aşağıdakı şəkildə: √f = (Z - S n)/n√R, burada f tezlik, Z elementin seriya nömrəsi, S n skrininq sabiti, n əsas kvant nömrəsi və R Ridberq sabitidir. Bu asılılıq xəttidir və Moseley diaqramında n-in hər bir dəyəri üçün bir sıra düz xətlər kimi görünür.
N dəyərləri xarakterik rentgen emissiya zirvələrinin fərdi sıralarına uyğundur. Moseley qanunu, rentgen spektrinin maksimumlarının ölçülmüş dalğa uzunluqlarına (onlar tezliklərlə bənzərsiz şəkildə bağlıdır) əsaslanaraq sərt elektronlarla şüalanan kimyəvi elementin seriya nömrəsini təyin etməyə imkan verir.
Kimyəvi elementlərin elektron qabıqlarının quruluşu eynidir. Bu, rentgen şüalarının xarakterik spektrində sürüşmə dəyişikliyinin monotonluğu ilə göstərilir. Tezliyin dəyişməsi struktur deyil, hər bir elementə xas olan elektron qabıqlar arasındakı enerji fərqlərini əks etdirir.
Mozeley qanununun atom fizikasında rolu
Moseley qanunu ilə ifadə olunan ciddi xətti əlaqədən kiçik sapmalar var. Bunlar, birincisi, bəzi elementlərin elektron qabıqlarının doldurulması qaydasının xüsusiyyətləri ilə, ikincisi, ağır atomların elektronlarının hərəkətinin relativistik təsiri ilə əlaqələndirilir. Bundan əlavə, nüvədəki neytronların sayı dəyişdikdə (sözdə izotopik sürüşmə) xətlərin mövqeyi bir qədər dəyişə bilər. Bu təsir atom quruluşunu ətraflı öyrənməyə imkan verdi.
Moseley qanununun əhəmiyyəti son dərəcə böyükdür. Onun Mendeleyevin dövri sisteminin elementlərinə ardıcıl tətbiqi xarakterik maksimalların hər bir kiçik yerdəyişməsinə uyğun gələn sıra ədədinin artırılması modelini yaratdı. Bu, elementlərin sıra sayının fiziki mənası ilə bağlı sualı aydınlaşdırmağa kömək etdi. Z dəyəri sadəcə bir rəqəm deyil: nüvənin müsbət elektrik yükü, onun tərkibini təşkil edən hissəciklərin vahid müsbət yüklərinin cəmidir. Cədvəldə elementlərin düzgün yerləşdirilməsi və orada boş mövqelərin olması (onlar hələ o vaxt mövcud idi) güclü təsdiq aldı. Dövri qanunun etibarlılığı sübuta yetirildi.
Moseley qanunu, əlavə olaraq, eksperimental tədqiqatın bütöv bir istiqamətinin - rentgen spektrometriyasının yarandığı əsas oldu.
Atomun elektron qabıqlarının quruluşu
Elektron strukturunun necə qurulduğunu qısaca xatırlayaq. O, K, L, M, N, O, P, Q hərfləri və ya 1-dən 7-yə qədər rəqəmlərlə təyin olunan qabıqlardan ibarətdir. Qabıqdakı elektronlar eyni əsas kvantla xarakterizə olunur. mümkün enerji qiymətlərini təyin edən n sayı. Xarici qabıqlarda elektron enerjisi daha yüksəkdir və xarici elektronlar üçün ionlaşma potensialı müvafiq olaraq aşağıdır.
Qabığa bir və ya bir neçə alt səviyyə daxildir: s, p, d, f, g, h, i. Hər bir qabıqda alt səviyyələrin sayı əvvəlki ilə müqayisədə bir artır. Hər bir alt səviyyədə və hər bir qabıqda elektronların sayı müəyyən bir dəyəri keçə bilməz. Onlar əsas kvant nömrəsinə əlavə olaraq, formanı təyin edən orbital elektron buludunun eyni dəyəri ilə xarakterizə olunur. Alt səviyyələr aid olduqları qabıqla təyin olunur, məsələn, 2s, 4d və s.
Alt səviyyə, əsas və orbitallara əlavə olaraq, elektronun orbital impulsunun maqnit sahəsinin istiqamətinə proyeksiyasını təyin edən başqa bir kvant nömrəsi - maqnit ilə təyin olunanları ehtiva edir. Bir orbital dördüncü kvant nömrəsinin - spinin dəyəri ilə fərqlənən iki elektrondan çox ola bilməz.
X-şüalarının xarakterik radiasiyasının necə yarandığını daha ətraflı nəzərdən keçirək. Bu tip elektromaqnit emissiyasının mənşəyi atomun daxilində baş verən hadisələrlə əlaqəli olduğundan, onu elektron konfiqurasiyaların yaxınlaşmasında dəqiq təsvir etmək ən əlverişlidir.
X-ray radiasiyasının xarakterik generasiya mexanizmi
Belə ki, bu şüalanmanın səbəbi yüksək enerjili elektronların atomun dərinliyinə nüfuz etməsi nəticəsində yaranan daxili qabıqlarda elektron boşluqlarının əmələ gəlməsidir. Sərt elektronun qarşılıqlı əlaqəyə girmə ehtimalı elektron buludlarının sıxlığı ilə artır. Buna görə də, toqquşmaların ən aşağı K-qabığı kimi sıx şəkildə yığılmış daxili qabıqlarda baş vermə ehtimalı yüksəkdir. Burada atom ionlaşır və 1s qabığında boşluq yaranır.
Bu boşluq qabıqdan daha yüksək enerjiyə malik bir elektron tərəfindən doldurulur, artıqlığı rentgen fotonu ilə aparılır. Bu elektron ikinci L qabığından, üçüncü M qabığından və s. “düşə” bilər. Xarakterik sıra belə yaranır, bu nümunədə K seriyası. Boşluğu dolduran elektronun haradan gəldiyinin göstəricisi seriya təyinatında Yunan indeksi şəklində verilir. "Alfa" L qabığından, "beta" M qabığından gəldiyini bildirir. Hal-hazırda, yunan hərfi indekslərini qabıqları təyin etmək üçün qəbul edilmiş Latın hərfləri ilə əvəz etmək tendensiyası var.
Seriyadakı alfa xəttinin intensivliyi həmişə ən yüksəkdir - bu, qonşu qabıqdan vakansiyanı doldurma ehtimalının ən yüksək olduğunu bildirir.
İndi suala cavab verə bilərik, xarakterik rentgen şüalarının kvantının maksimum enerjisi nədir. E = E n 2 - E n 1 düsturuna əsasən elektron keçidinin baş verdiyi səviyyələrin enerji dəyərlərindəki fərqlə müəyyən edilir, burada E n 2 və E n 1 elektronun enerjiləridir. keçidin baş verdiyi dövlətlər. Bu parametrin ən yüksək qiyməti maksimum olan K seriyası keçidləri ilə verilir yüksək səviyyələr ağır elementlərin atomları. Lakin bu xətlərin intensivliyi (zirvələrin hündürlüyü) ən aşağıdır, çünki onlar ən az ehtimal olunur.
Əgər elektrodlarda kifayət qədər gərginlik olmadığı üçün sərt elektron K-səviyyəsinə çata bilmirsə, L-səviyyəsində boşluq əmələ gətirir və daha uzun dalğalara malik daha az enerjili L seriyası əmələ gəlir. Sonrakı seriyalar da oxşar şəkildə doğulur.
Bundan əlavə, elektron keçid nəticəsində bir vakansiya doldurulduqda, yuxarıdakı qabıqda yeni bir vakansiya görünür. Bu, növbəti seriyaların yaranmasına şərait yaradır. Elektron boşluqları səviyyədən səviyyəyə yüksəlir və atom ionlaşmış vəziyyətdə qalaraq xarakterik spektral silsilələr kaskadını buraxır.
Xarakterik spektrlərin incə quruluşu
X-ray radiasiyasının atom rentgen spektrləri, optik spektrlərdə olduğu kimi, xəttin parçalanması ilə ifadə olunan incə bir quruluşla xarakterizə olunur.
İncə quruluş, enerji səviyyəsinin - elektron qabığın - yaxın yerləşmiş komponentlər - alt qabıqlar toplusudur. Alt qabıqları xarakterizə etmək üçün elektronun öz və orbital maqnit momentlərinin qarşılıqlı təsirini əks etdirən başqa bir daxili kvant nömrəsi j təqdim olunur.
Spin-orbit qarşılıqlı təsirinin təsiri ilə atomun enerji strukturu mürəkkəbləşir və nəticədə xarakterik rentgen şüalanması çox yaxın məsafədə yerləşən elementləri olan parçalanma xətləri ilə xarakterizə olunan spektrə malikdir.
İncə strukturun elementləri adətən əlavə rəqəmsal indekslərlə təyin olunur.
X-ray radiasiyasının xarakterik xüsusiyyəti yalnız spektrin incə strukturunda əks olunur. Elektronun daha aşağı enerji səviyyəsinə keçidi daha yüksək səviyyənin aşağı alt təbəqəsindən baş vermir. Belə bir hadisənin cüzi bir ehtimalı var.
Spektrometriyada rentgen şüalarının istifadəsi
Bu şüalanma, Moseley qanunu ilə təsvir edilən xüsusiyyətlərinə görə, maddələrin təhlili üçün müxtəlif rentgen spektral üsullarının əsasını təşkil edir. X-şüaları spektrini təhlil edərkən ya radiasiyanın kristallar üzərində difraksiyasından (dalğa-dispersiv üsul) və ya udulmuş rentgen fotonlarının enerjisinə həssas olan detektorlardan (enerji-dispersiya üsulu) istifadə olunur. Əksər elektron mikroskoplar bir növ rentgen spektrometri əlavələri ilə təchiz edilmişdir.
Dalğa-dispersiv spektrometriya xüsusilə dəqiqdir. Xüsusi filtrlərdən istifadə edərək, spektrin ən intensiv zirvələri vurğulanır ki, bu da dəqiq məlum tezliklə demək olar ki, monoxromatik şüalanma əldə etməyə imkan verir. İstənilən tezlikdə monoxromatik şüanın alınmasını təmin etmək üçün anod materialı çox diqqətlə seçilir. Onun tədqiq olunan maddənin kristal qəfəsindəki difraksiyası qəfəs quruluşunu böyük dəqiqliklə öyrənməyə imkan verir. Bu üsul DNT və digər mürəkkəb molekulların öyrənilməsində də istifadə olunur.
Xarakterik rentgen şüalanmasının xüsusiyyətlərindən biri də qamma-spektrometriyada nəzərə alınır. Bu yüksək intensivlik xarakterik zirvəsidir. Gamma spektrometrləri ölçmələrə mane olan xarici fon radiasiyasına qarşı qurğuşun ekranından istifadə edir. Ancaq qamma şüalarını udan qurğuşun daxili ionlaşmanı yaşayır, bunun nəticəsində rentgen diapazonunda aktiv şəkildə yayılır. Qurğunun xarakterik rentgen şüalanmasının intensiv zirvələrini udmaq üçün əlavə kadmium qoruyucusu istifadə olunur. O, öz növbəsində ionlaşır və həmçinin rentgen şüaları yayar. Kadmiumun xarakterik zirvələrini zərərsizləşdirmək üçün üçüncü qoruyucu təbəqə istifadə olunur - mis, rentgen maksimalları qamma spektrometrinin işləmə tezliyi diapazonundan kənarda yerləşir.
Spektrometriya həm bremsstrahlung, həm də xarakterik rentgen şüalarından istifadə edir. Belə ki, maddələri təhlil edərkən davamlı rentgen şüalarının müxtəlif maddələr tərəfindən udulma spektrləri öyrənilir.
X-şüalarının əsas xassələrinin öyrənilməsində kəşf və xidmətlər haqlı olaraq alman alimi Vilhelm Konrad Rentgenə məxsusdur. Heyrətamiz xüsusiyyətlər Onun kəşf etdiyi rentgen şüaları dərhal elm aləmində böyük rezonans aldı. Baxmayaraq ki, o vaxtlar, hələ 1895-ci ildə, alim rentgen şüalarının hansı fayda və bəzən zərər verə biləcəyini çətin ki, təsəvvür edə bilmirdi.
Bu radiasiya növünün insan sağlamlığına necə təsir etdiyini bu məqalədə öyrənək.
Rentgen şüalanması nədir
Tədqiqatçını maraqlandıran ilk sual rentgen şüalanması nədir? Bir sıra təcrübələr bunun ultrabənövşəyi və qamma şüalanması arasında aralıq mövqe tutan 10-8 sm dalğa uzunluğuna malik elektromaqnit şüalanma olduğunu yoxlamağa imkan verdi.
Rentgen şüalarının tətbiqi
Sirli rentgen şüalarının dağıdıcı təsirlərinin bütün bu aspektləri onların tətbiqinin heyrətamiz dərəcədə geniş aspektlərini heç də istisna etmir. Rentgen şüalanması harada istifadə olunur?
- Molekulların və kristalların quruluşunun öyrənilməsi.
- X-ray qüsurlarının aşkarlanması (sənayedə, məhsullarda qüsurların aşkarlanması).
- Tibbi tədqiqat və terapiya üsulları.
X-şüalarının ən mühüm tətbiqləri bu dalğaların çox qısa dalğa uzunluqları və onların unikal xüsusiyyətləri sayəsində mümkün olur.
X-şüalarının yalnız tibbi müayinə və ya müalicə zamanı qarşılaşan insanlara təsiri ilə maraqlandığımız üçün, rentgen şüalarının yalnız bu tətbiq sahəsini daha sonra nəzərdən keçirəcəyik.
Rentgen şüalarının tibbdə tətbiqi
Kəşfinin xüsusi əhəmiyyətinə baxmayaraq, Rentgen onun istifadəsi üçün patent almadı və onu bütün bəşəriyyət üçün əvəzsiz hədiyyə etdi. Artıq Birinci Dünya Müharibəsində rentgen aparatlarından istifadə edilməyə başlandı ki, bu da yaralılara tez və dəqiq diaqnoz qoymağa imkan verdi. İndi tibbdə rentgen şüalarının tətbiqinin iki əsas sahəsini ayırd edə bilərik:
- rentgen diaqnostikası;
- X-ray terapiyası.
X-ray diaqnostikası
X-ray diaqnostikası müxtəlif üsullarla istifadə olunur:
Bu üsullar arasındakı fərqlərə baxaq.
Bütün bu diaqnostik üsullar rentgen şüalarının foto filmi işıqlandırmaq qabiliyyətinə və onların toxumalara və sümük skeletinə müxtəlif keçiriciliyinə əsaslanır.
X-ray terapiyası
Rentgen şüalarının toxumalara bioloji təsir göstərmə qabiliyyəti tibbdə şişlərin müalicəsi üçün istifadə olunur. Bu şüalanmanın ionlaşdırıcı təsiri ən aktiv şəkildə bədxassəli şişlərin hüceyrələri olan sürətlə bölünən hüceyrələrə təsirində özünü göstərir.
Bununla belə, siz də bilməlisiniz yan təsirlər, istər-istəməz radioterapiya ilə müşayiət olunur. Fakt budur ki, hematopoetik, endokrin və immun sistemlərin hüceyrələri də sürətlə bölünür. Onlara mənfi təsir radiasiya xəstəliyinin əlamətlərinə səbəb olur.
Rentgen şüalarının insanlara təsiri
X-şüalarının diqqətəlayiq kəşfindən az sonra məlum oldu ki, rentgen şüalarının insanlara təsiri var.
Bu məlumatlar eksperimental heyvanlar üzərində aparılan təcrübələrdən əldə edilib, lakin genetiklər oxşar nəticələrin insan orqanizminə də keçə biləcəyini təklif edirlər.
Rentgen şüalarının təsirinin öyrənilməsi icazə verilən şüalanma dozaları üçün beynəlxalq standartların işlənib hazırlanmasına imkan verdi.
X-ray diaqnostikası zamanı rentgen dozaları
X-ray otağına baş çəkdikdən sonra bir çox xəstələr qəbul edilən radiasiya dozasının sağlamlıqlarına necə təsir edəcəyindən narahatdırlar?
Ümumi bədən radiasiyasının dozası həyata keçirilən prosedurun təbiətindən asılıdır. Rahatlıq üçün, alınan dozanı bir insanı həyatı boyu müşayiət edən təbii radiasiya ilə müqayisə edəcəyik.
- X-ray: döş qəfəsi - alınan radiasiya dozası 10 günlük fon şüalanmasına bərabərdir; yuxarı mədə və kiçik bağırsaq - 3 il.
- Orqanların kompüter tomoqrafiyası qarın boşluğu və çanaq, eləcə də bütün bədən - 3 il.
- Mammoqrafiya - 3 ay.
- Ekstremitələrin rentgenoqrafiyası praktiki olaraq zərərsizdir.
- Diş rentgenoqrafiyasına gəldikdə, radiasiya dozası minimaldır, çünki xəstə qısa radiasiya müddəti olan dar bir rentgen şüasına məruz qalır.
Bu şüalanma dozaları məqbul standartlara cavab verir, lakin əgər xəstə rentgen müayinəsindən əvvəl narahatlıq keçirirsə, o, xüsusi qoruyucu önlük tələb etmək hüququna malikdir.
Hamilə qadınlarda rentgen şüalarına məruz qalma
Hər bir insan bir dəfədən çox rentgen müayinəsindən keçməyə məcbur olur. Ancaq bir qayda var - bu diaqnostik üsul hamilə qadınlara təyin edilə bilməz. İnkişaf etməkdə olan embrion son dərəcə həssasdır. X-şüaları xromosom anomaliyalarına və nəticədə inkişaf qüsurları olan uşaqların doğulmasına səbəb ola bilər. Bu baxımdan ən həssas dövr 16 həftəyə qədər hamiləlikdir. Üstəlik, onurğa, çanaq və qarın nahiyəsinin rentgenoqrafiyası doğmamış körpə üçün ən təhlükəlidir.
X-şüalarının hamiləliyə zərərli təsirlərini bilən həkimlər, qadının həyatında bu vacib dövrdə ondan istifadə etməkdən hər cür çəkinirlər.
Bununla belə, rentgen şüalarının yan mənbələri var:
- elektron mikroskoplar;
- rəngli televizorların şəkil boruları və s.
Gələcək analar onların yaratdığı təhlükədən xəbərdar olmalıdırlar.
Rentgen diaqnostikası hemşirelik anaları üçün təhlükəli deyil.
X-raydan sonra nə etməli
X-şüalarına məruz qalmanın hətta minimal təsirlərinin qarşısını almaq üçün bir neçə sadə addımı ata bilərsiniz:
- rentgendən sonra bir stəkan süd içmək - kiçik dozalarda radiasiyanı aradan qaldırır;
- Bir stəkan quru şərab və ya üzüm suyu qəbul etmək çox faydalıdır;
- prosedurdan bir müddət sonra məhsulların nisbətini artırmaq faydalıdır artan məzmun yod (dəniz məhsulları).
Ancaq rentgendən sonra radiasiyanı aradan qaldırmaq üçün heç bir tibbi prosedur və ya xüsusi tədbirlər tələb olunmur!
X-şüalarına məruz qalmanın şübhəsiz ciddi nəticələrinə baxmayaraq, tibbi müayinələr zamanı onların təhlükəsi çox qiymətləndirilməməlidir - onlar yalnız bədənin müəyyən sahələrində və çox tez həyata keçirilir. Onların faydaları insan orqanizmi üçün bu prosedurun riskini dəfələrlə üstələyir.
RF TƏHSİL FEDERAL Agentliyi
DÖVLƏT TƏHSİL MÜƏSSİSƏSİ
ALİ İXTİSAS TƏHSİL
MOSKVA DÖVLƏT POLAD VƏ ƏRİNDƏLƏR İNSTİTUTU
(TEXNOLOGİYA UNİVERSİTETİ)
NOVOTROİTSKI FİLALI
OED şöbəsi
KURS İŞİ
İntizam: Fizika
Mövzu: X-RAY
Tələbə: Nedorezova N.A.
Qrup: EiU-2004-25, No. Z.K.: 04N036
Yoxladı: Ozhegova S.M.
Giriş
Fəsil 1. Rentgen şüalarının kəşfi
1.1 Rentgen Vilhelm Konradın tərcümeyi-halı
1.2 Rentgen şüalarının kəşfi
Fəsil 2. Rentgen şüalanması
2.1 Rentgen şüaları mənbələri
2.2 Rentgen şüalarının xassələri
2.3 Rentgen şüalarının aşkarlanması
2.4 Rentgen şüalarından istifadə
Fəsil 3. Metallurgiyada rentgen şüalarının tətbiqi
3.1 Kristal strukturunun qüsurlarının təhlili
3.2 Spektral analiz
Nəticə
İstifadə olunan mənbələrin siyahısı
Tətbiqlər
Giriş
Bu, rentgen otağından keçməmiş nadir insan idi. Rentgen şəkilləri hər kəsə tanışdır. 1995-ci ildə bu kəşfin yüz illiyi qeyd olundu. Bir əsr əvvəl onun yaratdığı böyük marağı təsəvvür etmək çətindir. Bir insanın əlində bir cihaz var idi, onun köməyi ilə görünməyənləri görmək mümkün idi.
Dalğa uzunluğu təqribən 10-8 sm olan elektromaqnit şüalanmanı təmsil edən, müxtəlif dərəcədə olsa da, bütün maddələrə nüfuz edə bilən bu görünməz şüalanma onu kəşf edən Vilhelm Rentgenin şərəfinə rentgen şüalanması adlandırıldı.
Görünən işıq kimi, rentgen şüaları da foto filmin qaralmasına səbəb olur. Bu əmlak var vacibdir tibb, sənaye və elmi tədqiqatlar üçün. Tədqiq olunan obyektdən keçərək və sonra foto plyonkaya düşən rentgen şüası onu onun üzərində təsvir edir. daxili quruluş. Rentgen şüalarının nüfuzetmə gücü müxtəlif materiallar üçün fərqli olduğundan, cismin ona daha az şəffaf olan hissələri radiasiyanın yaxşı keçdiyi hissələrə nisbətən fotoşəkildə daha yüngül sahələr yaradır. Beləliklə, sümük toxuması dəri və daxili orqanları təşkil edən toxuma ilə müqayisədə rentgen şüalarına daha az şəffafdır. Buna görə də, rentgendə sümüklər daha yüngül sahələr kimi görünəcək və radiasiyaya daha az şəffaf olan sınıq yeri olduqca asanlıqla aşkar edilə bilər. X-şüaları stomatologiyada dişlərin köklərində kariyes və absesləri aşkar etmək üçün, eləcə də sənayedə tökmə, plastik və kauçuklarda çatları aşkar etmək üçün, kimyada birləşmələri təhlil etmək və fizikada kristalların quruluşunu öyrənmək üçün istifadə olunur.
Rentgenin kəşfindən sonra bu radiasiyanın bir çox yeni xüsusiyyətlərini və tətbiqlərini kəşf edən digər tədqiqatçılar tərəfindən təcrübələr aparıldı. 1912-ci ildə kristaldan keçən rentgen şüalarının difraksiyasını nümayiş etdirən M. Laue, W. Friedrich və P. Knipping böyük töhfə verdi; 1913-cü ildə qızdırılan katodlu yüksək vakuumlu rentgen borusunu icad edən V.Kulidc; 1913-cü ildə şüalanmanın dalğa uzunluğu ilə elementin atom nömrəsi arasında əlaqəni quran Q.Mozeli; 1915-ci ildə qəbul edən G. və L. Bragg Nobel mükafatı X-şüalarının difraksiya analizinin əsaslarını inkişaf etdirmək üçün.
Bunun məqsədi kurs işi rentgen şüalanması hadisəsinin, kəşf tarixinin, xassələrinin və tətbiq dairəsinin müəyyən edilməsinin öyrənilməsidir.
Fəsil 1. Rentgen şüalarının kəşfi
1.1 Rentgen Vilhelm Konradın tərcümeyi-halı
Vilhelm Konrad Rentgen 1845-ci il martın 17-də Almaniyanın Hollandiya ilə həmsərhəd bölgəsində, Lenepe şəhərində anadan olub. Texniki təhsilini Sürixdə Eynşteynin daha sonra oxuduğu Ali Texniki Məktəbdə (Politexnik) alıb. Fizikaya olan həvəsi onu 1866-cı ildə məktəbi bitirdikdən sonra fizika təhsilini davam etdirməyə məcbur etdi.
1868-ci ildə fəlsəfə doktoru alimlik dərəcəsi almaq üçün dissertasiya müdafiə edərək, Kundtun başçılığı ilə əvvəlcə Sürixdə, sonra Gissendə, sonra isə Strasburqda (1874-1879) fizika kafedrasında assistent kimi çalışmışdır. Burada Rentgen yaxşı eksperimental məktəbdən keçdi və birinci dərəcəli eksperimentator oldu. Rentgen mühüm tədqiqatlarının bir qismini tələbəsi, sovet fizikasının banilərindən biri A.F. Ioffe.
Elmi tədqiqatlar elektromaqnetizm, kristal fizikası, optika, molekulyar fizika ilə bağlıdır.
1895-ci ildə o, ultrabənövşəyi şüalardan (rentgen şüalarından) daha qısa dalğa uzunluğuna malik radiasiyanı kəşf etdi, sonralar rentgen şüaları adlandırıldı və onların xassələrini öyrəndi: əks olunma, udulma, havanı ionlaşdırma qabiliyyəti və s. O, rentgen şüaları istehsal etmək üçün borunun düzgün dizaynını təklif etdi - maili platin antikatod və konkav katod: o, ilk dəfə rentgen şüalarından istifadə edərək fotoşəkil çəkdi. O, 1885-ci ildə elektrik sahəsində hərəkət edən dielektriklərin maqnit sahəsini ("X-şüaları cərəyanı" adlandırılan) kəşf etdi X. Lorentz tərəfindən elektron nəzəriyyə. Rentgenin əsərlərinin əhəmiyyətli bir hissəsi mayelərin, qazların, kristalların, elektromaqnit hadisələrinin öyrənilməsinə həsr edilmişdir, kristallarda elektrik və optik hadisələrin əlaqəsini kəşf etmişdir. Rentgen fiziklər arasında Nobel mükafatına layiq görülən ilk şəxs olub.
1900-cü ildən ömrünün son günlərinə qədər (1923-cü il fevralın 10-da vəfat etmişdir) Münhen Universitetində çalışmışdır.
1.2 Rentgen şüalarının kəşfi
19-cu əsrin sonu elektrik cərəyanının qazlardan keçməsi fenomenlərinə marağın artması ilə yadda qaldı. Faraday bu hadisələri də ciddi şəkildə tədqiq etdi, müxtəlif boşalma formalarını təsvir etdi və nadirləşdirilmiş qazın işıqlı sütununda qaranlıq bir boşluq kəşf etdi. Faraday qaranlıq məkanı mavi, katod parıltısını çəhrayı, anodik parıltıdan ayırır.
Qazın seyrəkləşməsinin daha da artması parıltının xarakterini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Riyaziyyatçı Plüker (1801-1868) 1859-cu ildə kifayət qədər güclü vakuumda katoddan çıxan, anoda çatan və borunun şüşəsinin parlamasına səbəb olan zəif mavimtıl şüaları kəşf etdi. 1869-cu ildə Plükerin tələbəsi Hittorf (1824-1914) müəlliminin tədqiqatını davam etdirərək göstərmişdir ki, katodla bu səth arasına bərk cisim qoyularsa, borunun flüoresan səthində aydın kölgə yaranır.
Qoldşteyn (1850-1931) şüaların xassələrini öyrənərək onları katod şüaları adlandırdı (1876). Üç il sonra William Crookes (1832-1919) katod şüalarının maddi təbiətini sübut etdi və onları xüsusi dördüncü vəziyyətdə olan bir maddə adlandırdı bütün fizika kabinetlərində nümayiş etdirilmişdir. Katod şüasının Crookes borusunda maqnit sahəsi ilə əyilməsi klassik məktəb nümayişinə çevrildi.
Bununla belə, katod şüalarının elektrik əyriliyinə dair təcrübələr o qədər də inandırıcı deyildi. Hertz belə bir kənarlaşma aşkar etmədi və katod şüasının efirdə salınan bir proses olduğu qənaətinə gəldi. Hertsin tələbəsi F.Lenard, katod şüaları ilə təcrübə apararaq, 1893-cü ildə onların alüminium folqa ilə örtülmüş pəncərədən keçdiyini və pəncərənin arxasındakı boşluqda parıltıya səbəb olduğunu göstərdi. Hertz 1892-ci ildə nəşr olunan son məqaləsini katod şüalarının nazik metal cisimlərdən keçməsi fenomeninə həsr etdi.
“Katod şüaları bərk cisimlərə nüfuz etmə qabiliyyətinə görə işıqdan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.” Hertz, katod şüalarının qızıl, gümüş, platin, alüminium və s. hadisələrdə heç bir xüsusi fərq müşahidə etmirlər. Şüalar yarpaqlardan düz keçmir, lakin difraksiya ilə səpələnirlər.
1895-ci ilin sonunda Vürzburq professoru Vilhelm Konrad Rentgen məhz Crookes, Lenard və başqalarının bu boruları ilə təcrübə apardı. hələ də borunu gücləndirən induktoru söndürərək, borunun yaxınlığında yerləşən barium sinoksiddən ekranın parıldadığını gördü. Bu vəziyyətdən vurulan Rentgen ekranla təcrübə aparmağa başladı. 28 dekabr 1895-ci il tarixli “Yeni növ şüalar haqqında” adlı ilk məruzəsində bu ilk təcrübələr haqqında yazırdı: “Barium platin kükürd dioksidi ilə örtülmüş bir kağız parçası, üzəri ilə örtülmüş boruya yaxınlaşdıqda. ona kifayət qədər sıx uyğun gələn nazik qara karton, hər boşalma ilə parlaq işıqla yanıb-sönür: floresan etməyə başlayır. Flüoressensiya kifayət qədər qaraldıqda görünür və kağızın barium mavi oksidlə örtülmüş və ya barium mavi oksidlə örtülməmiş tərəfi ilə təqdim olunmasından asılı deyil. Floresensiya hətta borudan iki metr məsafədə də nəzərə çarpır”.
Diqqətlə aparılan araşdırma Rentgenə göstərdi ki, “nə günəşin görünən və ultrabənövşəyi şüalarına, nə də elektrik qövsünün şüalarına şəffaf olmayan qara karton, flüoresansa səbəb olan hansısa agent tərəfindən nüfuz edir.” ” üçün qısa "X-şüaları" çağırdı müxtəlif maddələr. O, şüaların kağız, taxta, ebonit və nazik metal təbəqələrindən sərbəst keçdiyini, lakin qurğuşun tərəfindən güclü gecikdirildiyini aşkar etdi.
Sonra sensasiyalı təcrübəni təsvir edir:
"Əlinizi boşalma borusu ilə ekran arasında tutsanız, əlin kölgəsinin zəif konturlarında sümüklərin qaranlıq kölgələrini görə bilərsiniz ilk rentgen görünüşlərini əlinə tətbiq edərək.
Bu şəkillər böyük təəssürat yaratdı; kəşf hələ tamamlanmamışdı və rentgen diaqnostikası artıq öz səyahətinə başlamışdı. “Laboratoriyam iynə olduğundan şübhələnən xəstələri gətirən həkimlərlə dolu idi müxtəlif hissələr cisimlər” deyə ingilis fiziki Şuster yazırdı.
Artıq ilk təcrübələrdən sonra Rentgen qəti şəkildə müəyyən etdi ki, rentgen şüaları katod şüalarından fərqlənir, onlar yük daşımır və maqnit sahəsi ilə yönləndirilmir, lakin katod şüaları ilə həyəcanlanır." X-şüaları katod şüaları ilə eyni deyil. , lakin axıdma borusunun şüşə divarlarında onlar tərəfindən həyəcanlanırlar "deyə Rentgen yazdı.
O, təkcə şüşədə deyil, metallarda da həyəcanlandıqlarını müəyyən etdi.
Hertz-Lennard fərziyyəsini qeyd edərək, katod şüalarının "efirdə baş verən bir hadisə olduğunu" qeyd edən Rentgen qeyd edir ki, "şüalarımız haqqında da oxşar bir şey deyə bilərik". Bununla birlikdə, şüaların dalğa xüsusiyyətlərini kəşf edə bilmədi; ilk mesajında onların efirdə uzununa dalğalar ola biləcəyinə dair sonradan qalan fərziyyəni bildirdi.
Rentgenin kəşfi elm aləmində böyük maraq doğurdu. Onun təcrübələri dünyanın demək olar ki, bütün laboratoriyalarında təkrarlanıb. Moskvada onları P.N. Lebedev. Sankt-Peterburqda radio ixtiraçısı A.S. Popov rentgen şüaları ilə təcrübələr apardı, onları ictimai mühazirələrdə nümayiş etdirdi və müxtəlif rentgen şəkilləri əldə etdi. Kembricdə D.D. Tomson dərhal rentgen şüalarının ionlaşdırıcı təsirindən elektrik cərəyanının qazlardan keçməsini öyrənmək üçün istifadə etdi. Onun tədqiqatları elektronun kəşfinə gətirib çıxardı.
Fəsil 2. Rentgen şüalanması
Rentgen şüalanması 10 -4 ilə 10 3 (10 -12 ilə 10 -5 sm arasında) dalğa uzunluğunda qamma və ultrabənövşəyi şüalanma arasında spektral bölgəni tutan elektromaqnit ionlaşdırıcı şüalanmadır.R. l. dalğa uzunluğu ilə λ< 2 условно называются жёсткими, с λ >2 - yumşaq.
2.1 Rentgen şüaları mənbələri
X-şüalarının ən çox yayılmış mənbəyi rentgen borusudur.
X-ray boruları rentgen struktur analizində istifadə olunur
Rentgen borularının əsas xüsusiyyətləri maksimum icazə verilən sürətləndirici gərginlik (1-500 kV), elektron cərəyanı (0,01 mA - 1A), anod tərəfindən yayılan xüsusi güc (10-10 4 Vt/mm 2), ümumi enerji istehlakıdır. (0,002 Vt - 60 kVt) və fokus ölçüləri (1 µm - 10 mm). X-ray borusunun effektivliyi 0,1-3% təşkil edir.
Bəzi radioaktiv izotoplar rentgen şüalarının mənbəyi kimi də xidmət edə bilər.
Bir neçə GeV enerjili sinxrotronlar və elektron saxlama halqaları onlarla və yüzlərlə λ sıralı yumşaq rentgen şüalarının mənbəyi kimi xidmət edə bilər. Sinxrotronlardan rentgen şüalanmasının intensivliyi spektrin bu bölgəsində rentgen borusunun intensivliyini 2-3 böyüklük dərəcəsi ilə üstələyir.
X-şüalarının təbii mənbələri Günəş və digər kosmik obyektlərdir.
2.2 Rentgen şüalarının xassələri
Rentgen şüalarının əmələ gəlmə mexanizmindən asılı olaraq onların spektrləri davamlı (bremsstrahlung) və ya xətt (xarakterik) ola bilər. Sürətli yüklü hissəciklər hədəf atomlarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda onların ləngiməsi nəticəsində davamlı rentgen spektri buraxır; bu spektr yalnız hədəf elektronlarla bombalandıqda əhəmiyyətli intensivliyə çatır. Bremsstrahlung rentgen şüalarının intensivliyi fotonun enerjisi h 0 (h Plank sabitidir) yüksək tezlikli sərhəd 0-a qədər bütün tezliklərdə paylanır.
Xətt şüalanması bir atomun daxili qabıqlarından birindən bir elektronun atılması ilə ionlaşmasından sonra baş verir. Belə ionlaşma atomun elektron kimi sürətli hissəciklə toqquşması (ilkin rentgen şüaları) və ya fotonun atom tərəfindən udulması (flüoresan rentgen şüaları) nəticəsində yarana bilər. İonlaşmış atom yüksək enerji səviyyələrindən birində özünü ilkin kvant vəziyyətində tapır və 10 -16 -10 -15 saniyədən sonra daha aşağı enerji ilə son vəziyyətə keçir. Bu halda atom müəyyən tezlikli foton şəklində artıq enerji buraxa bilər. Belə şüalanmanın spektrindəki xətlərin tezlikləri hər bir elementin atomları üçün xarakterikdir, ona görə də xətti rentgen spektri xarakterik adlanır. Bu spektrin xətlərinin tezliyinin Z atom nömrəsindən asılılığı Mozeley qanunu ilə müəyyən edilir.
Moseley qanunu, kimyəvi elementin xarakterik rentgen şüalanmasının spektral xətlərinin tezliyini onun atom nömrəsi ilə əlaqələndirən qanun. Eksperimental olaraq G. Moseley tərəfindən yaradılmışdır
burada R Ridberq sabitidir
Moseley qanunu elementlərin dövri cədvəlində elementlərin düzgün yerləşdirilməsinin təkzibedilməz sübutu idi.
Mozeley qanununa uyğun olaraq, rentgen xarakteristikası spektrləri optik spektrlərə xas olan dövri qanunauyğunluqları aşkar etmir. Bu, xarakterik rentgen spektrlərində görünən bütün elementlərin atomlarının daxili elektron qabıqlarının oxşar quruluşa malik olduğunu göstərir.
Sonrakı təcrübələr, xarici elektron qabıqlarının doldurulması qaydasının dəyişməsi ilə əlaqəli elementlərin keçid qrupları üçün, eləcə də relativistik təsirlər nəticəsində yaranan ağır atomlar üçün xətti əlaqədən bəzi kənarlaşmaları aşkar etdi (şərti olaraq, sürətlərin dəyişməsi ilə izah olunur). daxili olanlar işığın sürəti ilə müqayisə edilə bilər).
Bir sıra amillərdən - nüvədəki nuklonların sayından (izotonik yerdəyişmə), xarici elektron qabıqlarının vəziyyətindən (kimyəvi yerdəyişmə) və s.-dən asılı olaraq, Mozeley diaqramında spektral xətlərin mövqeyi bir qədər dəyişə bilər. Bu yerdəyişmələri öyrənmək atom haqqında ətraflı məlumat əldə etməyə imkan verir.
Çox nazik hədəflər tərəfindən buraxılan Bremsstrahlung rentgen şüaları 0 yaxınlığında tamamilə qütbləşir; 0 azaldıqca qütbləşmə dərəcəsi azalır. Xarakterik şüalanma, bir qayda olaraq, qütbləşmir.
X-şüaları maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, fotoelektrik effekt yarana bilər.
X-şüaları qalınlığı x olan maddə qatından keçdikdə onların ilkin intensivliyi I 0 dəyərinə qədər azalır I = I 0 e - μ x burada μ zəifləmə əmsalıdır. I-nin zəifləməsi iki proses nəticəsində baş verir: rentgen fotonlarının maddə tərəfindən udulması və səpilmə zamanı onların istiqamətinin dəyişməsi. Spektrin uzun dalğalı bölgəsində rentgen şüalarının udulması, qısa dalğalı bölgədə onların səpilməsi üstünlük təşkil edir. Udulma dərəcəsi Z və λ artımı ilə sürətlə artır. Məsələn, sərt rentgen şüaları ~ 10 sm hava təbəqəsindən sərbəst şəkildə keçir; 3 sm qalınlığında bir alüminium lövhə λ = 0,027 olan rentgen şüalarını yarıya qədər zəiflədir; yumşaq rentgen şüaları havada əhəmiyyətli dərəcədə udulur və onların istifadəsi və tədqiqatı yalnız vakuumda və ya zəif uducu qazda (məsələn, He) mümkündür. X-şüaları udulmuş zaman maddənin atomları ionlaşır.
Rentgen şüalarının canlı orqanizmlərə təsiri onların toxumalarda yaratdığı ionlaşmadan asılı olaraq faydalı və ya zərərli ola bilər. Rentgen şüalarının udulması λ-dan asılı olduğundan, onların intensivliyi rentgen şüalarının bioloji təsirinin ölçüsü ola bilməz. Radiometriya rentgen şüalarının maddəyə təsirini kəmiyyətcə ölçmək üçün istifadə olunur.
Böyük Z və λ bölgəsində rentgen şüalarının səpilməsi əsasən λ dəyişmədən baş verir və koherent səpilmə adlanır, kiçik Z və λ bölgəsində isə, bir qayda olaraq, artır (koherent səpilmə). Rentgen şüalarının qeyri-koherent səpilməsinin 2 növü məlumdur - Kompton və Raman. Qeyri-elastik korpuskulyar səpilmə xarakteri daşıyan Kompton səpilməsində rentgen fotonunun qismən itirdiyi enerji hesabına atomun qabığından geri çəkilən elektron uçur. Bu zaman fotonun enerjisi azalır və onun istiqaməti dəyişir; λ-nin dəyişməsi səpilmə bucağından asılıdır. Ramanda yüksək enerjili rentgen fotonun işıq atomuna səpilməsi zamanı onun enerjisinin kiçik bir hissəsi atomun ionlaşmasına sərf olunur və fotonun hərəkət istiqaməti dəyişir. Belə fotonların dəyişməsi səpilmə bucağından asılı deyil.
X-şüaları üçün n qırılma əmsalı 1-dən çox az miqdarda δ = 1-n ≈ 10 -6 -10 -5 ilə fərqlənir. Bir mühitdə rentgen şüalarının faza sürəti vakuumdakı işığın sürətindən böyükdür. Bir mühitdən digərinə keçərkən rentgen şüalarının əyilməsi çox kiçikdir (bir neçə dəqiqəlik qövs). X-şüaları vakuumdan cismin səthinə çox kiçik bucaq altında düşdükdə, tamamilə xaricə əks olunur.
2.3 Rentgen şüalarının aşkarlanması
İnsan gözü rentgen şüalarına həssas deyil. rentgen
Şüalar artan miqdarda Ag və Br ehtiva edən xüsusi rentgen fotofilmindən istifadə etməklə qeydə alınır. Bölgədə λ<0,5 чувствительность этих плёнок быстро падает и может быть
искусственно повышена плотно прижатым к плёнке флуоресцирующим экраном. В
области λ>5, adi müsbət foto filmin həssaslığı olduqca yüksəkdir və onun taxılları rentgen filminin taxıllarından çox kiçikdir, bu da qətnaməni artırır. Onlarla və yüzlərlə λ-da rentgen şüaları yalnız fotoemulsiyanın ən nazik səth qatına təsir edir; Filmin həssaslığını artırmaq üçün luminescent yağlarla həssaslaşdırılır. Rentgen diaqnostikasında və qüsurların aşkarlanmasında bəzən rentgen şüalarını qeyd etmək üçün elektrofotoqrafiyadan istifadə olunur.
Yüksək intensivlikli rentgen şüaları ionlaşma kamerasından istifadə etməklə qeydə alına bilər
2.4 Rentgen şüalarından istifadə
X-şüaları tibbdə rentgen diaqnostikası üçün ən çox istifadə olunur.
X-ray struktur analizi
X-ray mikroskopiyası
Kosmosdan gələn rentgen şüaları kosmik cisimlərin kimyəvi tərkibi və kosmosda baş verən fiziki proseslər haqqında məlumat daşıyır. Rentgen astronomiyası kosmik rentgen şüalarını öyrənir.
Fəsil 3. Metallurgiyada rentgen şüalarının tətbiqi
X-şüalarının difraksiya analizinin əsas vəzifələrindən biri materialın materialını və ya faza tərkibini müəyyən etməkdir. Rentgen şüalarının difraksiya üsulu birbaşadır və yüksək etibarlılığı, sürəti və nisbi ucuzluğu ilə xarakterizə olunur. Metod tələb etmir böyük miqdar maddələr, hissə məhv edilmədən analiz edilə bilər. Keyfiyyətli faza təhlilinin tətbiqi sahələri həm tədqiqat, həm də istehsalatda nəzarət üçün çox müxtəlifdir. Siz metallurgiya istehsalının başlanğıc materiallarının tərkibini, sintez məhsullarını, emalını, istilik və kimyəvi-termik müalicə zamanı faza dəyişikliklərinin nəticəsini yoxlamaq, müxtəlif örtükləri, nazik təbəqələri və s.
Öz kristal quruluşuna malik olan hər bir faza, maksimumdan və aşağıdan yalnız bu fazaya xas olan d/n planarası məsafələrin müəyyən diskret qiymətləri ilə xarakterizə olunur. Wulff-Bragg tənliyindən aşağıdakı kimi, planlararası məsafənin hər bir qiyməti müəyyən bir θ bucaq altında (verilmiş dalğa uzunluğu λ üçün) polikristal nümunədən rentgen şüalarının difraksiya nümunəsindəki xəttə uyğundur. Beləliklə, rentgen şüalarının difraksiya modelində hər bir faza üçün planlararası məsafələrin müəyyən dəsti müəyyən xətlər sisteminə (difraksiya maksimalları) uyğun olacaq. X-şüalarının difraksiya modelində bu xətlərin nisbi intensivliyi ilk növbədə fazanın strukturundan asılıdır. Buna görə də, rentgen təsvirindəki xətlərin yerini təyin etməklə (onun bucağı θ) və rentgen şəklinin çəkildiyi radiasiyanın dalğa uzunluğunu bilməklə, təyyarələrarası məsafələrin dəyərlərini müəyyən edə bilərik d/ n Wulff-Bragg düsturundan istifadə edərək:
/n = λ/ (2sin θ). (1)
Tədqiq olunan material üçün d/n toplusunu təyin etməklə və onu təmiz maddələr və onların müxtəlif birləşmələri üçün əvvəllər məlum olan d/n məlumatları ilə müqayisə etməklə verilmiş materialın hansı fazadan ibarət olduğunu müəyyən etmək olar. Vurğulamaq lazımdır ki, kimyəvi tərkib deyil, fazalar müəyyən edilir, lakin müəyyən bir fazanın elementar tərkibinə dair əlavə məlumatlar olduqda sonuncunu bəzən müəyyən etmək olar. Tədqiq olunan materialın kimyəvi tərkibi məlum olarsa, keyfiyyət faza analizinin vəzifəsi çox asanlaşdırılır, çünki bu halda müəyyən bir vəziyyətdə mümkün fazalar haqqında ilkin fərziyyələr edilə bilər.
Faza təhlili üçün əsas şey d/n və xəttin intensivliyini dəqiq ölçməkdir. Prinsipcə buna difraktometrdən istifadə etməklə nail olmaq daha asan olsa da, keyfiyyət analizi üçün fotometod ilk növbədə həssaslıq (nümunədə az miqdarda fazanın mövcudluğunu aşkar etmək imkanı), eləcə də ölçmə metodunun sadəliyi baxımından bəzi üstünlüklərə malikdir. eksperimental texnika.
X-şüalarının difraksiya nümunəsindən d/n-nin hesablanması Vulff-Braq tənliyindən istifadə etməklə həyata keçirilir.
Bu tənlikdə λ dəyəri adətən λ α orta K seriyasında istifadə olunur:
λ α av = (2λ α1 + λ α2) /3 (2)
Bəzən K α1 xətti istifadə olunur. Rentgen fotoşəkillərinin bütün xətləri üçün θ difraksiya bucaqlarının müəyyən edilməsi (1) tənliyindən və ayrı-ayrı β-xəttlərindən istifadə edərək (əgər (β-şüaları) filtr olmadıqda) d/n-ni hesablamağa imkan verir.
3.1 Kristal strukturunun qüsurlarının təhlili
Bütün real monokristal və xüsusən də polikristal materiallarda müəyyən struktur qüsurları (nöqtə qüsurları, dislokasiyalar, müxtəlif növlər interfeyslər, mikro və makro gərginliklər), bütün struktura həssas xüsusiyyətlərə və proseslərə çox güclü təsir göstərir.
Struktur qüsurları kristal qəfəsdə müxtəlif növ pozuntulara səbəb olur və nəticədə fərqli növlər difraksiya modelində dəyişikliklər: atomlararası və planlararası məsafələrin dəyişməsi difraksiya maksimallarının yerdəyişməsinə səbəb olur, mikrogərginliklər və alt quruluş dispersiyası difraksiya maksimallarının genişlənməsinə, şəbəkənin mikrotəhrifləri bu maksimalların intensivliyinin dəyişməsinə, dislokasiyaların olması səbəb olur. rentgen şüalarının keçməsi zamanı baş verən hadisələr və nəticədə rentgen topoqramlarında kontrastın yerli qeyri-homogenliyi və s.
Nəticədə, rentgen şüalarının difraksiya təhlili struktur qüsurlarını, onların növünü və konsentrasiyasını, paylanma xarakterini öyrənmək üçün ən informativ üsullardan biridir.
Stasionar difraktometrlərdə həyata keçirilən ənənəvi birbaşa rentgen difraksiya üsulu konstruksiya xüsusiyyətlərinə görə yalnız hissələrdən və ya cisimlərdən kəsilmiş kiçik nümunələrdə gərginliklərin və deformasiyaların kəmiyyətcə təyin edilməsinə imkan verir.
Buna görə də, hazırda stasionardan portativ kiçik ölçülü rentgen difraktometrlərinə keçid var ki, bu da hissələrin və ya obyektlərin materialında onların istehsalı və istismarı mərhələlərində məhv edilmədən gərginliklərin qiymətləndirilməsini təmin edir.
DRP * 1 seriyasının portativ rentgen difraktometrləri böyük hissələrdə, məhsullarda və strukturlarda qalıq və effektiv gərginlikləri məhv etmədən izləməyə imkan verir.
Windows mühitindəki proqram real vaxt rejimində “sin 2 ψ” metodundan istifadə etməklə təkcə gərginlikləri müəyyən etməyə deyil, həm də faza tərkibində və teksturasındakı dəyişiklikləri izləməyə imkan verir. Xətti koordinat detektoru 2θ = 43 ° difraksiya bucaqlarında eyni vaxtda qeydiyyatı təmin edir. Yüksək parlaqlığa və aşağı gücə (5 Vt) malik "Tülkü" tipli kiçik ölçülü rentgen boruları şüalanan ərazidən 25 sm məsafədə radiasiya səviyyəsinə bərabər olan cihazın radioloji təhlükəsizliyini təmin edir. təbii fon səviyyəsi. DRP seriyalı cihazlar bu texnoloji əməliyyatları optimallaşdırmaq üçün metalın formalaşmasının müxtəlif mərhələlərində, kəsmə, üyütmə, istilik müalicəsi, qaynaq, səthin bərkidilməsi zamanı gərginliklərin təyin edilməsində istifadə olunur. Xüsusilə kritik məmulatlarda və konstruksiyalarda onların istismarı zamanı yaranan qalıq sıxılma gərginliklərinin səviyyəsinin aşağı düşməsinə nəzarət məhsulu məhv edilməmişdən əvvəl istismardan çıxarmağa imkan verir, mümkün qəzaların və fəlakətlərin qarşısını alır.
3.2 Spektral analiz
Onun üçün materialın atom kristal quruluşunu və faza tərkibini təyin etməklə yanaşı tam xüsusiyyətləri Onun kimyəvi tərkibini müəyyən etmək məcburidir.
Bu məqsədlər üçün praktikada getdikcə daha çox spektral analizin müxtəlif sözdə instrumental üsullarından istifadə olunur. Onların hər birinin öz üstünlükləri və tətbiqləri var.
Bir çox hallarda mühüm tələblərdən biri istifadə olunan metodun təhlil edilən obyektin təhlükəsizliyini təmin etməsidir; Bu bölmədə məhz bu təhlil üsulları müzakirə olunur. Bu bölmədə təsvir edilən təhlil metodlarının seçildiyi növbəti meyar onların lokalizasiyasıdır.
Flüoresan rentgen spektral analiz metodu kifayət qədər sərt rentgen şüalarının (rentgen borusundan) təxminən bir neçə mikrometr qalınlığında bir təbəqəyə nüfuz edərək təhlil edilən obyektə nüfuz etməsinə əsaslanır. Obyektdə görünən xarakterik rentgen şüalanması onun kimyəvi tərkibi haqqında orta məlumat əldə etməyə imkan verir.
Bir maddənin elementar tərkibini müəyyən etmək üçün, bir rentgen borusunun anoduna yerləşdirilən və elektronlarla bombardmana məruz qalan bir nümunənin xarakterik rentgen şüalanması spektrinin təhlilindən - emissiya üsulundan və ya analizdən istifadə edə bilərsiniz. rentgen borusundan və ya digər mənbədən sərt rentgen şüaları ilə şüalanan nümunənin ikincil (flüoresan) rentgen şüalanmasının spektri - flüoresan üsul.
Emissiya metodunun dezavantajı, ilk növbədə, nümunəni rentgen borusunun anoduna yerləşdirmək və sonra vakuum nasosları ilə pompalamaq ehtiyacıdır; Aydındır ki, bu üsul əriyən və uçucu maddələr üçün uyğun deyil. İkinci çatışmazlıq, hətta odadavamlı obyektlərin elektron bombardmanı nəticəsində zədələnməsi ilə bağlıdır. Floresan üsulu bu çatışmazlıqlardan azaddır və buna görə də daha geniş tətbiq sahəsinə malikdir. Floresan metodunun üstünlüyü həm də analizin həssaslığını yaxşılaşdıran bremsstrahlung radiasiyasının olmamasıdır. Ölçülmüş dalğa uzunluqlarının kimyəvi elementlərin spektral xətlərinin cədvəlləri ilə müqayisəsi keyfiyyət analizinin əsasını, nümunə maddəni təşkil edən müxtəlif elementlərin spektral xətlərinin intensivliyinin nisbi qiymətləri isə kəmiyyət analizinin əsasını təşkil edir. Xarakterik rentgen şüalarının həyəcanlanma mexanizminin tədqiqindən aydın olur ki, bu və ya digər seriyanın şüalanması (K və ya L, M və s.) eyni vaxtda yaranır və silsilə daxilində xətt intensivliklərinin nisbətləri həmişə sabit olur. . Buna görə də, bu və ya digər elementin mövcudluğu ayrı-ayrı sətirlərlə deyil, bütövlükdə bir sıra sətirlərlə (müəyyən elementin məzmunu nəzərə alınmaqla ən zəif olanlar istisna olmaqla) müəyyən edilir. Nisbətən yüngül elementlər üçün K seriyalı xətlərin təhlili istifadə olunur, ağır elementlər üçün - L seriyalı xətlər; V müxtəlif şərtlər(istifadə olunan avadanlıqdan və təhlil edilən elementlərdən asılı olaraq) xarakterik spektrin müxtəlif sahələri ən əlverişli ola bilər.
Rentgen spektral analizinin əsas xüsusiyyətləri aşağıdakılardır.
X-şüalarının xarakterik spektrlərinin sadəliyi hətta ağır elementlər üçün də (optik spektrlərlə müqayisədə) analizi asanlaşdırır (xəttlərin azlığı; onların nisbi düzülüşündə oxşarlıq; sıra sayının artması ilə spektrin təbii yerdəyişməsi baş verir) qısa dalğalı bölgəyə, kəmiyyət analizinin müqayisəli sadəliyi).
Dalğa uzunluqlarının təhlil edilən elementin atomlarının vəziyyətindən (sərbəst və ya kimyəvi birləşmədə) müstəqilliyi. Bu, xarakterik rentgen şüalarının görünüşü, əksər hallarda atomların ionlaşma dərəcəsindən asılı olaraq praktiki olaraq dəyişməyən daxili elektron səviyyələrin həyəcanlanması ilə əlaqədardır.
Xarici qabıqların elektron quruluşunun oxşarlığına görə optik diapazonda spektrlərdə kiçik fərqlərə malik olan və kimyəvi xassələri ilə çox az fərqlənən nadir torpaq və bəzi digər elementləri təhlil edərkən ayırmaq qabiliyyəti.
X-şüaları flüoresan spektroskopiya üsulu "dağıdıcı deyil", buna görə də nazik nümunələri - nazik metal təbəqə, folqa və s. təhlil edərkən adi optik spektroskopiya metodundan üstünlüyə malikdir.
X-şüalarının flüoresan spektrometrləri metallurgiya müəssisələrində xüsusilə geniş istifadə olunur və onların arasında müəyyən edilmiş dəyərin 1% -dən az bir xəta ilə elementlərin (Na və ya Mg-dən U-ya qədər) sürətli kəmiyyət təhlilini təmin edən çoxkanallı spektrometrlər və ya kvantometrlər, həssaslıq həddi 10 -3 ... 10 -4% .
rentgen şüası
Rentgen şüalanmasının spektral tərkibinin təyini üsulları
Spektrometrlər iki növə bölünür: kristal-difraksiya və kristalsız.
X-şüalarının təbii difraksiya ızgarasından - kristaldan istifadə edərək spektrə parçalanması, şüşə üzərində dövri zolaqlar şəklində süni difraksiya ızgarasından istifadə edərək adi işıq şüalarının spektrini əldə etməyə mahiyyətcə oxşardır. Difraksiya maksimumunun əmələ gəlməsi şərtini d hkl məsafəsi ilə ayrılmış paralel atom müstəviləri sistemindən “əks etmə” şərti kimi yazmaq olar.
Keyfiyyətli analiz apararkən, nümunədə müəyyən bir elementin mövcudluğunu bir xətt ilə mühakimə etmək olar - adətən müəyyən bir kristal analizator üçün uyğun olan spektral seriyanın ən sıx xətti. Kristal difraksiya spektrometrlərinin ayırdetmə qabiliyyəti dövri cədvəldə mövqedə qonşu olan cüt elementlərin xarakterik xətlərini ayırmaq üçün kifayətdir. Bununla belə, müxtəlif elementlərin müxtəlif xətlərinin üst-üstə düşməsini, eləcə də müxtəlif sıraların əks olunmasının üst-üstə düşməsini də nəzərə almalıyıq. Analitik xətləri seçərkən bu hal nəzərə alınmalıdır. Eyni zamanda, cihazın ayırdetmə qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq imkanlarından istifadə etmək lazımdır.
Nəticə
Beləliklə, rentgen şüaları dalğa uzunluğu 10 5 - 10 2 nm olan görünməz elektromaqnit şüalanmadır. X-şüaları görünən işığa qeyri-şəffaf olan bəzi materiallara nüfuz edə bilər. Onlar maddədə sürətli elektronların ləngiməsi (fasiləsiz spektr) və elektronların atomun xarici elektron qabıqlarından daxili elektronlara keçidi zamanı (xətt spektri) yayılır. Rentgen şüalanmasının mənbələri bunlardır: rentgen borusu, bəzi radioaktiv izotoplar, sürətləndiricilər və elektron saxlama cihazları (sinxrotron şüalanması). Qəbuledicilər - fotofilm, flüoresan ekranlar, nüvə radiasiya detektorları. X-şüaları rentgen şüalarının difraksiya analizində, tibbdə, qüsurların aşkarlanmasında, rentgen spektral analizində və s.
nəzərə alaraq müsbət tərəfləri V.Rentgenin kəşfi, onun zərərli bioloji təsirini qeyd etmək lazımdır. Məlum oldu ki, rentgen şüalanması dərinin daha dərin və qalıcı zədələnməsi ilə müşayiət olunan şiddətli günəş yanığı (eritema) kimi bir şeyə səbəb ola bilər. Görünən xoralar çox vaxt xərçəngə çevrilir. Bir çox hallarda barmaqlar və ya əllər amputasiya edilməli olurdu. Ölənlər də olub.
Müəyyən edilmişdir ki, məruz qalma müddətini və dozasını azaltmaqla, qoruyucu (məsələn, qurğuşun) və pultlardan istifadə etməklə dərinin zədələnməsinin qarşısını almaq olar. Lakin rentgen şüalanmasının digər, daha uzunmüddətli nəticələri tədricən ortaya çıxdı, sonra bunlar təsdiqləndi və eksperimental heyvanlarda öyrənildi. X-şüalarının və digər ionlaşdırıcı şüalanmanın (radioaktiv materialların yaydığı qamma şüalanması kimi) yaratdığı təsirlərə aşağıdakılar daxildir:
) nisbətən kiçik artıq radiasiyadan sonra qanın tərkibində müvəqqəti dəyişikliklər;
) uzun müddətli həddindən artıq şüalanmadan sonra qanın tərkibində geri dönməz dəyişikliklər (hemolitik anemiya);
) xərçəng (leykemiya daxil olmaqla) hallarının artması;
) daha sürətli qocalma və erkən ölüm;
) kataraktların əmələ gəlməsi.
Rentgen şüalarının insan orqanizminə bioloji təsiri radiasiya dozasının səviyyəsi, həmçinin bədənin hansı orqanının radiasiyaya məruz qalması ilə müəyyən edilir.
Rentgen şüalarının insan orqanizminə təsiri haqqında biliklərin toplanması milli və beynəlxalq standartlar müxtəlif istinad nəşrlərində dərc edilmiş icazə verilən şüalanma dozaları haqqında.
Qarşısını almaq üçün zərərli təsirlər Rentgen şüalanmasına nəzarət üsullarından istifadə olunur:
) adekvat avadanlığın olması,
) təhlükəsizlik qaydalarına riayət olunmasına nəzarət,
) avadanlıqdan düzgün istifadə.
İstifadə olunan mənbələrin siyahısı
1) Blokhin M.A., Fizika rentgen şüaları, 2-ci nəşr, M., 1957;
) Blokhin M.A., Methods of rentgen spektral tədqiqatlar, M., 1959;
) rentgen şüaları. Oturdu. tərəfindən redaktə edilmiş M.A. Blokhina, per. onunla. və İngilis dili, M., 1960;
) Xaraca F., Rentgen texnologiyasının ümumi kursu, 3-cü nəşr, M. - L., 1966;
) Mirkin L.İ., Polikristalların rentgen struktur analizinə dair kitabça, M., 1961;
) Vainshtein E.E., Kahana M.M., X-ray spektroskopiyası üçün istinad cədvəlləri, M., 1953.
) rentgen və elektron-optik analiz. Gorelik S.S., Skakov Yu.A., Rastorguev L.N.: Dərslik. Universitetlər üçün dərslik. - 4-cü nəşr. Əlavə et. Və yenidən işlənmiş. - M.: "MISiS", 2002. - 360 s.
Tətbiqlər
Əlavə 1
Rentgen borularının ümumi görünüşü
Əlavə 2
Struktur analiz üçün rentgen boru diaqramı
Struktur analiz üçün rentgen borusunun diaqramı: 1 - metal anod kuboku (adətən torpaqlanmış); 2 - rentgen şüaları üçün berilyum pəncərələri; 3 - termion katod; 4 - borunun anod hissəsini katoddan təcrid edən şüşə kolba; 5 - filament gərginliyinin verildiyi katod terminalları, həmçinin yüksək (anoda nisbətən) gərginlik; 6 - elektrostatik elektron fokuslama sistemi; 7 - anod (anti-katod); 8 - anod kubokunu soyudan axan suyun giriş və çıxışı üçün borular.
Əlavə 3
Moseley diaqramı
X-ray radiasiyasının K-, L- və M seriyaları üçün Moseley diaqramı. Absis oxu Z elementinin seriya nömrəsini, ordinat oxu isə ( ilə- işıq sürəti).
Əlavə 4
İonlaşma kamerası.
Şəkil 1. Silindrik ionlaşma kamerasının en kəsiyi: 1 - mənfi elektrod kimi xidmət edən silindrik kamera gövdəsi; 2 - müsbət elektrod kimi xidmət edən silindrik çubuq; 3 - izolyatorlar.
düyü. 2. Cari ionlaşma kamerasını işə salmaq üçün sxem: V - kamera elektrodlarında gərginlik; G ionlaşma cərəyanını ölçən bir qalvanometrdir.
düyü. 3. İonlaşma kamerasının cərəyan-gərginlik xarakteristikaları.
düyü. 4. Pulse ionlaşdırma kamerasının əlaqə sxemi: C - toplayıcı elektrodun tutumu; R - müqavimət.
Əlavə 5
Parıldayan sayğac.
Parıldayan əks dövrə: işıq kvantları (fotonlar) fotokatoddan elektronları “sökür”; dinoddan dinoda keçərək elektron uçqunu çoxalır.
Əlavə 6
Geiger-Muller sayğacı.
düyü. 1. Şüşə Geiger-Müller sayğacının diaqramı: 1 - hermetik bağlanmış şüşə boru; 2 - katod (paslanmayan polad boru üzərində nazik bir mis təbəqəsi); 3 - katod çıxışı; 4 - anod (nazik uzanan iplik).
düyü. 2. Geiger-Müller sayğacını birləşdirmək üçün sxem.
düyü. 3. Geiger-Müller sayğacının hesablama xarakteristikası.
Əlavə 7
Proporsional sayğac.
Proporsional sayğacın sxemi: a - elektron sürüşmə bölgəsi; b - qaz artırma bölgəsi.
Əlavə 8
Yarımkeçirici detektorlar
Yarımkeçirici detektorlar; Həssas sahə kölgə ilə vurğulanır; n yarımkeçiricinin elektron keçiriciliyi ilə bölgəsidir, p - deşik keçiriciliyi ilə, i - daxili keçiriciliyi ilə; a - silikon səthi maneə detektoru; b - drift germanium-litium planar detektor; c - germanium-litium koaksial detektor.
X-RAY
müxtəlif dərəcələrdə olsa da, bütün maddələrə nüfuz edə bilən görünməz şüalanma. Dalğa uzunluğu təxminən 10-8 sm olan elektromaqnit şüalanmadır, görünən işıq kimi, rentgen şüaları da foto filmin qaralmasına səbəb olur. Bu əmlak tibb, sənaye və elmi tədqiqatlar üçün vacibdir. Tədqiq olunan obyektdən keçərək, sonra fotoplyonkaya düşən rentgen şüaları onun üzərində daxili quruluşunu təsvir edir. Rentgen şüalarının nüfuzetmə gücü müxtəlif materiallar üçün fərqli olduğundan, cismin ona daha az şəffaf olan hissələri radiasiyanın yaxşı keçdiyi hissələrə nisbətən fotoşəkildə daha yüngül sahələr yaradır. Beləliklə, sümük toxuması dəri və daxili orqanları təşkil edən toxuma ilə müqayisədə rentgen şüalarına daha az şəffafdır. Buna görə də, rentgendə sümüklər daha yüngül sahələr kimi görünəcək və radiasiyaya daha şəffaf olan qırıq yeri olduqca asanlıqla aşkar edilə bilər. X-şüaları stomatologiyada dişlərin köklərində kariyes və absesləri aşkar etmək üçün, sənayedə isə tökmə, plastik və kauçuklarda çatları aşkar etmək üçün istifadə olunur. X-şüaları kimyada birləşmələri təhlil etmək üçün, fizikada isə kristalların quruluşunu öyrənmək üçün istifadə olunur. Kimyəvi birləşmədən keçən rentgen şüası xarakterik ikincili şüalanma yaradır, onun spektroskopik analizi kimyaçıya birləşmənin tərkibini təyin etməyə imkan verir. Kristal maddənin üzərinə düşən zaman kristalın atomları tərəfindən rentgen şüaları səpələnir, bu da foto lövhədə ləkələrin və zolaqların aydın, müntəzəm təsvirini verir ki, bu da kristalın daxili quruluşunu təyin etməyə imkan verir. X-şüalarının xərçəng müalicəsində istifadəsi onun xərçəng hüceyrələrini öldürməsinə əsaslanır. Bununla belə, normal hüceyrələrə də arzuolunmaz təsir göstərə bilər. Buna görə də, rentgen şüalarından bu şəkildə istifadə edərkən son dərəcə ehtiyatlı olmaq lazımdır. Rentgen şüalanması alman fiziki V.Rentgen (1845-1923) tərəfindən kəşf edilmişdir. Onun adı bu radiasiya ilə əlaqəli bir sıra digər fiziki terminlərlə əbədiləşdirilir: rentgen ionlaşdırıcı şüalanmanın beynəlxalq doza vahididir; rentgen aparatında çəkilmiş şəkil rentgenoqrafiya adlanır; Xəstəliklərin diaqnozu və müalicəsi üçün rentgen şüalarından istifadə edən radioloji tibb sahəsinə radiologiya deyilir. Rentgen radiasiyanı 1895-ci ildə Vürzburq Universitetində fizika professoru olarkən kəşf etdi. Katod şüaları ilə təcrübələr apararkən (boşaltma borularında elektron axınları) o, borunun özü qara kartonla örtülsə də, kristal barium siyanoplatinitlə örtülmüş vakuum borunun yaxınlığında yerləşən ekranın parlaq parıldadığını gördü. Rentgen daha sonra müəyyən etdi ki, kəşf etdiyi naməlum şüaların rentgen şüaları adlandırdığı nüfuzetmə qabiliyyəti uducu materialın tərkibindən asılıdır. O, həmçinin, katod şüaları olan boşalma borusu ilə barium siyanoplatinitlə örtülmüş ekran arasına qoyaraq öz əlinin sümüklərinin şəklini əldə etdi. Rentgenin kəşfindən sonra bu radiasiyanın bir çox yeni xüsusiyyətlərini və tətbiqlərini kəşf edən digər tədqiqatçılar tərəfindən təcrübələr aparıldı. 1912-ci ildə kristaldan keçərkən rentgen şüalarının difraksiyasını nümayiş etdirən M. Laue, W. Friedrich və P. Knipping böyük töhfə verdi; 1913-cü ildə qızdırılan katodlu yüksək vakuumlu rentgen borusunu icad edən V.Kulidc; 1913-cü ildə şüalanmanın dalğa uzunluğu ilə elementin atom nömrəsi arasında əlaqəni quran Q.Mozeli; X-şüalarının struktur analizinin əsaslarını inkişaf etdirdiyinə görə 1915-ci ildə Nobel mükafatı almış G. və L. Bragg.
Rentgen şüalarının qəbulu
Rentgen şüalanması yüksək sürətlə hərəkət edən elektronların maddə ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı baş verir. Elektronlar hər hansı bir maddənin atomları ilə toqquşduqda kinetik enerjilərini tez itirirlər. Bu zaman onun çox hissəsi istiliyə çevrilir və adətən 1%-dən az olan kiçik bir hissəsi rentgen enerjisinə çevrilir. Bu enerji kvantlar - enerjisi olan, lakin istirahət kütləsi sıfır olan foton adlanan hissəciklər şəklində buraxılır. X-şüaları fotonları dalğa uzunluğu ilə tərs mütənasib olan enerjilərində fərqlənirlər. X-şüalarının istehsalının ənənəvi üsulu rentgen spektri adlanan geniş dalğa uzunluqları yaradır. Spektrdə Şəkil 1-də göstərildiyi kimi aydın komponentlər var. 1. Geniş “davamlılıq” davamlı spektr və ya ağ şüalanma adlanır. Üstünə qoyulmuş kəskin zirvələrə xarakterik rentgen emissiya xətləri deyilir. Bütün spektr elektronların maddə ilə toqquşmasının nəticəsi olsa da, onun geniş hissəsinin və xətlərinin görünmə mexanizmləri fərqlidir. Maddə ibarətdir çox sayda atomlar, hər birinin elektron qabıqları ilə əhatə olunmuş nüvəsi var, hər bir elektron müəyyən bir elementin atomunun qabığında bəzi diskret enerji səviyyəsini tutur. Tipik olaraq bu qabıqlar və ya enerji səviyyələri nüvəyə ən yaxın olan qabıqdan başlayaraq K, L, M və s. simvolları ilə təyin olunur. Kifayət qədər yüksək enerjiyə malik olan bir elektron atomla əlaqəli elektronlardan biri ilə toqquşduqda, həmin elektronu öz qabığından çıxarır. Boş yer qabıqdan daha yüksək enerjiyə uyğun gələn başqa bir elektron tərəfindən işğal edilir. Bu sonuncu rentgen fotonu yayaraq artıq enerjini verir. Qabıq elektronları diskret enerji qiymətlərinə malik olduğundan, yaranan rentgen fotonları da diskret spektrə malikdir. Bu, müəyyən dalğa uzunluqları üçün kəskin zirvələrə uyğundur, onların xüsusi dəyərləri hədəf elementdən asılıdır. Xarakterik xətlər elektronun çıxarıldığı qabıqdan (K, L və ya M) asılı olaraq K-, L- və M seriyalarını təşkil edir. X-şüalarının dalğa uzunluğu ilə atom nömrəsi arasındakı əlaqəyə Mozeley qanunu deyilir (Şəkil 2).
Əgər elektron nisbətən ağır nüvə ilə toqquşursa, o, yavaşlayır və onun kinetik enerjisi təxminən eyni enerjili rentgen fotonu şəklində buraxılır. Nüvənin yanından uçarsa, enerjisinin yalnız bir hissəsini itirəcək, qalan hissəsi isə yolu ilə qarşılaşan digər atomlara keçəcək. Hər bir enerji itkisi aktı müəyyən enerji ilə fotonun emissiyasına səbəb olur. Üst həddi ən sürətli elektronun enerjisinə uyğun gələn davamlı rentgen spektri görünür. Bu, davamlı spektrin formalaşması mexanizmidir və fasiləsiz spektrin sərhədini təyin edən maksimum enerji (və ya minimum dalğa uzunluğu) hadisə elektronlarının sürətini təyin edən sürətləndirici gərginliyə mütənasibdir. Spektral xətlər bombardman edilən hədəfin materialını xarakterizə edir və davamlı spektr elektron şüasının enerjisi ilə müəyyən edilir və hədəf materialdan praktiki olaraq müstəqildir. Rentgen şüalanması təkcə elektron bombardmanı ilə deyil, başqa mənbədən gələn rentgen şüaları ilə hədəfi şüalandırmaq yolu ilə də əldə edilə bilər. Lakin bu halda, gələn şüanın enerjisinin böyük hissəsi xarakterik rentgen spektrinə keçir və onun çox kiçik bir hissəsi davamlı olana düşür. Aydındır ki, gələn rentgen şüalanmasının şüasında enerjisi bombalanmış elementin xarakterik xətlərini həyəcanlandırmaq üçün kifayət edən fotonlar olmalıdır. Xarakterik spektrə düşən enerjinin yüksək faizi rentgen şüalarının həyəcanlandırılmasının bu üsulunu elmi tədqiqatlar üçün əlverişli edir.
X-ray boruları. Elektronların maddə ilə qarşılıqlı təsiri ilə rentgen şüaları yaratmaq üçün elektronların mənbəyinə, onları yüksək sürətlə sürətləndirən vasitəyə və elektron bombardmanına tab gətirə bilən və lazımi intensivlikdə rentgen şüaları yarada bilən bir hədəfə sahib olmaq lazımdır. Bütün bunları ehtiva edən cihaz rentgen borusu adlanır. Erkən tədqiqatçılar müasir qaz boşaltma boruları kimi "dərindən boşaldılmış" borulardan istifadə edirdilər. Onlarda vakuum çox da yüksək deyildi. Boşaltma borularında az miqdarda qaz olur və borunun elektrodlarına böyük potensial fərqi tətbiq edildikdə, qaz atomları müsbət və mənfi ionlara çevrilir. Müsbət olanlar mənfi elektroda (katod) doğru hərəkət edir və üzərinə düşərək ondan elektronları çıxarır və onlar da öz növbəsində müsbət elektroda (anod) doğru hərəkət edir və onu bombalayaraq rentgen fotonları axını yaradırlar. . Coolidge tərəfindən hazırlanmış müasir rentgen borusunda (şəkil 3) elektronların mənbəyi yüksək temperatura qədər qızdırılan volfram katodudur. Elektronlar anod (və ya anti-katod) və katod arasındakı yüksək potensial fərqi ilə yüksək sürətə qədər sürətləndirilir. Elektronlar atomlarla toqquşmadan anoda çatmalı olduğundan, borunun yaxşı boşaldılmasını tələb edən çox yüksək vakuum lazımdır. Bu da qalan qaz atomlarının ionlaşma ehtimalını və yaranan yan cərəyanları azaldır.
Elektronlar katodu əhatə edən xüsusi formalı elektrod vasitəsilə anoda yönəldilir. Bu elektrod fokuslama elektrodu adlanır və katodla birlikdə borunun “elektron işıqforunu” təşkil edir. Elektron bombardmanına məruz qalan anod odadavamlı materialdan hazırlanmalıdır, çünki bombardman edən elektronların kinetik enerjisinin böyük hissəsi istiliyə çevrilir. Bundan əlavə, anodun yüksək atom nömrəsi olan bir materialdan hazırlanması arzu edilir, çünki Atom sayının artması ilə rentgen şüalarının məhsuldarlığı artır. Ən çox seçilən anod materialı atom nömrəsi 74 olan volframdır. Rentgen borularının dizaynı istifadə şərtlərindən və tələblərdən asılı olaraq dəyişə bilər.
Rentgen şüalarının aşkarlanması
X-şüalarını aşkar etmək üçün bütün üsullar onların maddə ilə qarşılıqlı təsirinə əsaslanır. Detektorlar iki növ ola bilər: görüntü verənlər və olmayanlar. Bunlardan birincisinə rentgen-flüoroqrafiya və flüoroskopiya cihazları daxildir ki, onların içərisində rentgen şüalarının şüası tədqiq olunan obyektdən keçir və ötürülən şüalanma lüminessent ekrana və ya foto plyonkaya dəyir. Təsvir, tədqiq olunan obyektin müxtəlif hissələrinin şüalanmanı fərqli şəkildə - maddənin qalınlığından və tərkibindən asılı olaraq udması səbəbindən görünür. Flüoresan ekranlı detektorlarda rentgen enerjisi birbaşa müşahidə olunan təsvirə çevrilir, rentgenoqrafiyada isə həssas emulsiyaya yazılır və yalnız film hazırlandıqdan sonra müşahidə oluna bilər. İkinci tip detektorlara rentgen şüalarının enerjisinin radiasiyanın nisbi intensivliyini xarakterizə edən elektrik siqnallarına çevrildiyi geniş çeşidli cihazlar daxildir. Bunlara ionlaşma kameraları, Geiger sayğacları, mütənasib sayğaclar, sintillyasiya sayğacları və bəzi xüsusi kadmium sulfid və selenid detektorları daxildir. Hal-hazırda, ən effektiv detektorlar geniş enerji diapazonunda yaxşı işləyən sintillyasiya sayğacları hesab edilə bilər.
həmçinin bax Hissəcik detektorları. Detektor tapşırığın şərtləri nəzərə alınmaqla seçilir. Məsələn, difraksiya edilmiş rentgen şüalarının intensivliyini dəqiq ölçmək lazımdırsa, onda bir faizin bir hissəsinin dəqiqliyi ilə ölçmə aparmağa imkan verən sayğaclar istifadə olunur. Çoxlu difraksiya edilmiş şüaları qeyd etmək lazımdırsa, o zaman rentgen filmindən istifadə etmək məsləhətdir, baxmayaraq ki, bu halda intensivliyi eyni dəqiqliklə müəyyən etmək mümkün deyil.
RENTKTOSKOPIYA VƏ QAMMA DEFEKTOSKOPİYA
Sənayedə rentgen şüalarının ən çox istifadə edilən üsullarından biri materialların keyfiyyətinə nəzarət və qüsurların aşkarlanmasıdır. X-ray metodu dağıdıcı deyil, ona görə də sınaqdan keçirilən material, əgər qənaətbəxş hesab edilərsə zəruri tələblər, sonra təyinatı üzrə istifadə edilə bilər. Həm rentgen, həm də qamma qüsurlarının aşkarlanması rentgen şüalarının nüfuz etmə qabiliyyətinə və onun materiallarda udulma xüsusiyyətlərinə əsaslanır. Nüfuz gücü rentgen borusundakı sürətləndirici gərginlikdən asılı olan rentgen fotonlarının enerjisi ilə müəyyən edilir. Buna görə də qızıl və uran kimi ağır metallardan hazırlanmış qalın nümunələr və nümunələr onları öyrənmək üçün daha yüksək gərginliyə malik rentgen mənbəyi tələb edir, nazik nümunələr üçün isə daha aşağı gərginliyə malik mənbə kifayətdir. Çox böyük tökmələrin və böyük prokat məhsulların qamma qüsurlarının aşkarlanması üçün hissəcikləri 25 MeV və ya daha çox enerjiyə qədər sürətləndirən betatronlar və xətti sürətləndiricilər istifadə olunur. Materialda rentgen şüalarının udulması absorberin qalınlığından d və udma əmsalından m asılıdır və I = I0e-md düsturu ilə verilir, burada I – absorberdən keçən şüalanmanın intensivliyi, I0 – dir. baş verən şüalanmanın intensivliyi və e = 2.718 əsasdır təbii loqarifmlər. Rentgen şüalanmasının müəyyən dalğa uzunluğunda (və ya enerjisində) verilmiş material üçün udma əmsalı sabitdir. Lakin rentgen mənbəyinin şüalanması monoxromatik deyil, geniş dalğa uzunluqlarını ehtiva edir, bunun nəticəsində absorberin eyni qalınlığında udma şüalanmanın dalğa uzunluğundan (tezliyindən) asılıdır. X-şüalarının şüalanması metal əmələ gəlməsi ilə bağlı bütün sənaye sahələrində geniş istifadə olunur. O, həmçinin artilleriya lülələrinin, qida məhsullarının, plastiklərin sınaqdan keçirilməsi və elektron texnologiyada mürəkkəb qurğu və sistemlərin sınaqdan keçirilməsi üçün istifadə olunur. (X-şüaları əvəzinə neytron şüalarından istifadə edən neytronoqrafiya da oxşar məqsədlər üçün istifadə olunur.) X-şüaları digər vəzifələr üçün də istifadə olunur, məsələn, rəsmlərin həqiqiliyini müəyyən etmək üçün onları yoxlamaq və ya üzərində əlavə boya qatlarını aşkar etmək üçün. əsas təbəqə.
X-ŞUALARI DIFFRAKSİYASI
X-şüalarının difraksiyası haqqında əhəmiyyətli məlumatlar verir bərk maddələr- onların atom quruluşu və kristal forması, həmçinin mayelər, amorf bərk cisimlər və böyük molekullar haqqında. Difraksiya üsulundan həmçinin atomlararası məsafələri dəqiq müəyyən etmək (10-5-dən az xəta ilə), gərginlikləri və qüsurları müəyyən etmək, monokristalların oriyentasiyasını təyin etmək üçün istifadə olunur. Difraksiya nümunəsindən istifadə edərək naməlum materialları müəyyən edə, həmçinin nümunədə çirklərin mövcudluğunu aşkar edə və onları müəyyən edə bilərsiniz. Müasir fizikanın tərəqqisi üçün rentgen şüalarının difraksiya metodunun əhəmiyyətini çox qiymətləndirmək çətindir, çünki maddənin xassələrinin müasir anlayışı son nəticədə müxtəlif kimyəvi birləşmələrdə atomların düzülüşü, onlar arasındakı bağların təbiəti haqqında məlumatlara əsaslanır. və struktur qüsurları. Bu məlumatı əldə etmək üçün əsas vasitə rentgen şüalarının difraksiya üsuludur. X-şüalarının difraksiya kristalloqrafiyası canlı orqanizmlərin genetik materialı olan dezoksiribonuklein turşusu (DNT) molekulları kimi mürəkkəb böyük molekulların strukturlarını müəyyən etmək üçün vacibdir. Rentgen şüalarının kəşfindən dərhal sonra elmi və tibbi maraq həm bu şüanın bədənlərə nüfuz etmə qabiliyyətinə, həm də onun təbiətinə yönəldi. X-şüalarının yarıqlar və difraksiya barmaqlıqları ilə difraksiyasına dair təcrübələr göstərdi ki, o, elektromaqnit şüalanmasına aiddir və 10-8-10-9 sm dalğa uzunluğuna malikdir təbii kristalların nizamlı və simmetrik forması kristalı əmələ gətirən atomların nizamlı düzülüşü ilə bağlıdır. Bəzi hallarda Barlou kristal quruluşunu düzgün proqnozlaşdıra bildi. Proqnozlaşdırılan atomlararası məsafələrin dəyəri 10-8 sm idi. Nəticə fizika tarixindəki ən mühüm təcrübələrdən birinin dizaynı oldu. M.Laue bu ideyanın eksperimental sınağını təşkil etdi və onu həmkarları V.Fridrix və P.Knipinq həyata keçirdilər. 1912-ci ildə onların üçü rentgen şüalarının difraksiyasının nəticələrinə dair işlərini dərc etdilər. Rentgen şüalarının difraksiyasının prinsipləri. X-şüalarının difraksiyası fenomenini başa düşmək üçün biz ardıcıllıqla nəzərdən keçirməliyik: birincisi, rentgen şüalarının spektrini, ikincisi, kristal quruluşunun təbiətini və üçüncüsü, difraksiya hadisəsinin özünü. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, xarakterik rentgen şüalanması bir sıra spektral xətlərdən ibarətdir yüksək dərəcə monoxromatiklik, anod materialı ilə müəyyən edilir. Filtrlərdən istifadə edərək, ən sıx olanları vurğulaya bilərsiniz. Buna görə də, anod materialını düzgün seçməklə, çox dəqiq müəyyən edilmiş dalğa uzunluğuna malik demək olar ki, monoxromatik şüalanma mənbəyi əldə etmək mümkündür. Xarakterik radiasiya dalğa uzunluqları adətən xrom üçün 2,285-dən gümüş üçün 0,558-ə qədər dəyişir (müxtəlif elementlərin dəyərləri altı əhəmiyyətli rəqəmə məlumdur). Xarakterik spektr, anodda baş verən elektronların yavaşlaması səbəbindən daha aşağı intensivliyə malik davamlı "ağ" spektrin üzərinə qoyulur. Beləliklə, hər bir anoddan iki növ radiasiya əldə edilə bilər: xarakterik və bremsstrahlung, hər biri özünəməxsus şəkildə mühüm rol oynayır. Kristal quruluşdakı atomlar müntəzəm dövriliklə düzülür, eyni hüceyrələr ardıcıllığını - məkan qəfəsini əmələ gətirir. Bəzi qəfəslər (məsələn, ən çox yayılmış metallar üçün olanlar) olduqca sadədir, digərləri isə (məsələn, zülal molekulları üçün olanlar) olduqca mürəkkəbdir. Kristal quruluş üçün aşağıdakılar xarakterikdir: bir hüceyrənin müəyyən bir nöqtəsindən qonşu hüceyrənin müvafiq nöqtəsinə keçdikdə, eyni atom mühiti aşkar ediləcəkdir. Müəyyən bir atom bir hüceyrənin bu və ya digər nöqtəsində yerləşirsə, eyni atom hər hansı bir qonşu hüceyrədə ekvivalent nöqtədə yerləşəcəkdir. Bu prinsip mükəmməl, ideal şəkildə nizamlanmış kristal üçün ciddi şəkildə etibarlıdır. Bununla belə, bir çox kristallar (məsələn, metal bərk məhlullar) bu və ya digər dərəcədə nizamsızdır, yəni. kristalloqrafik ekvivalent sahələr müxtəlif atomlar tərəfindən tutula bilər. Bu hallarda, hər bir atomun mövqeyi deyil, yalnız atomun çox sayda hissəcik (və ya hüceyrə) üzərində "statistik olaraq orta hesabla" mövqeyi müəyyən edilir. Difraksiya fenomeni OPTICS məqaləsində müzakirə olunur və oxucu davam etməzdən əvvəl həmin məqaləyə müraciət edə bilər. O göstərir ki, əgər dalğalar (məsələn, səs, işıq, rentgen şüaları) kiçik bir yarıqdan və ya dəlikdən keçirsə, onda sonuncu dalğaların ikinci dərəcəli mənbəyi hesab oluna bilər və yarığın və ya dəliyin təsviri alternativ işıqdan ibarətdir. və qaranlıq zolaqlar. Bundan əlavə, deşiklərin və ya yarıqların dövri quruluşu varsa, müxtəlif dəliklərdən gələn şüaların gücləndirici və zəiflədici müdaxiləsi nəticəsində aydın bir difraksiya nümunəsi meydana çıxır. X-şüalarının difraksiyası, deşiklərin və səpilmə mərkəzlərinin rolunu kristal quruluşun vaxtaşırı düzülmüş atomlarının oynadığı kollektiv səpilmə hadisəsidir. Onların təsvirlərinin müəyyən bucaqlarda qarşılıqlı təkmilləşməsi işığın üçölçülü difraksiya ızgarasında difraksiya olduğu zaman yaranan difraksiya nümunəsi verir. Səpilmə kristaldakı elektronlarla gələn rentgen şüalarının qarşılıqlı təsiri nəticəsində baş verir. Rentgen şüalarının dalğa uzunluğu atomun ölçüsü ilə eyni böyüklük sırasına malik olduğuna görə, səpələnmiş rentgen şüalarının dalğa uzunluğu düşən rentgen şüaları ilə eyni olur. Bu proses gələn rentgen şüalarının təsiri altında elektronların məcburi salınımlarının nəticəsidir. İndi rentgen şüaları ilə vurulan bağlı elektron buludu (nüvəni əhatə edən) olan bir atomu nəzərdən keçirək. Bütün istiqamətlərdəki elektronlar eyni vaxtda baş verən radiasiyanı səpələyir və fərqli intensivliyə malik olsa da, eyni dalğa uzunluğunda öz rentgen şüalarını yayırlar. Səpələnmiş şüalanmanın intensivliyi elementin atom nömrəsi ilə bağlıdır, çünki atom nömrəsi səpilmədə iştirak edə bilən orbital elektronların sayına bərabərdir. (İntensivliyin səpilmə elementinin atom nömrəsindən və intensivliyin ölçüldüyü istiqamətdən bu asılılığı kristalların strukturunun təhlilində son dərəcə mühüm rol oynayan atom səpilmə əmsalı ilə xarakterizə olunur.) kristal quruluşda bir-birindən eyni məsafədə yerləşən xətti atom zəncirini seçin və onların difraksiya modelini nəzərdən keçirin. Artıq qeyd edilmişdir ki, rentgen spektri fasiləsiz hissədən (“davamlılıq”) və anod materialı olan elementə xas olan daha sıx xətlər toplusundan ibarətdir. Tutaq ki, biz davamlı spektri süzdük və xətti atom zəncirimizə yönəlmiş demək olar ki, monoxromatik rentgen şüası aldıq. Qonşu atomlar tərəfindən səpələnmiş dalğaların yollarındakı fərq dalğa uzunluğunun qatına bərabər olarsa, gücləndirmə şərti (gücləndirici müdaxilə) təmin edilir. Şüa a (dövr) intervalları ilə ayrılmış atomlar xəttinə a0 bucaq altında düşürsə, onda a difraksiya bucağı üçün gücləndirməyə uyğun gələn yol fərqi a(cos a - cosa0) = hl kimi yazılacaqdır. l dalğa uzunluğu və h tam ədədidir (şəkil 4 və 5).
Bu yanaşmanı üçölçülü kristala qədər genişləndirmək üçün yalnız kristalda iki digər istiqamət üzrə atom cərgələrini seçmək və a, b və c dövrləri olan üç kristal ox üçün birlikdə əldə edilən üç tənliyi həll etmək lazımdır. Digər iki tənliyin forması var
Bunlar rentgen şüalarının difraksiyası üçün üç əsas Laue tənliyidir, h, k və c rəqəmləri difraksiya müstəvisi üçün Miller indeksləridir.
həmçinin bax KRİSTALLAR VƏ KRİSTALLOQRAFİYA. Laue tənliklərindən hər hansı birini, məsələn, birincisini nəzərə alsaq, görə bilərsiniz ki, a, a0, l sabitlər və h = 0, 1, 2, ... olduğundan, onun həlli ilə konuslar dəsti kimi təqdim edilə bilər. ümumi ox a (şək. 5). Eyni şey b və c istiqamətləri üçün də keçərlidir. Üç ölçülü səpilmənin (difraksiya) ümumi vəziyyətində, üç Laue tənliyinin ümumi həlli olmalıdır, yəni. oxların hər birində yerləşən üç difraksiya konusları kəsişməlidir; ümumi kəsişmə xətti Şəkildə göstərilmişdir. 6. Tənliklərin birgə həlli Braqq-Vulf qanununa gətirib çıxarır:
l = 2(d/n)sinq, burada d h, k və c indeksli müstəvilər arasındakı məsafə (dövr), n = 1, 2, ... tam ədədlərdir (difraksiya sırası), q isə bucaqdır. difraksiyanın baş verdiyi kristal müstəvisi ilə bir hadisə şüası (həmçinin difraksiya edən) meydana gətirdi. Monoxromatik rentgen şüasının yolunda yerləşən tək kristal üçün Braqq-Volf qanun tənliyini təhlil edərək belə nəticəyə gələ bilərik ki, difraksiyanı müşahidə etmək asan deyil, çünki l və q kəmiyyətləri sabitdir və sinq DİFRAKSİYON ANALİZİNİN ÜSULLARI
Laue üsulu. Laue metodu stasionar monokristala yönəldilmiş rentgen şüalarının davamlı "ağ" spektrindən istifadə edir. d dövrünün xüsusi dəyəri üçün Braqq-Vulf şərtinə uyğun dalğa uzunluğu avtomatik olaraq bütün spektrdən seçilir. Bu şəkildə əldə edilən laueqramlar difraksiya şüalarının istiqamətlərini və nəticədə kristalın müstəvilərinin oriyentasiyalarını mühakimə etməyə imkan verir ki, bu da kristalın simmetriyası, oriyentasiyası və mövcudluğu ilə bağlı mühüm nəticələr çıxarmağa imkan verir. ondakı qüsurlardan. Bu zaman isə d fəza dövrü haqqında məlumat itirilir. Şəkildə. 7 Lauegram nümunəsini göstərir. X-ray filmi kristalın mənbədən gələn rentgen şüasının düşdüyü tərəfin əksinə yerləşirdi.
Debay-Şerrer üsulu (polikristal nümunələr üçün).Əvvəlki üsuldan fərqli olaraq burada monoxromatik şüalanma istifadə olunur (l = const), q bucağı isə müxtəlifdir. Bu, təsadüfi oriyentasiyaya malik çoxsaylı kiçik kristalitlərdən ibarət polikristal nümunədən istifadə etməklə əldə edilir, onların arasında Braqq-Vulf şərtini ödəyənlər də var. Difraksiya edilmiş şüalar oxu rentgen şüası boyunca yönəldilmiş konusları əmələ gətirir. Təsvir üçün adətən silindrik kasetdə rentgen filminin dar zolağından istifadə olunur və rentgen şüaları filmdəki deşiklər vasitəsilə diametr boyunca paylanır. Bu şəkildə əldə edilən Debyegram (şəkil 8) d dövrü haqqında dəqiq məlumatı ehtiva edir, yəni. kristalın quruluşu haqqında, lakin Lauegramın ehtiva etdiyi məlumatı vermir. Buna görə də hər iki üsul bir-birini tamamlayır. Debay-Şerrer metodunun bəzi tətbiqlərini nəzərdən keçirək.
Kimyəvi elementlərin və birləşmələrin müəyyən edilməsi. Debay diaqramından müəyyən edilən q bucağından istifadə etməklə verilmiş elementin və ya əlaqənin planarası məsafə d xarakteristikasını hesablamaq olar. Hal-hazırda, yalnız müəyyən bir kimyəvi elementi və ya birləşməni deyil, həm də kimyəvi analiz vasitəsilə həmişə mümkün olmayan eyni maddənin müxtəlif faza vəziyyətlərini müəyyən etməyə imkan verən bir çox d qiymət cədvəlləri tərtib edilmişdir. D dövrünün konsentrasiyadan asılılığından da əvəzedici ərintilərdə ikinci komponentin tərkibini yüksək dəqiqliklə müəyyən etmək mümkündür.
Stress təhlili. Kristallarda müxtəlif istiqamətlər üçün planlararası məsafələrdə ölçülən fərqə əsasən materialın elastik modulunu bilməklə ondakı kiçik gərginlikləri yüksək dəqiqliklə hesablamaq mümkündür.
Kristallarda üstünlüklü oriyentasiyanın tədqiqi. Polikristal nümunədəki kiçik kristalitlər tamamilə təsadüfi yönümlü deyilsə, Debye modelindəki üzüklər fərqli intensivliyə malik olacaqdır. Aydın şəkildə ifadə edilmiş üstünlük oriyentasiyası olduqda, intensivlik maksimumları təsvirdəki fərdi ləkələrdə cəmlənir və bu, tək kristal üçün təsvirə bənzəyir. Məsələn, dərin soyuq yayma zamanı bir metal təbəqə bir toxuma əldə edir - kristalitlərin açıq bir istiqaməti. Debyegram materialın soyuq emal xarakterini mühakimə etmək üçün istifadə edilə bilər.
Taxıl ölçülərinin öyrənilməsi.Əgər polikristalın taxıl ölçüsü 10-3 sm-dən çox olarsa, Debay diaqramındakı xətlər ayrı-ayrı ləkələrdən ibarət olacaqdır, çünki bu halda kristalitlərin sayı q bucaqlarının bütün diapazonunu əhatə etməyə kifayət etmir. Kristallitin ölçüsü 10-5 sm-dən azdırsa, o zaman difraksiya xətləri genişlənir. Onların eni kristalitlərin ölçüsü ilə tərs mütənasibdir. Genişlənmə eyni səbəbdən baş verir ki, yarıqların sayı azaldıqda difraksiya ızgarasının ayırdetmə qabiliyyəti azalır. Rentgen şüaları 10-7-10-6 sm diapazonda taxıl ölçülərini təyin etməyə imkan verir.
Tək kristallar üçün üsullar. Kristalda difraksiyanın təkcə fəza dövrü haqqında deyil, həm də hər bir diffraksiya müstəvisinin oriyentasiyası haqqında məlumat vermək üçün fırlanan monokristal üsullarından istifadə olunur. Kristala monoxromatik rentgen şüası düşür. Kristal əsas ox ətrafında fırlanır, bunun üçün Laue tənlikləri təmin edilir. Bu zaman Braqq-Vulf düsturuna daxil olan q bucağı dəyişir. Difraksiya maksimalları Laue difraksiya konuslarının plyonkanın silindrik səthi ilə kəsişdiyi yerdə yerləşir (şək. 9). Nəticə Şəkil 1-də göstərilən tipdə bir difraksiya nümunəsidir. 10. Bununla belə, bir nöqtədə müxtəlif difraksiya sıralarının üst-üstə düşməsi səbəbindən fəsadlar mümkündür. Kristalın fırlanması ilə eyni vaxtda film müəyyən bir şəkildə hərəkət edərsə, metod əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirilə bilər.
Maye və qazların tədqiqi. Məlumdur ki, mayelərin, qazların və amorf cisimlərin düzgün kristal quruluşu yoxdur. Ancaq burada da molekullardakı atomlar arasında var kimyəvi bağ, buna görə molekulların özləri kosmosda təsadüfi yönümlü olmasına baxmayaraq, aralarındakı məsafə demək olar ki, sabit qalır. Bu cür materiallar həm də nisbətən az sayda bulanıq maksimallarla difraksiya nümunəsi yaradır. Müasir üsullarla belə bir şəkilin işlənməsi hətta belə qeyri-kristal materialların quruluşu haqqında məlumat əldə etməyə imkan verir.
SPEKTROKİMYİ RENTENTEN ANALİZİ
X-şüalarının kəşfindən cəmi bir neçə il sonra Çarlz Barkla (1877-1944) aşkar etdi ki, maddə yüksək enerjili rentgen axınına məruz qaldıqda, tədqiq olunan element üçün xarakterik olan ikincil flüoresan rentgen şüaları yaranır. Bundan qısa müddət sonra G. Moseley bir sıra təcrübələrdə müxtəlif elementlərin elektron bombardmanı nəticəsində əldə edilən ilkin xarakterik rentgen şüalarının dalğa uzunluqlarını ölçdü və dalğa uzunluğu ilə atom nömrəsi arasındakı əlaqəni çıxardı. Bu təcrübələr, eləcə də Braqqın rentgen spektrometrini ixtira etməsi spektrokimyəvi rentgen analizinin əsasını qoydu. Kimyəvi analiz üçün rentgen şüalarının potensialı dərhal dərk edildi. Spektroqraflar, tədqiq olunan nümunənin rentgen borusunun anodu kimi xidmət etdiyi bir foto lövhədə qeyd etməklə yaradılmışdır. Təəssüf ki, bu texnika çox əmək tutumlu olduğu ortaya çıxdı və buna görə də yalnız kimyəvi analizin ənənəvi üsulları tətbiq edilmədikdə istifadə edildi. Analitik rentgen spektroskopiyası sahəsində innovativ tədqiqatların görkəmli nümunəsi 1923-cü ildə Q. Hevesy və D. Coster tərəfindən yeni elementin - hafniumun kəşfi olmuşdur. İkinci Dünya Müharibəsi illərində rentgenoqrafiya üçün güclü rentgen borularının və radiokimyəvi ölçmələr üçün həssas detektorların inkişafı böyük ölçüdə müəyyən edilmişdir. sürətli böyümə Sonrakı illərdə rentgen spektroqrafiyası. Bu üsul öz sürətinə, rahatlığına, analizin dağıdıcı olmamasına və tam və ya qismən avtomatlaşdırma imkanlarına görə geniş yayılmışdır. Atom nömrəsi 11-dən (natrium) çox olan bütün elementlərin kəmiyyət və keyfiyyət analizi tapşırıqlarında tətbiq olunur. Baxmayaraq ki, müəyyən etmək üçün rentgen spektrokimyəvi analiz adətən istifadə olunur əsas komponentlər nümunədə (0,1-100% -dən), bəzi hallarda 0,005% və hətta daha aşağı konsentrasiyalar üçün uyğundur.
X-ray spektrometri. Müasir rentgen spektrometri üç əsas sistemdən ibarətdir (şək. 11): həyəcanlandırma sistemi, yəni. volfram və ya digər odadavamlı materialdan hazırlanmış anodlu və enerji təchizatı ilə rentgen borusu; analiz sistemləri, yəni. iki çox yarıqlı kollimatorlu analizator kristalı, həmçinin dəqiq tənzimləmə üçün spektroqoniometr; və Geiger sayğacı və ya mütənasib və ya ssintilasiya sayğacı olan qeyd sistemləri, o cümlədən rektifikator, gücləndirici, miqyaslama cihazları və yazıcı və ya digər qeyd cihazı.
X-ray floresan analizi. Təhlil edilən nümunə həyəcanverici rentgen şüalanması yolunda yerləşir. Tədqiq olunan nümunə sahəsi adətən tələb olunan diametrdə bir deşik olan maska ilə təcrid olunur və radiasiya paralel şüa meydana gətirən kollimatordan keçir. Analizator kristalının arxasında bir yarıq kolimator detektor üçün difraksiya edilmiş radiasiya istehsal edir. Tipik olaraq, maksimum q bucağı 80-85° ilə məhdudlaşır, belə ki, yalnız l dalğa uzunluğu l bərabərsizliyi ilə planlararası məsafə d ilə əlaqəli olan rentgen şüaları analizator kristalında diffraksiya edə bilər. X-ray mikroanalizi. Yuxarıda təsvir edilən düz kristal analizator spektrometri mikroanaliz üçün uyğunlaşdırıla bilər. Bu, ya ilkin rentgen şüasını, ya da nümunə tərəfindən buraxılan ikincil şüanı daraltmaqla əldə edilir. Bununla belə, nümunənin effektiv ölçüsünün və ya radiasiya aperturasının azaldılması qeydə alınan difraksiya edilmiş şüalanmanın intensivliyinin azalmasına səbəb olur. Bu metodun təkmilləşdirilməsinə əyri kristallı spektrometrdən istifadə etməklə nail olmaq olar ki, bu da yalnız kollimatorun oxuna paralel şüalanma deyil, divergent şüalanmanın konusunu qeyd etməyə imkan verir. Belə bir spektrometrdən istifadə edərək 25 mikrondan kiçik hissəcikləri müəyyən etmək olar. Təhlil edilən nümunənin ölçüsünün daha da azalmasına R.Kastenin ixtira etdiyi elektron zondu rentgen mikroanalizatorunda nail olunur. Burada yüksək fokuslanmış elektron şüa nümunənin xarakterik X-şüalarını həyəcanlandırır, sonra əyri kristal spektrometr tərəfindən təhlil edilir. Belə bir cihazdan istifadə edərək, diametri 1 mikron olan nümunədə 10-14 q dərəcəli maddənin miqdarını aşkar etmək mümkündür. Nümunənin elektron şüa skanına malik qurğular da işlənib hazırlanmışdır ki, onların köməyi ilə spektrometrin xarakterik şüalanması üçün tənzimlənən elementin nümunəsi üzərində paylanmasının ikiölçülü şəklini əldə etmək mümkündür.
TİBBİ X-RAY DİAQNOSTİKASI
Rentgen texnologiyasının inkişafı ekspozisiya müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa və şəkillərin keyfiyyətini yaxşılaşdırmağa imkan verdi, hətta yumşaq toxumaların öyrənilməsinə imkan verdi.
Flüoroqrafiya. Bu diaqnostik üsul ötürücü ekrandan kölgə şəklinin çəkilməsini nəzərdə tutur. Xəstə rentgen mənbəyi ilə rentgen şüalarına məruz qaldıqda parlayan düz fosfor ekranı (adətən sezium yodid) arasında yerləşdirilir. Müxtəlif sıxlıq dərəcələrində olan bioloji toxumalar müxtəlif intensivlik dərəcələrində rentgen şüaları kölgələri yaradır. Radioloq floresan ekranda kölgə şəklini araşdırır və diaqnoz qoyur. Keçmişdə rentgenoloq görüntüləri təhlil etmək üçün görmə qabiliyyətinə arxalanırdı. Hal-hazırda təsviri yaxşılaşdıran, nümayiş etdirən müxtəlif sistemlər var televiziya ekranı və ya məlumatların kompüter yaddaşına yazılması.
Rentgenoqrafiya. Rentgen şəkillərinin birbaşa foto plyonkaya yazılması rentgenoqrafiya adlanır. Bu halda, tədqiq olunan orqan rentgen mənbəyi ilə orqanın vəziyyəti haqqında məlumatları qeyd edən fotofilm arasında yerləşir. Bu an vaxt. Təkrarlanan rentgenoqrafiya onun sonrakı təkamülünü mühakimə etməyə imkan verir. Radioqrafiya, əsasən kalsiumdan ibarət olan və rentgen şüalarına qeyri-şəffaf olan sümük toxumasının bütövlüyünü, həmçinin əzələ toxumasının qırılmalarını çox dəqiq şəkildə yoxlamağa imkan verir. Onun köməyi ilə stetoskop və ya dinləmədən daha yaxşı, iltihab, vərəm və ya mayenin olması halında ağciyərlərin vəziyyəti təhlil edilir. Ürək xəstəliyindən əziyyət çəkən xəstələrdə ürəyin ölçüsünü və formasını, həmçinin onun dəyişmə dinamikasını təyin etmək üçün rentgen şüalarından istifadə edilir.
Kontrast maddələr. Bədənin rentgen şüalarına şəffaf olan hissələri və ayrı-ayrı orqanların boşluqları, bədən üçün zərərsiz olan, lakin daxili orqanların formasını vizuallaşdırmağa və onların fəaliyyətini yoxlamağa imkan verən bir kontrast maddə ilə doldurulduqda görünür. Xəstə ya kontrast maddələri şifahi olaraq qəbul edir (məsələn, mədə-bağırsaq traktının müayinəsi zamanı barium duzları) və ya venadaxili (məsələn, böyrəkləri və sidik yollarını araşdırarkən yod tərkibli məhlullar kimi) tətbiq olunur. Son illərdə isə bu üsullar radioaktiv atomlardan və ultrasəsdən istifadəyə əsaslanan diaqnostik üsullarla əvəzlənib.
CT scan. 1970-ci illərdə bütün bədəni və ya onun hissələrini lentə almağa əsaslanan yeni rentgen diaqnostik metodu hazırlanmışdır. Nazik təbəqələrin şəkilləri (“dilimlər”) kompüter tərəfindən işlənir və son görüntü monitor ekranında göstərilir. Bu üsul kompüterli rentgen tomoqrafiyası adlanır. Müasir təbabətdə infiltratların, şişlərin və digər beyin pozğunluqlarının diaqnostikasında, həmçinin bədən daxilində yumşaq toxumaların xəstəliklərinin diaqnostikasında geniş istifadə olunur. Bu texnika xarici kontrast maddələrin tətbiqini tələb etmir və buna görə də ənənəvi üsullardan daha sürətli və effektivdir.
RENTKTEN ŞUALARININ BİOLOJİ TƏSİRİ
X-şüalarının zərərli bioloji təsirləri Rentgen tərəfindən kəşf edildikdən dərhal sonra aşkar edilmişdir. Məlum oldu ki, yeni radiasiya dərinin daha dərin və qalıcı zədələnməsi ilə müşayiət olunan şiddətli günəş yanığı (eritema) kimi bir şeyə səbəb ola bilər. Görünən xoralar çox vaxt xərçəngə çevrilirdi. Bir çox hallarda barmaqlar və ya əllər amputasiya edilməli olurdu. Ölənlər də olub. Müəyyən edilmişdir ki, məruz qalma müddətini və dozasını azaltmaqla, qoruyucu (məsələn, qurğuşun) və pultlardan istifadə etməklə dərinin zədələnməsinin qarşısını almaq olar. Lakin rentgen şüalanmasının digər, daha uzunmüddətli nəticələri tədricən ortaya çıxdı, sonra bunlar təsdiqləndi və eksperimental heyvanlarda öyrənildi. X-şüalarının, eləcə də digər ionlaşdırıcı şüalanmanın (məsələn, radioaktiv materialların buraxdığı qamma şüalanması) yaratdığı təsirlərə aşağıdakılar daxildir: 1) nisbətən az miqdarda izafi təsirdən sonra qanın tərkibində müvəqqəti dəyişikliklər; 2) uzun müddət həddindən artıq məruz qaldıqdan sonra qanın tərkibində geri dönməz dəyişikliklər (hemolitik anemiya); 3) xərçəng (leykemiya daxil olmaqla) hallarının artması; 4) daha sürətli qocalma və daha erkən ölüm; 5) kataraktların baş verməsi. Bundan əlavə, siçanlar, dovşanlar və meyvə milçəkləri üzərində aparılan bioloji təcrübələr göstərmişdir ki, mutasiya sürətinin artması səbəbindən böyük populyasiyaların sistematik şüalanmasının hətta kiçik dozaları belə zərərli genetik təsirlərə səbəb olur. Əksər genetiklər bu məlumatların insan orqanizminə tətbiq oluna biləcəyini qəbul edirlər. Rentgen şüalarının insan orqanizminə bioloji təsirinə gəlincə, bu, radiasiya dozasının səviyyəsi, eləcə də bədənin hansı orqanının şüalanmaya məruz qalması ilə müəyyən edilir. Məsələn, qan xəstəlikləri qanyaradıcı orqanların, əsasən sümük iliyinin şüalanmasından, genetik nəticələr isə cinsiyyət orqanlarının şüalanmasından yaranır ki, bu da sonsuzluğa səbəb ola bilər. Rentgen şüalarının insan orqanizminə təsiri haqqında biliklərin toplanması, müxtəlif istinad nəşrlərində dərc edilmiş icazə verilən şüalanma dozaları üçün milli və beynəlxalq standartların işlənib hazırlanmasına səbəb olmuşdur. İnsanlar tərəfindən məqsədyönlü şəkildə istifadə edilən rentgen şüalanması ilə yanaşı, müxtəlif səbəblərdən, məsələn, qurğuşun qoruyucu ekranın qüsursuzluğu səbəbindən səpilmə nəticəsində yaranan səpələnmiş, yan şüalanma da var. bu radiasiyanı tam udmur. Bundan əlavə, rentgen şüaları istehsal etmək üçün nəzərdə tutulmayan bir çox elektrik cihazı yenə də onları əlavə məhsul kimi yaradır. Belə cihazlara elektron mikroskoplar, yüksək gərginlikli düzəldici lampalar (kenotronlar), həmçinin köhnəlmiş rəngli televizorların şəkil boruları daxildir. Bir çox ölkələrdə müasir rəngli şəkil borularının istehsalı indi hökumətin nəzarəti altındadır.
RENTKTEN ŞUALARININ TƏHLÜKƏLƏRİ
İnsanlar üçün rentgen şüalarının növləri və təhlükə dərəcəsi radiasiyaya məruz qalan insanların sayından asılıdır.
X-ray avadanlığı ilə işləyən mütəxəssislər. Bu kateqoriyaya rentgenoloqlar, stomatoloqlar, həmçinin rentgen avadanlığına qulluq edən və istifadə edən elmi-texniki işçilər və personal daxildir. Onların üzləşməli olduğu radiasiya səviyyəsini azaltmaq üçün təsirli tədbirlər görülür.
Xəstələr. Heç bir ciddi kriteriya yoxdur və xəstələrin müalicə zamanı aldığı radiasiyanın təhlükəsiz səviyyəsi iştirak edən həkimlər tərəfindən müəyyən edilir. Həkimlərə xəstələri lazımsız yerə rentgen şüalarına məruz qoymamaq tövsiyə olunur. Hamilə qadınları və uşaqları müayinə edərkən xüsusi diqqət yetirilməlidir. Bu halda xüsusi tədbirlər görülür.
Nəzarət üsulları. Burada üç aspekt nəzərə alınır:
1) adekvat avadanlığın olması, 2) təhlükəsizlik qaydalarına riayət olunmasına nəzarət, 3) avadanlıqdan düzgün istifadə. Rentgen müayinələri zamanı istər diş müayinəsi, istərsə də ağciyər müayinəsi üçün yalnız arzu olunan sahə şüalanmaya məruz qalmalıdır. Qeyd edək ki, rentgen aparatını söndürdükdən dərhal sonra həm əsas, həm də ikincil şüalanma yox olur; Həm də heç bir qalıq radiasiya yoxdur, bu, hətta işi ilə birbaşa əlaqəli olanlara da həmişə məlum deyil.
həmçinin bax
ATOM STRUKTURU;
Onlar nüvə olan qamma şüalanmasından fərqli olaraq elektronların iştirakı ilə buraxılır. Süni olaraq, rentgen şüaları yüklü hissəciklərin güclü sürətləndirilməsi və elektronların bir enerji səviyyəsindən digərinə keçərək böyük miqdarda enerji buraxması ilə yaradılır. İstifadə edilə bilən cihazlar rentgen boruları və yüklü hissəcik sürətləndiriciləridir. Onun təbii mənbələri radioaktiv qeyri-sabit atomlar və kosmik obyektlərdir.
Kəşf tarixi
O, 1895-ci ilin noyabrında katod şüası borusunun istismarı zamanı barium platin siyanidin flüoresan effektini kəşf edən alman alimi Rentgen tərəfindən hazırlanmışdır. O, bu şüaların xüsusiyyətlərini, o cümlədən canlı toxumalara nüfuz etmə qabiliyyətini bir qədər ətraflı təsvir etmişdir. Elm adamları onları rentgen şüaları adlandırdılar;
Bu radiasiya növü nə ilə xarakterizə olunur?
Məntiqlidir ki, bu şüalanmanın xüsusiyyətləri onun təbiəti ilə müəyyən edilir. Elektromaqnit dalğası rentgen şüalarıdır. Onun xassələri aşağıdakılardır:
X-ray radiasiyası - zərər
Təbii ki, açılış anında və uzun illər bundan sonra heç kim bunun nə qədər təhlükəli olduğunu anlamadı.
X-şüaları harada istifadə olunur?
- Dərman. Rentgen diaqnostikası canlı orqanizmlərin “müayinəsidir”. X-ray terapiyası şiş hüceyrələrinə təsir göstərir.
- Elm. Kristalloqrafiya, kimya və biokimya onlardan maddənin quruluşunu aşkar etmək üçün istifadə edir.
- sənaye. Metal hissələrin qüsurlarının aşkar edilməsi.
- Təhlükəsizlik. X-ray avadanlığı hava limanlarında və digər yerlərdə baqajda təhlükəli əşyaları aşkar etmək üçün istifadə olunur.