1895 року німецький фізик В.Рентген відкрив новий, не відомий раніше вид електромагнітного випромінювання, яке на честь його першовідкривача було названо рентгенівським. В. Рентген став автором свого відкриття у віці 50 років, обіймаючи посаду ректора Вюрцбурзького Університету та маючи репутацію одного з найкращих експериментаторів свого часу. Одним із перших знайшов технічне застосування відкриття Рентгена американець Едісон. Він створив зручний демонстраційний апарат і вже в травні 1896 року організував у Нью-Йорку рентгенівську виставку, на якій відвідувачі могли розглядати власну руку на екрані, що світиться. Після того, як помічник Едісона помер від важких опіків, які він отримав під час постійних демонстрацій, винахідник припинив подальші досліди з рентгенівськими променями.

Рентгенівське випромінювання стали застосовувати у медицині у зв'язку з його великою проникаючою здатністю. Спочатку рентгенівське випромінювання використовувалося для дослідження переломів кісток і визначення розташування сторонніх тіл у тілі людини. Нині є кілька методів, заснованих на рентгенівському випромінюванні. Але ці методи мають свої недоліки: випромінювання може викликати глибокі пошкодження шкіри. Виразки, що з'являлися, нерідко переходили в рак. У багатьох випадках доводилося ампутувати пальці чи руки. Рентгеноскопія(Синонім просвічування) - один з основних методів рентгенологічного дослідження, що полягає в отриманні на екрані, що просвічує (флюоресціює) площинного позитивного зображення досліджуваного об'єкта. При рентгеноскопії досліджуваний знаходиться між екраном, що просвічує, і рентгенівською трубкою. На сучасних рентгенівських екранах, що просвічують, зображення виникає в момент включення рентгенівської трубки і зникає відразу ж після її вимкнення. Рентгеноскопія дає можливість вивчити функцію органу – пульсацію серця, дихальні рухи ребер, легень, діафрагми, перистальтику органів травного тракту тощо. Рентгеноскопія використовується при лікуванні захворювань шлунка, шлунково-кишкового тракту, 12-палої кишки, захворювань печінки, жовчного міхура та жовчовивідних шляхів. При цьому медичний зонд та маніпулятори вводять без пошкодження тканин, а дії в процесі операції контролюються рентгеноскопією та видно на моніторі.
Рентгенографія -метод рентгенодіагностики з реєстрацією нерухомого зображення на світлочутливому матеріалі – спец. фотоплівка (рентгенівська плівка) або фотопапір з подальшою фотообробкою; при цифровій рентгенографії зображення фіксується у пам'яті комп'ютера. Виконується на рентгенодіагностичних апаратах – стаціонарних, встановлених у спеціально обладнаних рентгенівських кабінетах, або пересувних та переносних – біля ліжка хворого або в операційній. На рентгенограмах значно виразніше, ніж на флюоресцентному екрані, відображаються елементи структур різних органів. Рентгенографію виконують з метою виявлення та профілактики різних захворювань, основна мета її допомогти лікарям різних спеціальностей правильно та швидко поставити діагноз. Рентгенівський знімок фіксує стан органу чи тканини лише у момент зйомки. Однак одноразова рентгенограма фіксує лише анатомічні зміни у певний момент, вона дає статику процесу; за допомогою серії рентгенограм, зроблених через певні проміжки часу, можна вивчити динаміку процесу, тобто функціональні зміни. Томографія.Слово томографія можна перекласти з грецької як "Зображення зрізу".Це означає, що призначення томографії – отримання пошарового зображення внутрішньої структури об'єкта дослідження. Комп'ютерна томогарфія характеризується високою роздільною здатністю, яка дозволяє розрізняти тонкі зміни м'яких тканин. КТ дозволяє виявити такі патологічні процеси, які можуть бути виявлені іншими методами. Крім того, використання КТ дозволяє зменшити дозу рентгенівського випромінювання, одержуваного у процесі діагностики пацієнтами.
Флюорографія- діагностичний метод, що дозволяє отримати зображення органів і тканин, був розроблений ще наприкінці 20-го століття, через рік після того, як було виявлено рентгенівське проміння. На знімках можна розглянути склероз, фіброз, сторонні предмети, новоутворення, запалення, що мають розвинений ступінь, присутність у порожнинах газів та інфільтрату, абсцеси, кісти тощо. Найчастіше проводиться флюорографія грудної клітки, що дозволяє виявити туберкульоз, злоякісну пухлину в легенях або грудях та інші патології.
Рентгенотерапія- Це сучасний метод, за допомогою якого проводиться лікування деяких патологій суглобів. Основними напрямками лікування ортопедичних захворювань даним методом є: Хронічні. Запальні процеси суглобів (артрит, поліартрит); Дегенеративні (остеоартроз, остеохондроз, деформуючий спондильоз). Метою рентгенотерапіїє пригнічення життєдіяльності клітин патологічно змінених тканин або повне їхнє руйнування. При непухлинних захворюваннях рентгенотерапія спрямована на пригнічення запальної реакції, пригнічення проліферативних процесів, зниження больової чутливості та секреторної активності залоз. Слід враховувати, що найбільш чутливі до рентгенівських променів статеві залози, кровотворні органи, лейкоцити, клітини злоякісних пухлин. Дозу опромінення у кожному конкретному випадку визначають індивідуально.

За відкриття рентгенівських променів Рентгену 1901 року було присуджено першу Нобелівську премію з фізики, причому нобелівський комітет підкреслював практичну важливість його відкриття.
Таким чином, рентгенівські промені є невидимим електромагнітним випромінюванням з довжиною хвилі 105 - 102 нм. Рентгенівські промені можуть проникати через деякі непрозорі для видимого світла матеріали. Випускаються вони при гальмуванні швидких електронів у речовині (безперервний спектр) та при переходах електронів із зовнішніх електронних оболонок атома на внутрішні (лінійчастий спектр). Джерелами рентгенівського випромінювання є: рентгенівська трубка, деякі радіоактивні ізотопи, прискорювачі та накопичувачі електронів (синхротронне випромінювання). Приймачі – фотоплівка, люмінісцентні екрани, детектори ядерних випромінювань. Рентгенівські промені застосовують у рентгеноструктурному аналізі, медицині, дефектоскопії, рентгенівському спектральному аналізі тощо.

Сучасну медичну діагностику та лікування деяких захворювань неможливо уявити без приладів, які використовують властивості рентгенівського випромінювання. Відкриття рентгенівських променів відбулося понад 100 років тому, але й зараз не припиняються роботи над створенням нових методик та апаратів, що дозволяють мінімізувати негативну дію випромінювання на організм людини.

Хто і як відкрив Х-промені

У природних умовах потік променів рентгена трапляється рідко і випромінюється лише деякими радіоактивними ізотопами. Рентгенівське випромінювання або Х-промені були виявлені лише в 1895 німецьким вченим Wilhelm Röntgen. Це відкриття сталося випадково, під час проведення досвіду дослідження поведінки променів світла за умов, наближаються до вакууму. В експерименті були задіяні катодна газорозрядна трубка зі зниженим тиском і флуоресцентний екран, який щоразу починав світитися в момент, коли трубка починала діяти.

Зацікавившись дивним ефектом, Рентген провів серію досліджень, що показують що випромінювання, що виникає не видиме оку, здатне проникати крізь різні перешкоди: папір, дерево, скло, деякі метали, і навіть через людське тіло. Незважаючи на відсутність розуміння самої природи того, що відбувається, викликане таке явище генерацією потоку невідомих частинок або хвилями, була відзначена наступна закономірність - випромінювання легко проходить через м'які тканини організму, і набагато важче крізь тверді живі тканини та неживі речовини.

Рентген був не першим, хто вивчав подібне явище. У середині XIX століття подібні можливості вивчав француз Антуан Масон і англієць Вільям Крукс. Тим не менш, саме Рентген першим винайшов катодну трубку та індикатор, який можна було застосувати у медицині. Він першим опублікував наукову працю, яка принесла йому звання першого нобелівського лауреата серед фізиків.

У 1901 році почалося плідне співробітництво трьох вчених, які стали батьками-засновниками радіології та рентгенології.

Властивості рентгенівського випромінювання

Рентгенівські промені – це складова частина загального діапазону електромагнітного випромінювання. Довжина хвилі розташована між гамма- та ультрафіолетовим променями. Для Х-променів характерні всі типові хвильові характеристики:

• дифракція;
• заломлення;
• інтерференція;
• швидкість поширення (вона дорівнює світловий).

Для штучного генерування потоку рентгенівських променів застосовують спеціальні прилади – трубки рентгенівські. Рентген-випромінювання виникає через контакт швидких електронів вольфраму з речовинами, що випаровуються з розжареного анода. З огляду на взаємодії виникають електромагнітні хвилі малої довжини, що у спектрі від 100 до 0,01 нм й у енергетичному діапазоні 100-0,1 МеВ. Якщо довжина хвилі променів менше ніж 0,2 нм – це жорстке випромінювання, якщо довжина хвилі більша за вказану величину, їх називають м'якими рентгенівськими променями.

Показово те, що кінетична енергія, що виникає від дотику електронів та анодної речовини, на 99% перетворюється на енергію тепла і лише 1% є Х-променями.

Рентгенівське випромінювання – гальмівне та характеристичне

Х-випромінювання є накладенням двох видів променів – гальмівних і характеристичних. Вони генеруються у трубці одночасно. Тому опромінення рентгеном і характеристика кожної конкретної рентгенівської трубки – спектр її випромінювання залежить від цих показників і є їх накладенням.

Гальмівне або безперервне рентгенівське проміння – це результат гальмування електронів, що випаровуються з вольфрамової спіралі.

Характеристичні чи лінійчасті промені рентгена утворюються на момент перебудови атомів речовини анода рентгенівської трубки. Довжина хвилі характеристичних променів безпосередньо залежить від атомного номера хімічного елемента, що використовується виготовлення анода трубки.

Перелічені властивості рентгенівських променів дозволяють застосовувати їх на практиці:

• невидимість для простого погляду;
• висока проникаюча здатність крізь живі тканини та неживі матеріали, які не пропускають промені видимого спектру;
• іонізаційний вплив на молекулярні структури.

Принципи отримання рентген-зображення

Властивості рентгенівських променів, на яких ґрунтується отримання зображення – це здатність або розкладати, або викликати свічення деяких речовин.

Рентген опромінення викликає флуоресцентне світіння у сульфідів кадмію та цинку – зеленим, а у вольфрамату кальцію – блакитним кольором. Ця властивість використовується у методиці медичного рентгенологічного просвічування, а також підвищує функціональність рентгенологічних екранів.

Фотохімічна дія рентгенівських променів на світлочутливі галогенсрібні матеріали (засвічування) дозволяє здійснювати діагностику – робити рентгенологічні знімки. Ця властивість також використовується при вимірі сумарної дози, яку отримують лаборанти в рентген-кабінетах. У натільних дозиметрах вставлені спеціальні чутливі стрічки та індикатори. Іонізуюча дія рентгенівського випромінювання дозволяє визначати і якісну характеристику одержаних рентген-променів.

Одноразове опромінення при виконанні звичайної рентгенографії підвищує ризик виникнення раку лише на 0,001%.

Області, де застосовують рентгенівське випромінювання

Застосування рентгенівських променів припустимо у таких галузях:

1. Безпека. Стаціонарні та переносні прилади для виявлення небезпечних та заборонених предметів в аеропортах, митницях чи місцях великого скупчення людей.
2. Хімічна промисловість, металургія, археологія, архітектура, будівництво, реставраційні роботи – виявлення дефектів і проведення хімічного аналізу речовин.
3. Астрономія. Допомагає проводити спостереження за космічними тілами та явищами за допомогою рентгенівських телескопів.
4. Військова галузь. Розробка лазерної зброї.

Головне застосування рентгенівського випромінювання-медична сфера. Сьогодні до розділу медичної радіології входять: радіодіагностика, радіотерапія (рентгенотерапія), радіохірургія. Медичні виші випускають вузькопрофільних фахівців – лікарів-радіологів.

Х-випромінювання - шкода та користь, вплив на організм

Висока проникаюча здатність та іонізуюча дія рентгенівських променів може викликати зміну структури ДНК клітини, тому становить небезпеку для людини. Шкода від рентгенівського випромінювання прямо пропорційна отриманій дозі опромінення. Різні органи реагують на опромінення різною мірою. До сприйнятливих відносять:

• кістковий мозок та кісткова тканина;
• кришталик ока;
• щитовидна залоза;
• молочні та статеві залози;
• тканини легень.

Безконтрольне використання рентгенівського опромінення може стати причиною оборотних та незворотних патологій.

Наслідки рентгенівського опромінення:

• ураження кісткового мозку та виникнення патологій кровотворної системи – еритроцитопенії, тромбоцитопенії, лейкемії;
• пошкодження кришталика з подальшим розвитком катаракти;
• клітинні мутації, що передаються у спадок;
• розвиток онкологічних захворювань;
• одержання променевих опіків;
• розвиток променевої хвороби

Важливо! На відміну від радіоактивних речовин, рентгенівські промені не накопичуються в тканинах тіла, а це означає, що виводити рентгенівські промені з організму не потрібно. Шкідлива дія рентгенівського випромінювання закінчується разом із виключенням медичного приладу.

Застосування рентгенівського випромінювання у медицині припустимо у діагностичних (травматологія, стоматологія), а й у терапевтичних цілях:

• від рентгена в малих дозах стимулюється обмін речовин у живих клітинах та тканинах;
• певні граничні дози використовуються для лікування онкологічних та доброякісних новоутворень.

Способи діагностики патологій за допомогою Х-променів

Радіодіагностика включає такі методики:

1. Рентгеноскопія – дослідження, під час якого отримують зображення на флуоресцентному екрані як реального часу. Поряд із класичним отриманням зображення частини тіла в реальному часі сьогодні існують технології рентгенотелевізійного просвічування – зображення переноситься з флуоресцентного екрана на телевізійний монітор, що знаходиться в іншому приміщенні. Розроблено кілька цифрових способів обробки отриманого зображення з наступним перенесенням його з екрана на папір.
2. Флюорографія - найдешевший метод дослідження органів грудної клітки, що полягає у виготовленні зменшеного знімка 7х7 см. Незважаючи на ймовірність похибки, є єдиним способом щорічного масового обстеження населення. Метод не становить небезпеки та не вимагає виведення отриманої дози опромінення з організму.
3. Рентгенографія – отримання сумарного зображення на плівку чи папір уточнення форми органу, його становища чи тонусу. Може використовуватися для оцінки перистальтики та стану слизових оболонок. Якщо існує можливість вибору, то серед сучасних рентгенографічних приладів перевагу слід надавати ні цифровим апаратам, де потік х-променів може бути вищим, ніж у старих приладів, а малодозовим – рентген-апарати з прямими плоскими напівпровідниковими детекторами. Вони дозволяють знизити навантаження на організм у 4 рази.
4. Комп'ютерна рентгенівська томографія – методика, що використовує рентгенівські промені для отримання потрібної кількості знімків зрізів обраного органу. Серед безлічі різновидів сучасних апаратів КТ для серії повторних досліджень використовують низькодозні комп'ютерні томографи високої роздільної здатності.

Радіотерапія

Терапія за допомогою рентгенівського проміння відноситься до методів місцевого лікування. Найчастіше метод використовується для знищення клітин ракових пухлин. Оскільки ефект впливу можна порівняти з хірургічним видаленням, цей метод лікування часто називають радіохірургією.

Сьогодні лікування х-променями проводиться такими способами:

1. Зовнішній (протонна терапія) – пучок випромінювання попадає на тіло пацієнта ззовні.
2. Внутрішній (брахіотерапія) – використання радіоактивних капсул шляхом їхньої імплантації в тіло, з приміщенням ближче до ракової пухлини. Недолік цього методу лікування полягає в тому, що поки капсулу не вилучать з організму, хворий потребує ізоляції.

Ці методи є щадними, а їх застосування краще хіміотерапії в ряді випадків. Така популярність пов'язана з тим, що промені не накопичуються і не вимагають виведення з організму, вони мають вибіркову дію, не впливаючи на інші клітини та тканини.

Безпечна норма опромінення Х-променями

Цей показник норми допустимого річного опромінення має свою назву – генетично значуща еквівалентна доза (ГЗД). Чітких кількісних значень цей показник немає.

1. Цей показник залежить від віку та бажання пацієнтом надалі мати дітей.
2. Залежить від того, які саме органи були піддані дослідженню або лікуванню.
3. На ГЗД впливає рівень природного фону радіоактивного регіону проживання людини.

Сьогодні дію такі середні нормативи ГЗД:

• рівень опромінення від усіх джерел, за винятком медичних, та без урахування природного фону радіації – 167 мБер на рік;
• норма для щорічного медичного обстеження – не вище 100 мБер на рік;
• сумарна безпечна величина – 392 мБер на рік.

Рентгенівське випромінювання не вимагає виведення з організму, і є небезпечним лише у разі інтенсивного та тривалого впливу. Сучасна медична апаратура використовує низькоенергетичне опромінення малої тривалості, тому застосування вважається відносно нешкідливим.

Хоча вчені відкрили ефект рентгена тільки з 1890-х, застосування рентгенівського випромінювання в медицині для цієї природної сили пройшло швидко. Сьогодні на благо людства рентгенівське електромагнітне випромінювання використовується у медицині, наукових колах та промисловості, а також для генерації електроенергії.

Крім того випромінювання має корисні програми в таких областях, як сільське господарство, археологія, космос, робота на правоохоронні органи, геологія (включаючи гірничодобувну промисловість) та багато інших видів діяльності, навіть розробляються автомобілі із застосуванням явища ядерного поділу.

Медичне використання рентгенівського випромінювання

У медичних закладах лікарі та стоматологи використовують різні ядерні матеріали та процедури для діагностики, моніторингу та лікування широкого асортименту метаболічних процесів та захворювань в організмі людини. В результаті медичні процедури з використанням променів врятували тисячі життів шляхом виявлення та лікування захворювань, починаючи від гіперфункції щитовидної залози до раку кістки.

Найбільш поширені з цих медичних процедур включають використання променів, які можуть пройти через шкіру. Коли виконується знімок, наші кістки та інші структури ніби відкидають тіні, тому що вони щільніші за нашу шкіру, і ці тіні можуть бути виявлені на плівці або екрані монітора. Ефект схожий на розміщення олівця між аркушем паперу та світлом. Тінь від олівця буде видно на аркуші паперу. Різниця полягає в тому, що промені невидимі, так що необхідний елемент, що реєструє, щось типу фотоплівки. Це дозволяє лікарям та стоматологам оцінити застосування рентгенівського випромінювання побачивши зламані кістки чи проблеми із зубами.

Застосування рентгенівського випромінювання з лікувальною метою

Застосування рентгенівського випромінювання цільовим чином лікувальних цілях як виявлення пошкоджень. При спеціалізованому використанні воно призначене, щоб убити ракові тканини, зменшити розмір пухлини або зменшити біль. Наприклад, радіоактивний йод (зокрема йод-131) часто використовується для лікування раку щитовидної залози, від захворювання від якої страждає багато людей.

Апарати, що використовують цю властивість, також підключаються до комп'ютерів і сканують, називаючись: комп'ютерна осьова томографія або комп'ютерна томографія.

Ці інструменти забезпечують лікарям кольорове зображення, що показує контури та деталі внутрішніх органів. Це допомагає лікарям виявляти та ідентифікувати пухлини, розмір аномалій чи інші проблеми фізіологічних чи функціональних органів.
Крім того, лікарні та радіологічні центри виконують мільйони процедур щорічно. У таких процедурах лікарі запускають злегка радіоактивні речовини в тіло пацієнтів, щоб переглянути деякі внутрішні органи, наприклад, підшлункову залозу, нирки, щитовидну залозу, печінку або головний мозок для діагностики клінічних умов.

Рентгенівське випромінювання, невидиме випромінювання, здатне проникати, хоч і по-різному, у всі речовини. Є електромагнітним випромінюванням з довжиною хвилі близько 10-8 см.

Як і видиме світло, рентгенівське випромінювання викликає почорніння фотоплівки. Ця його властивість має важливе значення для медицини, промисловості та наукових досліджень. Проходячи крізь досліджуваний об'єкт і падаючи на фотоплівку, рентгенівське випромінювання зображує на ній його внутрішню структуру. Оскільки проникаюча здатність рентгенівського випромінювання різна для різних матеріалів, менш прозорі для нього частини об'єкта дають світліші ділянки на фотознімку, ніж ті, через які випромінювання добре проникає. Так, кісткові тканини менш прозорі для рентгенівського випромінювання, ніж тканини, з яких складається шкіра та внутрішні органи. Тому на рентгенограмі кістки позначаться як світліші ділянки і прозоріше для випромінювання місце перелому може бути досить легко виявлено. Рентгенівська зйомка використовується також у стоматології для виявлення карієсу та абсцесів у корінні зубів, а також у промисловості для виявлення тріщин у лиття, пластмасах та гумах.

Рентгенівське випромінювання використовується в хімії для аналізу сполук та у фізиці для дослідження структури кристалів. Пучок рентгенівського випромінювання, проходячи через хімічну сполуку, викликає характерне вторинне випромінювання, спектроскопічний аналіз якого дозволяє хіміку встановити склад сполуки. При падінні на кристалічну речовину пучок рентгенівських променів розсіюється атомами кристала, даючи чітку правильну картину плям і смуг на фотопластинці, що дозволяє встановити внутрішню структуру кристала.

Застосування рентгенівського випромінювання при лікуванні раку ґрунтується на тому, що воно вбиває ракові клітини. Однак воно може вплинути і на нормальні клітини. Тому при такому використанні рентгенівського випромінювання повинна бути дотримана крайня обережність.

Отримання рентгенівського випромінювання

Рентгенівське випромінювання виникає при взаємодії електронів, що рухаються з більшими швидкостями, з речовиною. Коли електрони стикаються з атомами будь-якої речовини, вони швидко втрачають свою кінетичну енергію. При цьому більша її частина переходить у тепло, а невелика частка, зазвичай менше 1%, перетворюється на енергію рентгенівського випромінювання. Ця енергія вивільняється у формі квантів - частинок, званих фотонами, які мають енергію, але маса спокою яких дорівнює нулю. Рентгенівські фотони відрізняються своєю енергією, обернено пропорційною їх довжині хвилі. При звичайному способі одержання рентгенівського випромінювання одержують широкий діапазон довжин хвиль, який називають рентгенівським спектром

Рентгенівські трубки. Щоб отримувати рентгенівське випромінювання з допомогою взаємодії електронів з речовиною, необхідно мати джерело електронів, засоби прискорення до високих швидкостей і мета, здатну витримувати електронну бомбардування і давати рентгенівське випромінювання необхідної інтенсивності. Пристрій, де все це є, називається рентгенівською трубкою. Ранні дослідники користувалися "глибоко вакуумованими" трубками типу сучасних газорозрядних. Вакуум у них був не дуже високий.

У газорозрядних трубках міститься не велика кількістьгазу, і коли на електроди трубки подається велика різниця потенціалів, атоми газу перетворюються на позитивні та негативні іони. Позитивні рухаються до негативного електрода (катода) і, падаючи на нього, вибивають з нього електрони, а вони, у свою чергу, рухаються до позитивного електрода (анода) і, бомбардуючи його, створюють потік рентгенівських фотонів.

У сучасній рентгенівській трубці, розробленій Куліджем (рис. 11), джерелом електронів є вольфрамовий катод, що нагрівається до високої температури.

Мал. 11.

Електрони прискорюються до великих швидкостей високою різницею потенціалів між анодом (або антикатодом) та катодом. Оскільки електрони мають досягти анода без зіткнень з атомами, необхідний дуже високий вакуум, для чого потрібно добре відкачати трубку. Цим також знижуються ймовірність іонізації атомів газу, що залишилися, і зумовлені нею побічні струми.

При бомбардуванні електронами вольфрамовий антикатод випромінює характеристичне рентгенівське випромінювання. Поперечний переріз рентгенівського пучка менше реально опромінюваної площі. 1 – електронний пучок; 2 - катод з фокусуючим електродом; 3 – скляна оболонка (трубка); 4 - вольфрамова мета (антикатод); 5 - нитка розжарення катода; 6 - реально опромінена площа; 7 - ефективна фокальна пляма; 8 – мідний анод; 9 – вікно; 10 – розсіяне рентгенівське випромінювання.

Електрони фокусуються на аноді за допомогою електрода особливої ​​форми, що оточує катод. Цей електрод називається фокусуючим і разом із катодом утворює "електронний прожектор" трубки. Анод, що піддається електронному бомбардуванню, повинен бути виготовлений з тугоплавкого матеріалу, оскільки більша частина кінетичної енергії бомбардуючих електронів перетворюється на тепло. З іншого боку, бажано, щоб анод був із матеріалу з великим атомним номером, т.к. Вихід рентгенівського випромінювання зростає зі збільшенням атомного номера. В якості матеріалу анода найчастіше вибирається вольфрам, атомний номер якого дорівнює 74. Конструкція рентгенівських трубок може бути різною залежно від умов застосування та вимог.

Величезну роль сучасної медицині грає рентгенівське випромінювання, історія відкриття рентгена бере свій початок ще 19 столітті.

Рентгенівське випромінювання є електромагнітними хвилями, які утворюються за участю електронів. За сильного прискорення заряджених частинок створюється штучне рентгенівське випромінювання. Воно проходить через спеціальне обладнання:

• прискорювачі заряджених частинок.

Історія відкриття

Винайшов дані промені 1895 німецький вчений Рентген: під час роботи з катодопроменевою трубкою він виявив ефект флуоресценції платино-ціаністого барію. Тоді й стався опис таких променів та їх дивовижної здатності проникати крізь тканини організму. Промені стали називатися ікс-променями (х-промені). Пізніше у Росії їх почали називати рентгенівськими.

Х-промені здатні проникати навіть крізь стіни. Так Рентген зрозумів, що зробив найбільше відкриття в галузі медицини. Саме з цього часу почали формуватися окремі розділи у науці, такі як рентгенологія та радіологія.

Промені здатні проникати крізь м'які тканини, але затримуються, довжина їх визначається перешкодою твердої поверхні. М'які тканини в людському організмі – це шкіра, а тверді – це кістки. 1901 року вченому присудили Нобелівську премію.

Однак ще до відкриття Вільгельма Конрада Рентгена подібною темою були зацікавлені інші вчені. У 1853 році французький фізик Антуан-Філібер Масон вивчав високовольтний розряд між електродами у скляній трубці. Газ, що міститься в ній, при низькому тиску почав випускати червоне свічення. Відкачування зайвого газу з трубки призвело до розпаду світіння на складну послідовність окремих шарів, що світяться, відтінок яких залежав від кількості газу.

В 1878 Вільям Крукс (англійський фізик) висловив припущення про те, що флуоресценція виникає внаслідок наголосу променів про скляну поверхню трубки. Але всі ці дослідження не були ніде опубліковані, тому Рентген не здогадувався про такі відкриття. Після опублікування своїх відкриттів у 1895 році в науковому журналі, де вчений писав про те, що всі тіла прозорі для цих променів, хоч і дуже різною мірою, подібними експериментами зацікавилися й інші вчені. Вони підтвердили винахід Рентгена, і надалі почалися розробки та вдосконалення ікс-променів.

Сам Вільгельм Рентген опублікував ще дві наукові роботи з теми ікс-променів у 1896 та 1897 роках, після чого зайнявся іншою діяльністю. Таким чином, винайшли кілька вчених, але саме Рентген опублікував наукові праці із цього приводу.

Принципи отримання зображення

Особливості цього випромінювання визначені природою їх появи. Випромінювання відбувається за рахунок електромагнітної хвилі. До основних її властивостей відносяться:

1. Відображення. Якщо хвиля потрапить на поверхню перпендикулярно, вона не позначиться. У деяких ситуаціях властивість відображення має алмаз.
2. Здатність проникати у тканини. Крім цього, промені можуть проходити крізь непрозорі поверхні таких матеріалів, як дерево, папір тощо.
3. Поглинання. Поглинання залежить від щільності матеріалу: чим він щільніший, тим ікс-промені більше його поглинають.
4. У деяких речовин відбувається флуоресценція, тобто свічення. Щойно випромінювання припиняється, свічення теж минає. Якщо воно продовжується і після припинення дії променів, цей ефект має назву фосфоресценція.
5. Рентгенівські промені можуть засвітити фотоплівку, як і і видиме світло.
6. Якщо промінь пройшов крізь повітря, відбувається іонізація в атмосфері. Такий стан називають електропровідним і визначається воно за допомогою дозиметра, яким встановлюється норма дозування опромінення.

Випромінювання - шкода і користь

Коли було зроблено відкриття, вчений-фізик Рентген не міг і уявити, наскільки небезпечним є його винахід. У минулі часи всі пристрої, які продукували випромінювання, були далекі від досконалості і в результаті виходили великі дози випущених променів. Люди не розуміли небезпеки такого випромінювання. Хоча деякі вчені вже тоді висували версії про шкоду рентгенівських променів.

Х-промені, проникаючи у тканини, надають на них дію біологічного характеру. Одиниця виміру дози радіації - рентген на годину. Основний вплив виявляється на іонізуючі атоми, що знаходяться усередині тканин. Ці промені діють безпосередньо на структуру ДНК живої клітини. До наслідків неконтрольованого випромінювання можна віднести:

• мутація клітин;
• поява пухлин;
• променеві опіки;
• променева хвороба.

Протипоказання до проведення рентгенологічних досліджень:

1. Хворі у тяжкому стані.
2. Період вагітності через негативний вплив на плід.
3. Хворі на кровотечу або відкритий пневмоторакс.

Як працює рентген і де застосовується

1. В медицині. Рентгенодіагностика застосовується для просвічування живих тканин з виявлення деяких порушень всередині організму. Рентгенотерапія проводиться усунення пухлинних утворень.
2. У науці. Виявляється будова речовин та природа рентгенівських променів. Цими питаннями опікуються такі науки, як хімія, біохімія, кристалографія.
3. У промисловості. Для виявлення порушень у металевих виробах.
4. Для безпеки населення. Рентгенологічні промені встановлені в аеропортах та інших громадських місцях з метою просвічування багажу.

p align="justify"> Медичне використання рентгенологічного випромінювання. У медицині та стоматології широко застосовуються рентгенівські промені в таких цілях:

1. Для діагностування хвороб.
2. Для моніторингу метаболічних процесів.
3. Для лікування багатьох хвороб.

Застосування рентген-променів з лікувальною метою

Крім виявлення переломів кісток, рентгенівські промені широко застосовуються і з лікувальною метою. Спеціалізоване застосування х-променів полягає у досягненні наступних цілей:

1. Для знищення ракових клітин.
2. Зменшення розміру пухлини.
3. Для зниження болючих відчуттів.

Наприклад, радіоактивний йод, що застосовується при ендокринологічних захворюваннях, активно використовується при раку щитовидної залози, тим самим допомагаючи багатьом людям позбутися цієї страшної хвороби. В даний час для діагностики складних захворювань рентгенівські промені підключаються до комп'ютерів, в результаті виникають нові способи дослідження, такі як і комп'ютерна осьова томографія.

Таке сканування надає лікарям кольорові знімки, де можна побачити внутрішні органи людини. Для виявлення роботи внутрішніх органів досить невелика доза випромінювання. Також широке застосування рентгенівські промені знайшли у фізіопроцедурах.

Основні властивості рентгенівських променів

1. Проникаюча здатність. Усі тіла для рентгенівського променя прозорі, і рівень прозорості залежить від товщини тіла. Саме завдяки цій властивості промінь став застосовуватися в медицині для виявлення роботи органів, наявності переломів та сторонніх тіл в організмі.
2. Вони здатні викликати свічення деяких предметів. Наприклад, якщо на картон нанести барій і платину, то, пройшовши через сканування променями, він світитиметься зеленувато-жовтим. Якщо помістити руку між трубкою рентгена і екраном, то світло проникне більше в кістку, ніж у тканини, тому на екрані яскраво висвітиться кісткова тканина, а м'язова менш яскраво.
3. Дія на фотоплівку. Х-промені можуть подібно до світла робити плівку темною, це дозволяє фотографувати ту тіньову сторону, яка виходить при дослідженні рентгенівськими променями тіл.
4. Рентгенівські промені можуть іонізувати гази. Це дозволяє не тільки знаходити промені, але й виявляти їх інтенсивність, вимірюючи струм іонізації в газі.
5. Чинять біохімічний вплив на організм живих істот. Завдяки цій властивості рентгенівські промені знайшли своє широке застосування в медицині: вони можуть лікувати як захворювання шкіри, так і хвороби внутрішніх органів. У цьому випадку вибирається необхідне дозування випромінювання та термін дії променів. Тривале та надмірне застосування такого лікування дуже шкідливе та згубне для організму.

Наслідком використання рентгенівських променів стало порятунок безлічі людських життів. Рентген допомагає не тільки своєчасно діагностувати захворювання, методики лікування із застосуванням променевої терапії позбавляють хворих від різних патологій, починаючи з гіперфункції щитовидної залози та закінчуючи злоякісними пухлинами кісткових тканин.