Năm 1895, nhà vật lý người Đức W. Roentgen đã phát hiện ra một loại bức xạ điện từ mới chưa từng được biết đến trước đây, được đặt tên là tia X để vinh danh người phát hiện ra nó. W. Roentgen trở thành tác giả của khám phá của mình ở tuổi 50, giữ chức vụ hiệu trưởng Đại học Würzburg và nổi tiếng là một trong những nhà thí nghiệm giỏi nhất trong thời đại của ông. Một trong những người đầu tiên tìm ra ứng dụng kỹ thuật cho khám phá của Roentgen là American Edison. Ông đã tạo ra một thiết bị trình diễn tiện dụng và vào tháng 5 năm 1896, ông đã tổ chức một cuộc triển lãm X-quang ở New York, nơi du khách có thể nhìn vào bàn tay của chính mình trên màn hình phát sáng. Sau khi người trợ lý của Edison chết vì bỏng nặng do các cuộc trình diễn liên tục, nhà phát minh đã ngừng các thí nghiệm tiếp theo với tia X.

Bức xạ tia X bắt đầu được sử dụng trong y học do khả năng xuyên thấu cao. Ban đầu, tia X được sử dụng để kiểm tra vết nứt xương và xác định vị trí dị vật trong cơ thể con người. Hiện nay, có một số phương pháp dựa trên tia X. Nhưng những phương pháp này có nhược điểm: bức xạ có thể gây tổn thương sâu cho da. Xuất hiện vết loét thường biến thành ung thư. Nhiều trường hợp phải cắt bỏ ngón tay hoặc bàn tay. soi huỳnh quang(đồng nghĩa với độ trong mờ) là một trong những phương pháp kiểm tra tia X chính, bao gồm việc thu được hình ảnh dương phẳng của vật thể đang nghiên cứu trên màn hình mờ (huỳnh quang). Trong quá trình soi huỳnh quang, đối tượng nằm giữa màn hình mờ và ống tia X. Trên các màn hình mờ tia X hiện đại, hình ảnh xuất hiện tại thời điểm bật ống tia X và biến mất ngay sau khi tắt. Nội soi huỳnh quang cho phép nghiên cứu chức năng của cơ quan - nhịp đập của tim, chuyển động hô hấp của xương sườn, phổi, cơ hoành, nhu động của đường tiêu hóa, v.v. Fluoroscopy được sử dụng trong điều trị các bệnh về dạ dày, đường tiêu hóa, tá tràng, các bệnh về gan, túi mật và đường mật. Đồng thời, đầu dò y tế và bộ điều khiển được đưa vào mà không làm tổn thương mô và các hoạt động trong quá trình phẫu thuật được kiểm soát bằng nội soi huỳnh quang và hiển thị trên màn hình.
X quang - phương pháp chẩn đoán bằng tia X với việc đăng ký hình ảnh cố định trên vật liệu cảm quang - đặc biệt. phim ảnh (phim X-quang) hoặc giấy ảnh với quá trình xử lý ảnh tiếp theo; Với chụp X quang kỹ thuật số, hình ảnh được cố định trong bộ nhớ của máy tính. Nó được thực hiện trên các thiết bị chẩn đoán X-quang - cố định, được lắp đặt trong phòng X-quang được trang bị đặc biệt, hoặc di động và di động - tại giường bệnh nhân hoặc trong phòng mổ. Trên phim X quang, các yếu tố cấu trúc của các cơ quan khác nhau được hiển thị rõ ràng hơn nhiều so với trên màn hình huỳnh quang. Chụp X quang được thực hiện để phát hiện và ngăn ngừa các bệnh khác nhau, mục tiêu chính của nó là giúp các bác sĩ thuộc các chuyên khoa khác nhau chẩn đoán chính xác và nhanh chóng. Hình ảnh tia X chỉ ghi lại trạng thái của một cơ quan hoặc mô tại thời điểm tiếp xúc. Tuy nhiên, một lần chụp X quang chỉ ghi lại những thay đổi về mặt giải phẫu tại một thời điểm nhất định, nó đưa ra số liệu thống kê của quá trình; thông qua một loạt ảnh chụp X quang được thực hiện trong các khoảng thời gian nhất định, có thể nghiên cứu động lực học của quá trình, nghĩa là các thay đổi chức năng. chụp cắt lớp. Từ chụp cắt lớp có thể được dịch từ tiếng Hy Lạp là lát ảnh.Điều này có nghĩa là mục đích của chụp cắt lớp là để có được hình ảnh phân lớp về cấu trúc bên trong của đối tượng nghiên cứu. Chụp cắt lớp vi tính được đặc trưng bởi độ phân giải cao, giúp phân biệt những thay đổi tinh tế trong các mô mềm. CT cho phép phát hiện các quá trình bệnh lý như vậy mà các phương pháp khác không thể phát hiện được. Ngoài ra, việc sử dụng CT giúp giảm liều bức xạ tia X mà bệnh nhân nhận được trong quá trình chẩn đoán.
huỳnh quang- một phương pháp chẩn đoán cho phép bạn có được hình ảnh của các cơ quan và mô, được phát triển vào cuối thế kỷ 20, một năm sau khi tia X được phát hiện. Trong các bức ảnh, bạn có thể thấy xơ cứng, xơ hóa, dị vật, khối u, viêm ở mức độ phát triển, sự hiện diện của khí và thâm nhiễm trong các khoang, áp xe, u nang, v.v. Thông thường, chụp X-quang ngực được thực hiện, cho phép phát hiện bệnh lao, khối u ác tính ở phổi hoặc ngực và các bệnh lý khác.
liệu pháp tia X- Đây là một phương pháp hiện đại được thực hiện để điều trị một số bệnh lý về khớp. Các hướng điều trị chính của các bệnh chỉnh hình bằng phương pháp này là: quá trình viêm khớp (viêm khớp, viêm đa khớp); Thoái hóa (viêm xương khớp, thoái hóa khớp, thoái hóa đốt sống). Mục đích của xạ trị là sự ức chế hoạt động quan trọng của các tế bào của các mô bị thay đổi bệnh lý hoặc sự phá hủy hoàn toàn của chúng. Trong các bệnh không phải khối u, liệu pháp tia X nhằm mục đích ức chế phản ứng viêm, ức chế quá trình tăng sinh, giảm nhạy cảm đau và hoạt động bài tiết của các tuyến. Cần lưu ý rằng các tuyến sinh dục, cơ quan tạo máu, bạch cầu và tế bào khối u ác tính nhạy cảm nhất với tia X. Liều bức xạ trong từng trường hợp được xác định riêng lẻ.

Nhờ khám phá ra tia X, Roentgen đã được trao giải Nobel Vật lý đầu tiên vào năm 1901, và Ủy ban Nobel đã nhấn mạnh tầm quan trọng thực tiễn của khám phá của ông.
Như vậy, tia X là bức xạ điện từ không nhìn thấy được, có bước sóng 105 - 102 nm. Tia X có thể xuyên qua một số vật liệu mờ đục đối với ánh sáng khả kiến. Chúng được phát ra trong quá trình giảm tốc của các electron nhanh trong vật chất (phổ liên tục) và trong quá trình chuyển đổi của các electron từ lớp vỏ electron bên ngoài của nguyên tử sang lớp bên trong (phổ tuyến tính). Các nguồn bức xạ tia X là: ống tia X, một số đồng vị phóng xạ, máy gia tốc và bộ tích lũy electron (bức xạ synchrotron). Máy thu - phim, màn hình phát quang, máy dò bức xạ hạt nhân. Tia X được sử dụng trong phân tích nhiễu xạ tia X, y học, phát hiện lỗ hổng, phân tích quang phổ tia X, v.v.

Chẩn đoán y tế hiện đại và điều trị một số bệnh không thể tưởng tượng được nếu không có các thiết bị sử dụng các đặc tính của tia X. Việc phát hiện ra tia X đã xảy ra hơn 100 năm trước, nhưng ngay cả bây giờ công việc vẫn tiếp tục tạo ra các phương pháp và thiết bị mới để giảm thiểu tác động tiêu cực của bức xạ lên cơ thể con người.

Ai và làm thế nào phát hiện ra tia X

Trong điều kiện tự nhiên, dòng tia X rất hiếm và chỉ được phát ra bởi một số đồng vị phóng xạ nhất định. Tia X hay tia X chỉ được phát hiện vào năm 1895 bởi nhà khoa học người Đức Wilhelm Röntgen. Phát hiện này xảy ra một cách tình cờ, trong một thí nghiệm nghiên cứu hành vi của các tia sáng trong điều kiện tiến gần đến chân không. Thí nghiệm liên quan đến một ống xả khí catốt với áp suất giảm và màn hình huỳnh quang, mỗi lần bắt đầu phát sáng vào thời điểm ống bắt đầu hoạt động.

Quan tâm đến một hiệu ứng kỳ lạ, Roentgen đã tiến hành một loạt nghiên cứu cho thấy bức xạ thu được, không nhìn thấy được bằng mắt, có thể xuyên qua nhiều chướng ngại vật khác nhau: giấy, gỗ, thủy tinh, một số kim loại và thậm chí xuyên qua cơ thể con người. Mặc dù thiếu hiểu biết về bản chất của những gì đang xảy ra, liệu hiện tượng như vậy có phải do sự tạo ra một dòng hạt hoặc sóng chưa biết gây ra hay không, mô hình sau đây đã được ghi nhận - bức xạ dễ dàng đi qua các mô mềm của cơ thể và khó khăn hơn nhiều thông qua các mô sống rắn và các chất vô tri.

Roentgen không phải là người đầu tiên nghiên cứu hiện tượng này. Vào giữa thế kỷ 19, người Pháp Antoine Mason và người Anh William Crookes đã nghiên cứu những khả năng tương tự. Tuy nhiên, chính Roentgen là người đầu tiên phát minh ra ống cực âm và một chất chỉ thị có thể dùng trong y học. Ông là người đầu tiên xuất bản một công trình khoa học, mang lại cho ông danh hiệu người đoạt giải Nobel đầu tiên trong số các nhà vật lý.

Năm 1901, một sự hợp tác hiệu quả đã bắt đầu giữa ba nhà khoa học, những người đã trở thành những người sáng lập ra X quang và X quang.

đặc tính tia X

Tia X là một phần không thể thiếu trong quang phổ chung của bức xạ điện từ. Bước sóng nằm giữa tia gamma và tia cực tím. Tia X có tất cả các tính chất sóng thông thường:

• nhiễu xạ;
• khúc xạ;
• sự can thiệp;
• tốc độ lan truyền (nó bằng với ánh sáng).

Để tạo ra dòng tia X một cách giả tạo, người ta sử dụng các thiết bị đặc biệt - ống tia X. Bức xạ tia X phát sinh từ sự tiếp xúc của các electron vonfram nhanh với các chất bay hơi từ cực dương nóng. Trong bối cảnh tương tác, các sóng điện từ có độ dài ngắn phát sinh, nằm trong phổ từ 100 đến 0,01nm và trong dải năng lượng 100-0,1 MeV. Nếu bước sóng của tia nhỏ hơn 0,2nm - đây là bức xạ cứng, nếu bước sóng lớn hơn giá trị xác định, chúng được gọi là tia X mềm.

Điều quan trọng là động năng phát sinh từ sự tiếp xúc của các electron và chất cực dương được chuyển đổi 99% thành năng lượng nhiệt và chỉ 1% là tia X.

Bức xạ tia X - bức xạ hãm và đặc trưng

Bức xạ X là sự chồng chất của hai loại tia - hãm và đặc trưng. Chúng được tạo ra trong thiết bị cầm tay cùng một lúc. Do đó, bức xạ tia X và đặc tính của từng ống tia X cụ thể - phổ bức xạ của nó, phụ thuộc vào các chỉ số này và thể hiện sự chồng chất của chúng.

Bremsstrahlung hoặc tia X liên tục là kết quả của sự giảm tốc của các electron bay hơi từ dây tóc vonfram.

Các tia X đặc trưng hoặc vạch được hình thành tại thời điểm sắp xếp lại các nguyên tử của chất làm cực dương của ống tia X. Bước sóng của các tia đặc trưng trực tiếp phụ thuộc vào số nguyên tử của nguyên tố hóa học được sử dụng để làm cực dương của ống.

Các thuộc tính được liệt kê của tia X cho phép chúng được sử dụng trong thực tế:

• vô hình với mắt thường;
• khả năng thâm nhập cao thông qua các mô sống và vật liệu vô tri không truyền ánh sáng nhìn thấy được;
• tác dụng ion hóa lên cấu trúc phân tử.

Nguyên tắc tạo ảnh X-quang

Tính chất của tia X mà hình ảnh dựa vào đó là khả năng phân hủy hoặc làm cho một số chất phát sáng.

Chiếu xạ tia X gây ra ánh sáng huỳnh quang trong cadmium và kẽm sulfua - màu xanh lá cây, và trong tungstate canxi - màu xanh lam. Thuộc tính này được sử dụng trong kỹ thuật truyền tia X y tế và cũng làm tăng chức năng của màn hình tia X.

Hiệu ứng quang hóa của tia X trên các vật liệu halogen bạc nhạy cảm với ánh sáng (chiếu sáng) cho phép thực hiện chẩn đoán - chụp ảnh X-quang. Đặc tính này cũng được sử dụng để đo lượng tổng liều mà các trợ lý phòng thí nghiệm nhận được trong phòng X-quang. Liều kế đeo được có băng và chỉ số nhạy cảm đặc biệt. Hiệu ứng ion hóa của bức xạ tia X giúp xác định các đặc tính định tính của tia X thu được.

Một lần tiếp xúc với tia X thông thường làm tăng nguy cơ ung thư chỉ 0,001%.

Các khu vực sử dụng tia X

Việc sử dụng tia X được chấp nhận trong các ngành công nghiệp sau:

1. Sự an toàn. Thiết bị cố định và di động để phát hiện các vật phẩm nguy hiểm và bị cấm tại sân bay, hải quan hoặc những nơi đông người.
2. Công nghiệp hóa chất, luyện kim, khảo cổ học, kiến ​​trúc, xây dựng, phục hồi - để phát hiện các khuyết tật và tiến hành phân tích hóa học các chất.
3. thiên văn học. Nó giúp quan sát các vật thể và hiện tượng vũ trụ với sự trợ giúp của kính viễn vọng tia X.
4. công nghiệp quân sự. Đối với sự phát triển của vũ khí laser.

Ứng dụng chính của tia X là trong lĩnh vực y tế. Ngày nay, phần X quang y tế bao gồm: chẩn đoán bằng tia phóng xạ, xạ trị (liệu pháp tia X), phẫu thuật bằng tia phóng xạ. Các trường đại học y khoa sản xuất các chuyên gia chuyên môn cao - bác sĩ X quang.

Bức xạ X - tác hại và lợi ích, ảnh hưởng đến cơ thể

Khả năng xuyên thấu cao và hiệu ứng ion hóa của tia X có thể gây ra sự thay đổi cấu trúc DNA của tế bào, do đó rất nguy hiểm cho con người. Tác hại từ bức xạ tia X tỷ lệ thuận với liều bức xạ nhận được. Các cơ quan khác nhau phản ứng với chiếu xạ ở các mức độ khác nhau. Dễ bị tổn thương nhất bao gồm:

• tủy xương và mô xương;
• thấu kính của mắt;
• tuyến giáp;
• tuyến vú và tuyến sinh dục;
• mô phổi.

Việc sử dụng bức xạ tia X không được kiểm soát có thể gây ra các bệnh lý có thể đảo ngược và không thể đảo ngược.

Hậu quả của việc tiếp xúc với tia X:

• tổn thương tủy xương và sự xuất hiện của các bệnh lý của hệ thống tạo máu - giảm hồng cầu, giảm tiểu cầu, bệnh bạch cầu;
• thiệt hại cho ống kính, với sự phát triển tiếp theo của đục thủy tinh thể;
• đột biến tế bào được di truyền;
• sự phát triển của bệnh ung thư;
• bị bỏng phóng xạ;
• sự phát triển của bệnh bức xạ.

Quan trọng! Không giống như các chất phóng xạ, tia X không tích tụ trong các mô của cơ thể, điều đó có nghĩa là không cần phải loại bỏ tia X ra khỏi cơ thể. Tác hại của tia X chấm dứt khi tắt thiết bị y tế.

Việc sử dụng tia X trong y học không chỉ được cho phép để chẩn đoán (chấn thương, nha khoa) mà còn cho mục đích điều trị:

• từ tia X với liều lượng nhỏ, quá trình trao đổi chất trong các tế bào và mô sống được kích thích;
• liều giới hạn nhất định được sử dụng để điều trị ung thư và khối u lành tính.

Phương pháp chẩn đoán bệnh lý bằng tia X

Radiodiagnostics bao gồm các phương pháp sau:

1. Nội soi huỳnh quang là một nghiên cứu trong đó hình ảnh thu được trên màn hình huỳnh quang trong thời gian thực. Cùng với hình ảnh thời gian thực cổ điển của một bộ phận cơ thể, ngày nay còn có các công nghệ truyền hình tia X - hình ảnh được chuyển từ màn hình huỳnh quang sang màn hình tivi đặt trong phòng khác. Một số phương pháp kỹ thuật số đã được phát triển để xử lý hình ảnh kết quả, sau đó chuyển nó từ màn hình sang giấy.
2. Chụp huỳnh quang là phương pháp rẻ nhất để kiểm tra các cơ quan ở ngực, bao gồm tạo một bức ảnh nhỏ 7x7 cm, mặc dù có khả năng xảy ra sai sót nhưng đây là cách duy nhất để tiến hành kiểm tra dân số hàng năm. Phương pháp này không nguy hiểm và không yêu cầu rút liều bức xạ đã nhận ra khỏi cơ thể.
3. Chụp X quang - thu được một hình ảnh tóm tắt trên phim hoặc giấy để làm rõ hình dạng của một cơ quan, vị trí hoặc giai điệu của nó. Có thể được sử dụng để đánh giá nhu động và tình trạng của màng nhầy. Nếu có sự lựa chọn, thì trong số các thiết bị X-quang hiện đại, không nên ưu tiên cho các thiết bị kỹ thuật số, trong đó thông lượng tia X có thể cao hơn so với các thiết bị cũ, mà nên ưu tiên cho các thiết bị X-quang liều thấp phẳng trực tiếp. máy dò bán dẫn. Chúng cho phép bạn giảm tải cho cơ thể 4 lần.
4. Chụp cắt lớp X-quang điện toán là một kỹ thuật sử dụng tia X để thu được số lượng hình ảnh cần thiết của các phần của một cơ quan được chọn. Trong số nhiều loại thiết bị CT hiện đại, máy quét CT độ phân giải cao liều thấp được sử dụng cho một loạt các nghiên cứu lặp đi lặp lại.

xạ trị

Liệu pháp tia X đề cập đến các phương pháp điều trị tại chỗ. Thông thường, phương pháp này được sử dụng để tiêu diệt tế bào ung thư. Vì ảnh hưởng của phơi nhiễm có thể so sánh với phẫu thuật cắt bỏ, nên phương pháp điều trị này thường được gọi là phẫu thuật phóng xạ.

Ngày nay, điều trị bằng tia X được thực hiện theo các cách sau:

1. Bên ngoài (liệu pháp proton) - chùm bức xạ đi vào cơ thể bệnh nhân từ bên ngoài.
2. Bên trong (xạ trị) - việc sử dụng các viên nang phóng xạ bằng cách cấy chúng vào cơ thể, với vị trí gần khối u ung thư hơn. Nhược điểm của phương pháp điều trị này là cho đến khi viên nang được lấy ra khỏi cơ thể, bệnh nhân cần được cách ly.

Những phương pháp này nhẹ nhàng và việc sử dụng chúng tốt hơn hóa trị trong một số trường hợp. Sự phổ biến như vậy là do các tia không tích tụ và không cần loại bỏ khỏi cơ thể, chúng có tác dụng chọn lọc mà không ảnh hưởng đến các tế bào và mô khác.

Tỷ lệ phơi nhiễm tia X an toàn

Chỉ số về định mức phơi nhiễm hàng năm cho phép này có tên riêng - liều tương đương có ý nghĩa di truyền (GED). Không có giá trị định lượng rõ ràng cho chỉ số này.

1. Chỉ số này phụ thuộc vào độ tuổi và mong muốn có con của bệnh nhân trong tương lai.
2. Nó phụ thuộc vào cơ quan nào đã được kiểm tra hoặc điều trị.
3. GZD bị ảnh hưởng bởi mức độ phóng xạ tự nhiên của khu vực nơi một người sinh sống.

Ngày nay, các tiêu chuẩn GZD trung bình sau đây có hiệu lực:

• mức độ phơi nhiễm từ tất cả các nguồn, ngoại trừ nguồn y tế và không tính đến nền bức xạ tự nhiên - 167 mRem mỗi năm;
• định mức khám sức khỏe định kỳ hàng năm không quá 100 mRem/năm;
• tổng giá trị an toàn là 392 mRem mỗi năm.

Bức xạ tia X không cần bài tiết ra khỏi cơ thể và chỉ nguy hiểm trong trường hợp phơi nhiễm mạnh và kéo dài. Thiết bị y tế hiện đại sử dụng bức xạ năng lượng thấp trong thời gian ngắn, vì vậy việc sử dụng nó được coi là tương đối vô hại.

Mặc dù các nhà khoa học chỉ mới phát hiện ra tác dụng của tia X từ những năm 1890, nhưng việc sử dụng tia X trong y học vì lực tự nhiên này đã trôi qua nhanh chóng. Ngày nay, vì lợi ích của nhân loại, bức xạ điện từ tia X được sử dụng trong y học, học thuật và công nghiệp, cũng như để tạo ra điện.

Ngoài ra, bức xạ còn có những ứng dụng hữu ích trong các lĩnh vực như nông nghiệp, khảo cổ học, vũ trụ, thực thi pháp luật, địa chất (bao gồm cả khai thác mỏ) và nhiều hoạt động khác, thậm chí cả ô tô đang được phát triển nhờ hiện tượng phân hạch hạt nhân.

Sử dụng tia X trong y tế

Trong môi trường chăm sóc sức khỏe, các bác sĩ và nha sĩ sử dụng nhiều loại vật liệu và quy trình hạt nhân để chẩn đoán, theo dõi và điều trị một loạt các quá trình trao đổi chất và bệnh tật trong cơ thể con người. Do đó, các quy trình y tế sử dụng tia đã cứu sống hàng nghìn người bằng cách xác định và điều trị các tình trạng từ tuyến giáp hoạt động quá mức đến ung thư xương.

Phổ biến nhất của các thủ tục y tế này liên quan đến việc sử dụng các tia có thể đi qua da của chúng ta. Khi một hình ảnh được chụp, xương và các cấu trúc khác của chúng ta dường như đổ bóng vì chúng đặc hơn da của chúng ta và những bóng này có thể được phát hiện trên phim hoặc trên màn hình điều khiển. Hiệu ứng này tương tự như việc đặt một cây bút chì giữa một tờ giấy và một ngọn đèn. Bóng từ bút chì sẽ hiển thị trên tờ giấy. Sự khác biệt là các tia không nhìn thấy được, vì vậy cần có một bộ phận ghi, giống như phim chụp ảnh. Điều này cho phép các bác sĩ và nha sĩ đánh giá ứng dụng của tia X bằng cách nhìn thấy xương gãy hoặc các vấn đề về răng.

Việc sử dụng tia X cho mục đích y tế

Việc sử dụng bức xạ tia X theo cách nhắm mục tiêu cho mục đích y tế, không chỉ để phát hiện thiệt hại. Khi được sử dụng đặc biệt, nó nhằm mục đích tiêu diệt mô ung thư, giảm kích thước khối u hoặc giảm đau. Ví dụ, iốt phóng xạ (cụ thể là iốt-131) thường được sử dụng để điều trị ung thư tuyến giáp, một tình trạng mà nhiều người mắc phải.

Các thiết bị sử dụng tính chất này cũng được kết nối với máy tính và quét, được gọi là: máy chụp cắt lớp vi tính (computed axial tomography) hay máy chụp cắt lớp vi tính (computed tomography).

Những dụng cụ này cung cấp cho bác sĩ hình ảnh màu cho thấy đường viền và chi tiết của các cơ quan nội tạng. Điều này giúp các bác sĩ phát hiện và xác định các khối u, kích thước bất thường hoặc các vấn đề về chức năng hoặc sinh lý khác của cơ quan.
Ngoài ra, các bệnh viện và trung tâm X quang thực hiện hàng triệu thủ tục hàng năm. Trong các thủ thuật như vậy, các bác sĩ bắn chất phóng xạ nhẹ vào cơ thể bệnh nhân để xem xét một số cơ quan nội tạng, chẳng hạn như tuyến tụy, thận, tuyến giáp, gan hoặc não để chẩn đoán các tình trạng lâm sàng.

Tia X, bức xạ vô hình có khả năng xuyên qua, mặc dù ở các mức độ khác nhau, tất cả các chất. Đó là bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 10-8 cm.

Giống như ánh sáng khả kiến, tia X gây ra hiện tượng đen phim ảnh. Tài sản này có tầm quan trọng lớn đối với y học, công nghiệp và nghiên cứu khoa học. Đi qua đối tượng nghiên cứu và sau đó chiếu vào phim, bức xạ tia X mô tả cấu trúc bên trong của nó trên đó. Do khả năng xuyên thấu của bức xạ tia X là khác nhau đối với các vật liệu khác nhau, nên các phần của vật thể ít trong suốt hơn đối với nó sẽ tạo ra các vùng sáng hơn trong ảnh so với các phần mà bức xạ xuyên qua tốt. Do đó, các mô xương ít trong suốt hơn đối với tia X so với các mô tạo nên da và các cơ quan nội tạng. Do đó, trên X quang, xương sẽ được chỉ định là những vùng sáng hơn và vị trí gãy xương, trong suốt hơn đối với bức xạ, có thể được phát hiện khá dễ dàng. Hình ảnh tia X cũng được sử dụng trong nha khoa để phát hiện sâu răng và áp xe ở chân răng, cũng như trong công nghiệp để phát hiện các vết nứt trên vật đúc, nhựa và cao su.

Tia X được sử dụng trong hóa học để phân tích các hợp chất và trong vật lý để nghiên cứu cấu trúc của tinh thể. Chùm tia X đi qua một hợp chất hóa học gây ra bức xạ thứ cấp đặc trưng, ​​phân tích quang phổ cho phép nhà hóa học xác định thành phần của hợp chất. Khi chiếu vào một chất kết tinh, một chùm tia X bị phân tán bởi các nguyên tử của tinh thể, tạo ra các đốm và sọc rõ ràng, đều đặn trên một tấm ảnh, giúp thiết lập cấu trúc bên trong của tinh thể.

Việc sử dụng tia X trong điều trị ung thư dựa trên thực tế là nó giết chết các tế bào ung thư. Tuy nhiên, nó cũng có thể có tác dụng không mong muốn đối với các tế bào bình thường. Do đó, phải hết sức thận trọng trong việc sử dụng tia X này.

Chụp x-quang

Bức xạ tia X xảy ra khi các electron chuyển động ở tốc độ cao tương tác với vật chất. Khi các electron va chạm với các nguyên tử của bất kỳ chất nào, chúng sẽ nhanh chóng mất động năng. Trong trường hợp này, phần lớn nó được chuyển thành nhiệt và một phần nhỏ, thường dưới 1%, được chuyển thành năng lượng tia X. Năng lượng này được giải phóng dưới dạng lượng tử - hạt gọi là photon có năng lượng nhưng có khối lượng nghỉ bằng không. Các photon tia X khác nhau về năng lượng, tỷ lệ nghịch với bước sóng của chúng. Với phương pháp thu tia X thông thường, người ta thu được một loạt các bước sóng, được gọi là phổ tia X.

ống tia X. Để thu được bức xạ tia X do tương tác của electron với vật chất, cần phải có nguồn electron, phương tiện gia tốc chúng lên tốc độ cao và mục tiêu có khả năng chịu được sự bắn phá của electron và tạo ra bức xạ tia X. cường độ mong muốn. Thiết bị có tất cả những thứ này được gọi là ống tia X. Các nhà thám hiểm ban đầu đã sử dụng các ống "chân không sâu" như các ống phóng điện ngày nay. Khoảng trống trong họ không cao lắm.

Ống xả khí chứa một số lượng lớn khí, và khi đặt một hiệu điện thế lớn vào các điện cực của ống, các nguyên tử khí biến thành các ion dương và âm. Các cực dương di chuyển về phía điện cực âm (cực âm) và rơi vào nó, đánh bật các electron ra khỏi nó, và đến lượt chúng, chúng di chuyển về phía điện cực dương (cực dương) và bắn phá nó, tạo ra một luồng photon tia X .

Trong ống tia X hiện đại do Coolidge phát triển (Hình 11), nguồn điện tử là cực âm vonfram được nung nóng ở nhiệt độ cao.

Cơm. mười một.

Các electron được tăng tốc lên tốc độ cao bởi sự chênh lệch điện thế cao giữa cực dương (hoặc cực cực) và cực âm. Vì các electron phải đến cực dương mà không va chạm với các nguyên tử, nên cần có độ chân không rất cao, trong đó ống phải được hút chân không tốt. Điều này cũng làm giảm xác suất ion hóa của các nguyên tử khí còn lại và các dòng bên liên quan.

Khi bị bắn phá bằng các electron, cực cực vonfram phát ra tia X đặc trưng. Tiết diện của chùm tia X nhỏ hơn diện tích chiếu xạ thực tế. 1 - chùm điện tử; 2 - cực âm với điện cực hội tụ; 3 - vỏ thủy tinh (ống); 4 - mục tiêu vonfram (anticothode); 5 - dây tóc catốt; 6 - diện tích chiếu xạ thực tế; 7 - đầu mối hiệu quả; 8 - cực dương bằng đồng; 9 - cửa sổ; 10 - tia x tán xạ.

Các electron được tập trung vào cực dương bằng một điện cực có hình dạng đặc biệt bao quanh cực âm. Điện cực này được gọi là điện cực hội tụ và cùng với cực âm tạo thành "đèn chiếu điện tử" của ống. Cực dương chịu sự bắn phá của electron phải được làm bằng vật liệu chịu lửa, vì phần lớn động năng của các electron bị bắn phá được chuyển thành nhiệt. Ngoài ra, điều mong muốn là cực dương được làm bằng vật liệu có số nguyên tử cao, vì năng suất tia X tăng khi số nguyên tử tăng. Vonfram, có số nguyên tử là 74, thường được chọn làm vật liệu cực dương.Thiết kế của ống tia X có thể khác nhau tùy thuộc vào điều kiện và yêu cầu ứng dụng.

Bức xạ tia X đóng một vai trò to lớn trong y học hiện đại, lịch sử phát hiện ra tia X có từ thế kỷ 19.

Tia X là sóng điện từ được tạo ra với sự tham gia của các electron. Với sự gia tốc mạnh của các hạt tích điện, tia X nhân tạo được tạo ra. Nó đi qua thiết bị đặc biệt:

• máy gia tốc hạt.

Lịch sử khám phá

Những tia này được phát minh vào năm 1895 bởi nhà khoa học người Đức Roentgen: trong khi làm việc với ống tia âm cực, ông đã phát hiện ra hiệu ứng huỳnh quang của bari bạch kim xyanua. Sau đó, có một mô tả về những tia như vậy và khả năng tuyệt vời của chúng để xuyên qua các mô của cơ thể. Các tia bắt đầu được gọi là tia X (tia X). Sau đó ở Nga, chúng bắt đầu được gọi là tia X.

Tia X thậm chí có thể xuyên qua tường. Vì vậy, Roentgen nhận ra rằng ông đã có khám phá vĩ đại nhất trong lĩnh vực y học. Chính từ thời điểm đó, các bộ phận riêng biệt trong khoa học bắt đầu hình thành, chẳng hạn như X quang và X quang.

Các tia có thể xuyên qua các mô mềm, nhưng bị trễ, độ dài của chúng được xác định bởi chướng ngại vật của bề mặt cứng. Các mô mềm trong cơ thể con người là da, và các mô cứng là xương. Năm 1901, nhà khoa học đã được trao giải thưởng Nobel.

Tuy nhiên, ngay cả trước khi phát hiện ra Wilhelm Conrad Roentgen, các nhà khoa học khác cũng quan tâm đến chủ đề tương tự. Năm 1853, nhà vật lý người Pháp Antoine-Philiber Mason đã nghiên cứu sự phóng điện cao thế giữa các điện cực trong một ống thủy tinh. Khí chứa trong nó ở áp suất thấp bắt đầu phát ra ánh sáng đỏ. Việc bơm khí thừa ra khỏi ống dẫn đến sự phân hủy ánh sáng thành một chuỗi phức tạp gồm các lớp phát sáng riêng lẻ, màu sắc của chúng phụ thuộc vào lượng khí.

Năm 1878, William Crookes (nhà vật lý người Anh) cho rằng hiện tượng huỳnh quang xảy ra do tác động của các tia lên bề mặt thủy tinh của ống. Nhưng tất cả những nghiên cứu này không được công bố ở bất cứ đâu, vì vậy Roentgen không biết về những khám phá như vậy. Sau khi công bố khám phá của mình vào năm 1895 trên một tạp chí khoa học, nơi nhà khoa học viết rằng tất cả các vật thể đều trong suốt đối với các tia này, mặc dù ở một mức độ rất khác, các nhà khoa học khác bắt đầu quan tâm đến các thí nghiệm tương tự. Họ đã xác nhận phát minh của Roentgen, và sự phát triển và cải tiến hơn nữa của tia X bắt đầu.

Bản thân Wilhelm Roentgen đã xuất bản thêm hai bài báo khoa học về chủ đề tia X vào năm 1896 và 1897, sau đó ông bắt đầu các hoạt động khác. Do đó, một số nhà khoa học đã phát minh ra, nhưng chính Roentgen là người đã xuất bản các bài báo khoa học về chủ đề này.

Nguyên tắc hình ảnh

Các tính năng của bức xạ này được xác định bởi chính bản chất của sự xuất hiện của chúng. Bức xạ xảy ra do sóng điện từ. Các thuộc tính chính của nó bao gồm:

1. Sự phản xạ. Nếu sóng chạm vuông góc với bề mặt, nó sẽ không bị phản xạ. Trong một số trường hợp, viên kim cương có đặc tính phản chiếu.
2. Khả năng xuyên qua mô. Ngoài ra, các tia có thể xuyên qua các bề mặt mờ đục của vật liệu như gỗ, giấy, v.v.
3. khả năng thấm hút. Sự hấp thụ phụ thuộc vào mật độ của vật liệu: vật liệu càng đặc thì càng hấp thụ nhiều tia X.
4. Một số chất phát huỳnh quang, nghĩa là chúng phát sáng. Ngay khi bức xạ dừng lại, ánh sáng cũng biến mất. Nếu nó tiếp tục sau khi ngừng hoạt động của các tia, thì hiệu ứng này được gọi là lân quang.
5. Tia X có thể chiếu sáng phim ảnh, giống như ánh sáng khả kiến.
6. Nếu chùm tia đi qua không khí, thì quá trình ion hóa xảy ra trong khí quyển. Trạng thái này được gọi là dẫn điện và nó được xác định bằng cách sử dụng liều kế, thiết lập tỷ lệ liều lượng bức xạ.

Bức xạ - tác hại và lợi ích

Khi phát hiện ra, nhà vật lý Roentgen thậm chí không thể tưởng tượng được phát minh của mình nguy hiểm như thế nào. Ngày xưa, tất cả các thiết bị tạo ra bức xạ đều không hoàn hảo, và kết quả là người ta thu được một lượng lớn tia phát ra. Mọi người không hiểu sự nguy hiểm của bức xạ như vậy. Mặc dù một số nhà khoa học thậm chí sau đó đã đưa ra các phiên bản về sự nguy hiểm của tia X.

Tia X thâm nhập vào các mô có tác dụng sinh học đối với chúng. Đơn vị đo liều bức xạ là roentgen trên giờ. Ảnh hưởng chính là các nguyên tử ion hóa bên trong các mô. Những tia này tác động trực tiếp lên cấu trúc DNA của một tế bào sống. Hậu quả của bức xạ không được kiểm soát bao gồm:

• đột biến tế bào;
• sự xuất hiện của các khối u;
• bỏng phóng xạ;
• Bệnh tật phóng xạ.

Chống chỉ định chụp X-quang:

1. Các bệnh nhân đang trong tình trạng nguy kịch.
2. Giai đoạn mang thai do tác động tiêu cực đến thai nhi.
3. Bệnh nhân chảy máu hoặc tràn khí màng phổi hở.

Tia X hoạt động như thế nào và nó được sử dụng ở đâu

1. Trong y học. Chẩn đoán bằng tia X được sử dụng để làm mờ các mô sống nhằm xác định một số rối loạn trong cơ thể. Liệu pháp tia X được thực hiện để loại bỏ sự hình thành khối u.
2. Trong khoa học. Cấu trúc của các chất và bản chất của tia X được tiết lộ. Những vấn đề này được giải quyết bởi các ngành khoa học như hóa học, hóa sinh, tinh thể học.
3. Trong công nghiệp. Để phát hiện vi phạm trong các sản phẩm kim loại.
4. Vì sự an toàn của người dân. Chùm tia X được lắp đặt tại sân bay và những nơi công cộng khác để quét hành lý.

Sử dụng bức xạ tia X trong y tế. Tia X được sử dụng rộng rãi trong y học và nha khoa cho các mục đích sau:

1. Để chẩn đoán bệnh.
2. Để theo dõi quá trình trao đổi chất.
3. Để điều trị nhiều bệnh.

Việc sử dụng tia X cho mục đích y tế

Ngoài việc phát hiện gãy xương, tia X được sử dụng rộng rãi cho mục đích y tế. Ứng dụng chuyên biệt của tia X là để đạt được các mục tiêu sau:

1. Để tiêu diệt tế bào ung thư.
2. Để giảm kích thước của khối u.
3. Để giảm đau.

Ví dụ, iốt phóng xạ, được sử dụng trong các bệnh nội tiết, được sử dụng tích cực trong ung thư tuyến giáp, nhờ đó giúp nhiều người thoát khỏi căn bệnh khủng khiếp này. Hiện nay, để chẩn đoán các bệnh phức tạp, người ta đã kết nối tia X với máy tính, nhờ đó xuất hiện các phương pháp nghiên cứu mới nhất như chụp cắt lớp vi tính trục.

Quá trình quét như vậy cung cấp cho bác sĩ hình ảnh màu hiển thị các cơ quan nội tạng của một người. Để phát hiện hoạt động của các cơ quan nội tạng, một lượng nhỏ bức xạ là đủ. Tia X cũng được sử dụng rộng rãi trong vật lý trị liệu.

Tính chất cơ bản của tia X

1. khả năng xuyên thấu. Tất cả các cơ thể đều trong suốt đối với tia X và mức độ trong suốt phụ thuộc vào độ dày của cơ thể. Chính nhờ tính chất này mà chùm tia bắt đầu được sử dụng trong y học để phát hiện hoạt động của các cơ quan, sự hiện diện của vết nứt và dị vật trong cơ thể.
2. Chúng có thể gây ra sự phát sáng của một số vật thể. Ví dụ, nếu bari và bạch kim được áp dụng cho các tông, thì sau khi đi qua quá trình quét chùm tia, nó sẽ phát sáng màu vàng lục. Nếu bạn đặt tay giữa ống tia X và màn hình, thì ánh sáng sẽ xuyên vào xương nhiều hơn là vào mô, do đó mô xương sẽ sáng nhất trên màn hình và mô cơ sẽ kém sáng hơn.
3. Hành động trên phim. Tia X có thể, giống như ánh sáng, làm tối phim, giúp chụp được mặt tối thu được khi kiểm tra vật thể bằng tia X.
4. Tia X có thể làm ion hóa chất khí. Điều này giúp không chỉ tìm thấy các tia mà còn có thể tiết lộ cường độ của chúng bằng cách đo dòng ion hóa trong khí.
5. Chúng có tác dụng sinh hóa đối với cơ thể của chúng sinh. Nhờ tính chất này, tia X đã được ứng dụng rộng rãi trong y học: chúng có thể điều trị cả bệnh ngoài da và bệnh của các cơ quan nội tạng. Trong trường hợp này, liều lượng bức xạ mong muốn và thời lượng của các tia được chọn. Việc sử dụng quá nhiều và kéo dài phương pháp điều trị như vậy rất có hại và bất lợi cho cơ thể.

Hậu quả của việc sử dụng tia X là cứu sống nhiều người. X-quang không chỉ giúp chẩn đoán bệnh kịp thời, các phương pháp điều trị bằng xạ trị giúp bệnh nhân giảm các bệnh lý khác nhau, từ cường giáp đến khối u ác tính của mô xương.