Promieniowanie rentgenowskie
Promieniowanie rentgenowskie, promienie X, promienie Roentgena, promieniowanie rtg - to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego w umownym zakresie fal pomiędzy ultrafioletem a promieniami gamma.
Długość fal promieni X waha się w granicach 5 pm - 10 nm. Zakresy promieniowania rentgenowskiego oraz gamma zachodzą na siebie. Jak je rozróżniamy? Jako kryterium przyjmuje się jego źródło: promieniowanie rentgenowskie powstaje podczas hamowania wolnych elektronów (czasem nazywa się je promieniowaniem hamowania), a promieniowanie gamma – w wyniku rozpadu promieniotwórczego jąder pierwiastków.
Wyróżniamy następujące zakresy fal rentgenowskich:
- twarde promieniowanie rentgenowskie – długość fali od 5 do 100 pm,
- miękkie promieniowanie rentgenowskie – długość fali od 0,1 do 10 nm.
To wysokoenergetyczne promieniowanie. Niesie ze sobą energię od 124 eV do 124 keV.
Źródła promieniowania rentgenowskiego
Promieniowanie rentgenowskie generują między innymi:
- lampy rentgenowskie,
- synchrotrony,
- akceleratory,
- gwiazdy.
Zastosowanie promieni Roentgena
Oto wybrane zastosowania promieniowania rentgenowskiego
- medycyna (diagnostyka medyczna, radioterapia),
- badanie struktury materiałów (kryształów),
- defektoskopia - badanie defektów w materiałach.
Zdjęcie rentgenowskie podczas urografii z wykorzystaniem promieniowania rentgenowskiego © maedianauka.pl
Powstawanie promieni Roentgena
Są dwa mechanizmy powstawania promieni X.
Bombardując substancję (anodę) elektronami z katody lampy dochodzi do wybicia elektronu z powłoki atomu, prowadząc do jego jonizacji. Powstaje dziura elektronowa w atomie, która jest zapełniana przez inne elektrony, znajdujące się na poziomach o wyższej energii. Temu przechodzeniu kaskadowemu elektronów między powłokami towarzyszy emisja fotonu o ściśle określonej energii. Powstaje w ten sposób promieniowanie charakterystyczne, które ma w swoim widmie określone linie widmowe, w zależności od tego, jakiej substancji użyto do budowy anody lampy rentgenowskiej. Zatem widmo tego promieniowania jest dyskretne.
Drugi mechanizm polega na kulombowskim rozpraszaniu elektronów na jądrach atomów substancji. Elektrony są silnie wyhamowywane, wskutek czego wypromieniowują fale elektromagnetyczne w zakresie rentgenowskim. To tak zwane promieniowanie hamowania. Widmo tego promieniowania jest ciągłe.
Ciekawostki
Promienie X (natura tego promieniowania była wówczas wielką zagadką) zostały odkryte w 1895 roku przez W. K. Roentgena, który badał wyładowania w gazach. W 1901 za to odkrycie przyznano nagrodę Nobla.
Pytania
Czy promienie X są szkodliwe dla zdrowia?
Tak. To wysokoenergetyczne promieniowanie jonizujące, powodujące niszczenie informacji genetycznej i mutacje genetyczne. Wysokie dawki mogą spowodować chorobę nowotworową i chorobę popromienną.
Dlaczego promienie rentgenowskie pozwalają robić zdjęcia wnętrza ciała człowieka?
To promieniowanie przenikliwe, co oznacza, że ciało ludzkie nie jest znaczącą przeszkodą dla nich. Różne substancje w różny sposób pochłaniają to promieniowanie. Silniej promienie te pochłaniane są przez kości i fragmenty, w których znajdują się cięższe pierwiastki, a tkanki miękkie pochłaniają je w znacznie mniejszym stopniu. Dzięki temu na kliszy widać różne natężenie tego promieniowania po przejściu przez ciało ludzkie.
Czasem podaje się do organizmu kontrast, czyli substancję silnie pochłaniającą promieniowanie rentgenowskie. Robi się szereg zdjęć, a nawet rejestruje film i w ten sposób można obserwować obieg kontrastu w organiźmie. uwidaczniając lepiej tkanki miękkie, guzy, procesy (np. urografia - na zdjęciu, koronografia).
© medianauka.pl, 2021-08-08, A-4131