Глава 2. Рентгеновское излучение
1895 год был знаменательным годом в истории человеческой цивилизации. В этом году французский учёный Анри Беккерель открыл явление радиоактивности, французы – братья Люмьеры создали кинематограф, русский учёный-изобретатель Александр Степанович Попов послал первую в мире радиограмму и в этом же году немецкий физик Вильхэльм Конрад Рёнтген подарил физике, химии, биологии и, прежде всего, медицине и фармации рентгеновское излучение.
2.1 Простейшая рентгеновская трубка
Рёнтген сделал своё великое открытие, обратив внимание на ремарку в статье другого немецкого учёного Филиппа Ленарда. Ленард прославился исследованием катодных лучей – потока электронов. Быстрые электроны, ударяясь об экран, покрытый некоторыми веществами, вызывают его свечение – флюоресценцию. Ленардом была также замечена флюоресценция экрана находящегося не на пути катодных лучей, а сбоку. Он отметил это, но не придал значения. Что не помешало потом Ленарду оспаривать у Рёнтгена открытие Х-лучей ( так назвал открытое и изученное им излучение исключительно порядочный и скромный Вильхэльм Конрад Рёнтген). Кстати, Рёнтген потом всю жизнь протестовал против названия «рентгеновское излучение», «рентгеновский аппарат», «рентгеновская трубка» и, если они встречались ему в учебниках и справочниках с раздражением их вычёркивал. Рёнтген отказался принять вознаграждение за своё великое открытие, отказался и от дворянского звания. Он сразу понял огромное значение его открытия, прежде всего, для медицины и считал, что он этим уже вполне вознаграждён.
На рисунке 2.1 представлена схема простейшей рентгеновской трубки
Рис.2.1
На катод рентгеновской трубки подаётся небольшое напряжение накала Uн = 6-10В. Из спирали катода К, разогреваемого электрическим током вылетают электроны. Явление испускания электронов поверхностью нагретого металла называется термоэлектронной эмиссией. Под действием сильного электрического поля, созданного большим напряжение между анодом и катодом UАК = 10-100кВ, электроны устремляются к аноду А, набирая при этом большую скорость. Естественно, в рентгеновской трубке создаётся вакуум – 10-6 – 10-7 мм. рт. ст., чтобы атомы воздуха не мешали полёту электронов. Ударяясь об зеркальце анода З, электроны вызывают коротковолновое электромагнитное излучение – рентгеновское излучение. Зеркальце анода изготавливается из тугоплавких металлов , например, вольфрама, платины. Поверхность анода делается скошенной, чтобы направить рентгеновское излучение перпендикулярно оси трубки.
2.2. Основные свойства рентгеновского излучения.
Невидимы (в конце позапрошлого века это свойство казалось удивительным, но другие свойства рентгеновских лучей оказались ещё удивительнее).
Высокая проникающая способность (они насквозь «просвечивают» человеческое тело).
Разное ослабление в разных средах (например, в мягких тканях рентгеновские лучи ослабляются слабее, чем в костных, что в своё время позволило Рёнтгену сделать первый в мире рентгеновский снимок внутреннего строения кисти своей руки и руки своей жены).
Вызывают флюоресценцию некоторых веществ – их свечение под действием рентгеновского излучения.
Оказывают фотохимическое действие – почернение фотоплёнок.
Оказывают ионизирующее действие.
Отличаются сильным биологическим действием.
2.3. ПРИМЕНЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В МЕДИЦИНЕ И ФАРМАЦИИ