Тема 8. Использование рентгеновского излучения в медицине. Компьютерная рентгеновская и магниторезонансная томография.

Вопросы:

1. Какова природа и диапазон длин волн рентгеновского излучения?

2. Как устроена рентгеновская трубка? Каков физический принцип получения тормозного рентгеновского излучения?

3. Каковы спектральные свойства тормозного рентгеновского излучения? Чем обусловлено существование коротковолновой границы спектра этого излучения? В чем отличие мягкого и жесткого рентгеновского излучения?

4. От каких параметров зависит поток энергии (мощность) тормозного рентгеновского излучения? Как регулируется мощность и жесткость этого излучения в рентгеновских аппаратах?

5. Каков механизм возникновения характеристического рентгеновского излучения и его спектр? В чем суть закона Мозли?

6. В чем различие между оптическими спектрами и спектрами характеристического рентгеновского излучения?

7. Каковы механизмы взаимодействия рентгеновского излучения с веществом?

8. Что представляет собой закон ослабления потока рентгеновского излучения веществом? Что называют слоем половинного ослабления, какова его связь с линейным показателем ослабления?

9. Как зависит линейного показателя ослабления от свойств вещества и длины волны рентгеновского излучения?

10. В чем суть, достоинства и недостатки различных методов рентгенодиагностики (рентгеноскопии, рентгенографии, компьютерной рентгеновской томографии, визиографии, флюорографии)?

Задачи тесты:

1. Увеличение тока накала катода в рентгеновской трубке приводит к изменению следующих характеристик излучения:

a) увеличению жесткости

b) увеличению мощности

c) уменьшению жесткости

d) уменьшению мощности

С увеличением тока накала катода увеличивается число электронов, вылетающих из катода и попадающих на анод рентгеновской трубки. Это увеличивает число испускаемых квантов рентгеновского излучения, а, следовательно, и его мощность.

2. Линейный показатель ослабления рентгеновских лучей в некотором веществе равен 1,38 см^-1. Толщина слоя половинного ослабления составляет:

a) 2 мм;

b) 3 мм;

c) 4 мм;

d) 5 мм;

e) 6 мм.

Дано:

Найти:

Решение:

Толщина слоя половинного ослабления рассчитывается из формулы: , где μ – линейный показатель ослабления.

Подставим числовые значения из условия в формулу и произведем расчет.

3. В некотором веществе линейный показатель ослабления рентгеновских лучей равен 0,2 см^-1. Если при прохождении слоя вещества интенсивность параллельного монохроматического пучка рентгеновского излучения уменьшилась в 2,7 раза, то толщина этого слоя равна… см.

Дано:

Найти: х – ?

Решение:

Интенсивность I рентгеновского излучения при прохождении слоя вещества толщиной х изменяется по закону: , где I₀ – интенсивность падающего излучения, μ – линейный показатель ослабления.

Из этой формулы: . Но по условию

Приравняем эти выражения: . Подставим числовые значения из условия задачи в последнюю формулу и произведем расчет.

4. При уменьшении длины волны рентгеновского излучения толщина слоя половинного ослабления равного 2,3 см увеличилась до 3 см. Линейный показатель ослабления рентгеновских лучей в веществе уменьшился на … м^-1.

Дано:

Найти:

Решение:

В первом случае (до уменьшения длины волны) линейный показатель ослабления , где d₁ = 2,3 см.

Во втором случае (после уменьшения длины волны) , где d₂ = 3 см.

Найдём конечную рабочую формулу:

Подставим числовые значения и произведем расчет. Предварительно осуществим перевод этих значений в систему СИ. Полученный в ответе знак «минус» показывает, что линейный показатель ослабления уменьшается.