СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК МЕДИЦИНА АКАДЕМИЯСЫ
МЕДИЦИНАЛЫҚ ФИЗИКА ЖӘНЕ ИНФОРМАТИКА КАФЕДРАСЫ
СТУДЕНТТЕРГЕ АРНАЛҒАН
ТӘЖРИБЕЛІК САБАҚТЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК ӨҢДЕУ ҚҰРЫЛЫМЫ
«Иондаушы сәулелер»
Құрастырушы аға оқытушы Дихамбеков Ж.К.
оқытушы Құсаинова К. Т.
Семей 2008ж
1. Рентген сәулесі. Рентген сәулелерінің ашылу тарихы
2. Рентген сәулелерінің табиғаты және электромагниттік толқындар шкаласындағы орыны.
3. Рентген сәулелерінің көзі: рентген түтігінің құрылысы.
4. Рентген сәулелерінің түрі.
5. Рентген сәулелерінің заттармен әсерлесуі кезінде жүретін процесстер
6. Рентген сәулелерінің әлсіреу заңы
7. Рентген сәулелерін медицинада қолданудың физикалық негіздері
8. Рентген сәулелерін медицинада қолдану әдістері
9. Радиоактивті сәулелер. Aтом мен атомдық ядро құрылысы.
10. Ядролық күштер. Олардың қасиеттері.
11. Радиоактивтілік құбылысы. Радиоактивті сәулелер түрі.
12. Радиоактивті ыдырау түрлері.
13. Радиоактивті ыдырау заңы.
14. Радиоактивті ыдырау белсенділігі.
15. Иондаушы радиоактивті сәулелену мен оның биологиялық әсері.
16. Жұту дозасы және экспозициялы доза. Доза қуаты. Өлшем бірліктері.
1. Рентген сәулелерінің ашылуы.
19 ғасырдың соңында физикада электр тогының газдар арқылы өтуіне өте көп көңіл бөлінді. Фарадейде осы құбылыспен айналысып, газдағы электр разрядының әртүрлі түрлерін сипаттап берді, сиретілген газдағы қара кеңістікті тапты. "Крукс түтігімен" жүргізілетін тәжірибелер барлық физикалық лабораторияларда көрсетілді, Крукс түтігінде алынатын катодтық сәуленің магнит өрісінде ауытқуы классикалық демонстрация болды. Осындай Крукс түтіктерімен Вильгельм Конрад Рентгенде тәжірибелер жүргізді. Бірде тәжірибе аяқталған соң Рентген түтікті қара картоннан жасалған қораппен жауып, жарықты сөндіріп, трубканың өзін ток көзінен ажыратуды ұмытып кеткен. Осы кезде трубкаға жақын орналасқан барий қоспасынан жасалған люминесценттік экранның қараңғыда жарықталынуын бақылаған. Осылайша 1895-ші жылы Рентген сәулелері ашылды.
Рентгеннің жаңа сәулелер жөнінде бірінші еңбегі 1895 жылы "Сәуленің жаңа табиғаты жөнінде" деген есіммен жарияланды. "Қара картонмен мұқият жабылған трубкаға, қағаз жарқырап флуоресциялық жарық шығарады. Флуоресценция түтіктен 2 метр қашықтыққа дейін байқалады."
К.Рентгенге бірінші Нобель сыйлығы 1901-жылы берілді, ал 1979-шы жылы Нобель сыйлығы Г.Хаунсфилд пен и Мак-Кормакка компьютерлік рентген томографы үшін берілді.
2. Рентген сәулелерінің табиғаты, олардың электромагниттік толқындар шкаласындағы орны.
Алғашқы тәжірибелердің өзінен- ақ Рентген Х-сәулелердің катодтық сәулелерден ерекше екендігін, оларда заряд жоқ екендігін және магнит өрісінде ауытқымайтындығын, бірақ катодтық сәулелердің туғызытындығын анықтады. Олар көзге көрінбейді, магнит өрісіне әсер етеді және т.б. Сонымен қысқа электромагниттік импульс ретінде электромагниттік толқын пайда болады және таратылады.
Толқын ұзындығы 80 нм-ден 0,0001 нм-ге дейінгі электромагниттік толқын болып табылатын рентген сәулелері электромагниттік толқындар шкаласында ұзын толқындар жағынан ультракүлгін сәулелерімен, ал қысқа толқындар жағынан гамма (γ) сәулелерімен шектеседі.
3. Рентген сәулелерінің көздері.
Рентген сәулелерінің көздерін екі топқа бөлуге болады: табиғи және жасанды.
А) Рентген сәулелерінің табиғи көздері
Рентген сәулелерінің табиғи көздерінің бірі – Күн. Ол шығарған рентген сәулелерінің тудыратын радиациясы соншалықты күшті, бірнеше минутта Жер бетіндегі барлық тіршілікті жойып жіберуге қабілетті. Біздің бақытымызға қарай бұл сәулелер Жерге жеткенше атмосфера бөлшектерімен сансыз көп рет жұтылып қайта шығарылады, соның нәтижесінде Жер бетіне “әлсізденіп жетеді”. Осы себептен күн қойнауының қатты радиациясы жұмсақтанып, ультра күлгін, көрінетін және инфрақызыл сәулелерге айналады. Сондықтан рентген сәулелері адамзат өміріне тек қана оны Рентген ашқан соң ғана енді деуге болмайды. Рентген сәулелері адамзатқа оның өмірде пайда болғанынан бастап әсер етуде.
Өте
сирек болса да "рентген"
жұлдыздары
бар. Біздің
галактикада және Андромеда
тұмандығында
миллиард
жұлдыздардың тек біреуі “рентген”
жұлдызы болады. 1977-жылға дейін 200-ге
жуық рентген жұлдыздары табылған.
Пульсарлар
– қалыпты телескопта көрінбейтін,
шығаратын рентген және радиотолқындар
интенсивтілігін үнемі бірдей уақыт
аралығында өзгертіп отыратын, “маяк”
жұлдыздар. Пульсар – Күн тәріздес тіпті
одан да үлкен серіктесімен бірігіп әсер
ететін нейтронды жұлдыз. Р
Сурет 1.
Рентген түтігі
Б) Рентген сәулелерінің жасанды көздері
Р
ентген
сәулелерінің кең тараған жасанды көзі
рентген
түтігі
болып табылады. Ол екі электроды вакуумді
шыны түтік түрінде болады (сурет 1).
Рентген түтігі екі электродтан тұрады.
Қыздырғанда электрондар вольфрам сымнан
жасалған катодтан ыршып шығып, анодқа
қарай қозғалады. Рентген сәулелерін
түтік осіне бұрыш жасата бағыттау үшін
анодтың беті көлбеу жасалады. Анод
электрондар келіп соққанда бөлінетін
жылуды тез тарататын жылу өткізгіш
заттан жасалады. Анод беті өте жоғары
температурада балқитын Д.И. Менделеев
кестесінде реттік нөмірі үлкен заттан,
мысалы, волфрамнан, жасалады. Арнаулы
жағдайларда анод сумен не маймен
суытылады.
Д
Сурет 2
Р
ентген
түтігін жұмыс істету үшін екі түрлі ток
көзіне қосу керек: анодтық тізбек үшін
жоғарғы кернеулі электр көзіне және
катодты қыздыру үшін төменгі кернеулі
(6-8 В) электр көзіне қосу керек. Анод
тізбегіндегі жоғарғы кернеуді өзгерту
нәтижесінде рентген сәулелерінің
қаттылығын (толқын ұзындығын), катодтық
кернеуді өзгерту арқылы сәулелер қуатын
(ағынын) реттеуге мүмкіндік береді.
Анодтық тізбекке негізінен тұрақты
кернеу беріледі, бірақ кейбір жағдайларда
айнымалы токты да қолдануға болады. Бұл
жағдайда рентген түтігі бір мезгілде
рентген сәулелерінің генераторы да,
қоректендіруші кернеуді түзеткіш те
болады.
Диагностикалық рентген түтіктеріндегі жұмыс кернеуі 100-ден 120 кВ болады.
Терапевтік рентген түтіктеріне одан жоғары кернеу (160 - 200 кВ) беріледі және олар аз ток күшінде жұмыс істейді. Медицинада қолданылатын рентген сәулелерінің толқын ұзындығы 0,006 -1,0 нм.