Устройство рентгеновской трубки. Получние тормозного рентгеновского излучения.

Рентгеновская трубка — электровакуумный прибор, предназначенный для генерации рентгеновского излучения.

Принцип действия и устройство:Излучающий элемент представляет собой вакуумный сосуд с тремя электродами: катодом, накалом катода и анодом.

Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение), либо при высокоэнергетических переходах в электронных оболочках атомов (характеристическое излучение). Оба эффекта используются в рентгеновских трубках\

Вопрос №88 Закон Мозли. Зависимость излучения от материала анода

Зако́н Мо́зли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером.

Здесь R– постоянная Ридберга (R=1,1×10⁷ 1/м), n– номер энергетического уровня, на который перешел электрон, k– номер энергетического уровня, с которого перешел электрон.

 

Закон Мозли позволяет определить заряд ядра, зная длину волны линий, характеристического рентгеновского излучения. Именно исследования характеристического рентгеновского излучения позволили расставить окончательно элементы в таблице Менделеева.

Закон Мозли показывает, что корни квадратные из рентгеновских термов зависят линейно от зарядового числа Z элементов.

Вопрос №89 Получение сплошного спектра рентгеновского излучения . Изменение спектра от напряжения на катоде и аноде рентгеновской трубы.

Увелич на катоде

Увелич на аноде

Вопрос №90

Получение линейчатого спектра рентгеновского излучения. Изменение жесткости напряжения.

Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка. Пучок электронов с катода разгоняется высоким напряжением и ударяется в анод. При этом большая часть энергии пучка расходуется на нагрев анода (который охлаждается проточной водой) и лишь 2% преобразуется в рентгеновское излучение, состоящее из непрерывного и линейчатого спектров. Линейчатый спектр определяется материалом анода, поэтому он получил название характеристического.

В зависимости от переданной атому энергии электрон переходит на более высокий уровень. Затем атом возвращается в прежнее состояние, при этом излучая квант определенной частоты

Вопрос №91 Механизмы получения тормозное и характеристическое рентгеновское излучение.

Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовымизлучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10⁻² до 10² Å

Тормозное излучение (нем. bremsstrahlung, англ. braking radiation, deceleration radiation) — электромагнитное излучение, испускаемое заряженной частицей при её рассеянии (торможении) в электрическом поле. 

      Когда энергия бомбардирующих анод электронов становится достаточной для вырывания электронов из внутренних оболочек атома, на фоне тормозного излучения появляются резкие линии характеристического излучения. Частоты этих линий зависят от природы вещества анода, поэтому их и назвали характеристическими.

Вопрос №92 Основной закон радиоактивного распада. Связь постоянной распада с периодом полураспада.

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце..

Основной закон радиоактивного распада:

 ,

где N – число не распавшихся атомов в момент времени   ;   число не распавшихся атомов в момент времени, принятый за начальный (при   ;   постоянная радиоактивного распада.

 — постоянная распада, которая характеризует вероятностьрадиоактивного распада за единицу времени

Период полураспада-это время в течении которого распадается половина радиоактивных ядер

Вопрос №93

Основные виды ионизирующих излучений и их свойства

Ионизация-переход атомов от нейтрального состояния в состояние с зарядом.

Ионизирующими излучениями называются такие виды лучистой энергии, которые, попадая в определенные среды или проникая через них, производят в них ионизацию. Такими свойствами обладают радиоактивные излучения, излучения высоких энергий, рентгеновские лучи и др

Виды ионизирующих излучений и их свойства

При радиоактивном распаде имеют место три основных вида ионизирующих излучений: альфа , бета и гамма.

Альфа-частица — это положительно заряженные ионы гелия, образующиеся при распаде ядер, как правило, тяжелых естественных элементов (радия, тория и др.). Эти лучи не проникают глубоко в твердые или жидкие среды, поэтому для защиты от внешнего воздействия достаточно защититься любым тонким слоем, даже листком бумаги.

Бета-излучение представляет собой поток электронов, образующихся при распаде ядер как естественных, так и искусственных радиоактивных элементов. Бета-излучения обладают большей проникающей способностью по сравнению с альфа-лучами, поэтому и для защиты от них требуются более плотные и толстые экраны.

Гамма-излучение, или кванты энергии (фотоны), представляют собой жесткие электромагнитные колебания, образующиеся при распаде ядер многих радиоактивных элементов. Эти лучи обладают гораздо большей проникающей способностью. Поэтому для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных хорошо задерживать эги лучи (свинец, бетон, вода). Ионизирующий эффект действия гамма-излучения обусловлен в основном как непосредственным расходованием собственной энергии, так и ионизирующим действием электронов, выбиваемых из облучаемого вещества.

Рентгеновское излучение образуется при работе рентгеновских трубок, а также сложных электронных установок (бетатронов и т. п.). По характеру рентгеновские лучи во многом сходны с гамма-лучами и отличаются от них происхождением и иногда длиной волны: рентгеновские лучи, как правило, имеют большую длину волны и более низкие частоты, чем гамма-лучи.

Вопрос №94 Дозиметрия. Поглащенная, экспозиционная доза и эквивалентная дозы.

Дозиметрия - это измерение дозы или ее мощности.

Доза ионизирующего излучения - количество энергии ионизирующей радиации, поглощенной единицей массы любой облучаемой среды. Мощность дозы - доза излучения в единицу времени.

Основная задача дозиметрии - определение дозы излучения в различных средах и в тканях живого организма.

Виды доз:

А) Экспозиционная доза (Х) - количественная характеристика поля источника ионизирующего излучения (гамма или рентгеновского), характеризующая величину ионизации сухого воздуха при атмосферном давлении. Измеряется в Кулон на килограмм Рентген

Б) поглощенная доза (D) - количество энергии, поглощаемое единицей массы облучаемого вещества. в Джоуль на килограмм (Грей, Гр, Gy

В) эквивалентная доза (HTR) - мера выраженности биологического эффекта облучения. При расчете эквивалентной дозы используют взвешивающие коэффициенты как множители поглощенной дозы:

Вопрос №95

Основные понятия биомеханики. внешние и внутренние силы,нормальные и касательные напряжения

БИОМЕХАНИКА – раздел биофизики, в котором рассматриваются механические свойства живых тканей и органов, а также механические явления, происходящие как с целым организмом, так и с его отдельными органами.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ – наука о строении и свойствах материалов. В стоматологическом материаловедении изучаются свойства и строение основных конструкционных материалов (металлов, сплавов, керамик), вспомогательных (моделировочных, формовочных, оттискных и др.) и стоматологических пломбировочных материалов. Условно считают, что на тела действуют как СОСРЕДОТОЧЕННЫЕ в точке силы, так и РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ по определенной поверхности. Например, при жевании силы распределены по жевательной поверхности зубов. Сосредоточенные силы выражаются в единицах силы, а распределенные – в единицах давления.

По характеру действия нагрузки можно разделить их на СТАТИСТИЧЕСКИЕ и ДИНАМИЧЕСКИЕ. При статических нагрузках отсутствуют ускорения элементов объекта, при динамических нагрузках эти ускорения незначительны. В челюстно-лицевом аппарате человека наблюдаются знако-переменные динамические нагрузки.

Действие окружающих тел на рассматриваемое характеризуется ВНЕШНИМИ силами, которые могут распределяться по объему и действовать на каждую частицу тела. Например, силы всемирного тяготения, реакции опор и связей.

Взаимодействие между частями рассматриваемого объекта внутри определенной его области характеризуется ВНУТРЕННИМИ силами. Внутренние силы, возникающие в зубе, выявляются только в том случае, если рассечь объект на две части горизонтальным сечением. Так как связи между частями устранены, то взаимодействие частей нужно заменить системой внутренних сил в сечении. Нижняя часть объекта действует на верхнюю точно так же, как и верхняя на нижнюю. Равнодействующая внутренних сил в сечении может определяться из условий равновесия либо нижней, либо верхней частей рассеченного тела.

Мерой внутренних сил, возникающих при деформации материала под действием внешних сил, является МЕХАНИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ.

Вопрос №96

Упругая деформация, понятие пластичности и хрупкости . Закон Гука. Модуль Юнга. Коофициент Пуассона

Упругая деформация — деформация, исчезающая после прекращения действий на тело внешних сил. При этом тело принимает первоначальные размеры и форму.

Зако́нГу́ка — утверждение, согласно которому деформация, возникающая в упругом теле (пружине, стержне, консоли, балке и т. п.), пропорциональна приложенной к этому телу силе. Пласти́чность — способность материала без разрушения получать большие остаточные деформации. К числу весьма пластичных материалов относятся отожженная медь, алюминий, латунь, золото, малоуглеродистая сталь и др.

Хрупкость — свойство материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. К хрупким материалам относятся чугун, высокоуглеродистая инструментальная сталь, стекло, кирпич, камни и др.

Модуль Юнга (модуль продольной упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению, сжатию при упругой деформации

Модуль Юнга рассчитывается следующим образом:

• F — нормальная составляющая силы,

• S — площадь поверхности, по которой распределено действие силы,

• l — длина деформируемого стержня,

•  — модуль изменения длины стержня в результате упругой деформации (измеренного в тех же единицах, что и длина l).

Через модуль Юнга вычисляется скорость распространения продольной волны в тонком стержне:

• 

• где  — плотность вещества.

Коэффициент Пуассона (обозначается как или ) — величина отношения относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению. Этот коэффициент зависит не от размеров тела, а от природы материала, из которого изготовлен образец.

Коэффициент Пуассона и модуль Юнга полностью характеризуют упругие свойства изотропного материала

Вопрос №97 Диаграмма удлинений. Предел упругости, текучести, прочности.

Вопрос №98

Понятие о деформациях сдвига, кручение, изгиба.Связи модуля упругости при сдвиге с модулем Юнга и коэффициентом Пауссона.

Деформация сдвига(среза)-Сдвиг, или срез, возникает, когда внешние силы смешают два параллельных плоских сечения стержня одно относительно другого при неизменном расстоянии между ними.При сдвиге справедлив закон Гука, который определяется таким образом:τ=Gγ, где γ - относительный сдвиг, aG - величина модуля упругости при сдвиге .На сдвиг, или срез, работают, например, заклепки и болты, скрепляющие элементы, которые внешние силы стремятся сдвинуть друг относительно друга.

Кручение возникает при действии на стержень внешних сил, образующих момент относительно его оси . Деформация кручения сопровождается поворотом поперечных сечений стержня друг относительно друга вокруг его оси.На кручение работают валы, шпиндели токарных и сверлильных станков и другие детали.

Изгиб заключается в искривлении оси прямого стержня или в изменении кривизны кривого стержня.На изгиб работают балки междуэтажных перекрытий, мостов, оси железнодорожных вагонов, листовые рессоры, валы, зубья шестерен, спицы колес, рычаги и многие другие детали.

99. Прочность материалов. Физические аспекты прочности и разрушения материалов. ПРОЧНОСТЬ материала или конструкции – способность сопротивляться действию нагрузок, вызывающих деформации. Прочность материала существенно зависит от характера нагрузок. При динамических режимах большое значение имеет предел выносливости материала. Влияние температуры, агрессивных сред и влажности может значительно изменить сроки службы искусственных зубов и протезов в полости рта. Прочность существенно зависит от вида напряженного состояния. Наиболее опасный вид – растяжение. При изучении прочности материала, находящегося в сложном напряженном состоянии, вводится понятие ЭКВИВАЛЕНТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ. Исследования показали, что при действии переменных напряжений в материале возникают трещины, уменьшающие его сопротивление приложенным нагрузкам. Такие трещины усталости равноценны разрезу образцов. Разрушение носит местный характер и не затрагивает всего материала конструкции в целом. В настоящее время под термином УСТАЛОСТЬ МАТЕРИАЛА подразумевается разрушение путем постепенного развития трещины. Трещины возникают тогда, когда значение колеблющегося напряжения превосходят границу, предел усталости. ПРЕДЕЛ УСТАЛОСТИ (Ϭ уст.) – наибольшее периодически меняющееся напряжение, при котором в материале при любом числе циклов нагружения трещины не возникают. УСЛОВИЕ ПРОЧНОСТИ выражается в том, что наибольшие действующие напряжения должны быть меньше предела выносливости: Ϭmax≤ Ϭ уст./k уст., где k уст. – коэффициент запаса

Вопрос №100

100.Статистические и динамические нагрузки. Понятие об усталостной прочности, пределе усталости.

Динамическая нагрузка — нагрузка, характеризующаяся быстрым изменением во времени её значения, направления или точки приложения и вызывающая в элементах конструкции значительные силы инерции. Динамические нагрузки испытывают детали машин ударного действия, таких, как прессы, молоты и т. Д

Статическая нагрузка — нагрузка, величина, направление и точка приложения которой изменяются во времени незначительно. При прочностных расчетах можно пренебречь влиянием сил инерции, обусловленных такой нагрузкой. Статической нагрузкой, например, является вес сооружения.

Уста́лостная про́чность (уста́лостная долгове́чность) — свойство материала не разрушаться с течением времени под действием изменяющихся рабочих нагрузок.

Преде́л выно́сливости (также преде́л уста́лости) — в науках о прочности: одна из прочностных характеристик материала, характеризующих еговыносливость, то есть способность воспринимать нагрузки, вызывающие циклические напряжения в материале.

Вопрос №101

Влияние температуры, фактора времени, агрессивных сред и влажности на характеристику материалов

Влияние температуры окружающей среды. Повышенные температуры оказывают существенное влияние на такие механические характеристики конструкционных материалов, как ползучесть и длительная прочность. Ползучестью называют медленное непрерывное возрастание пластической деформации под воздействием постоянных нагрузок. Длительной прочностью называется зависимость разрушающих напряжений от длительности эксплуатации Влагопроводимость одна из важнейших характеристик. Повышенная влажность внутренней поверхности теплоизоляции негативно сказывается на санитарных показателях и влияет на длительность эксплуатации теплоизоляционного материала.

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывает время нагружения и температурное воздействие. При быстром нагружении более резко проявляется свойство хрупкости, а при длительном воздействии нагрузок — свойство пластичности.

Вопрос №102 Методы определения физико-химических свойств стоматологических материалов.

К физическим свойствам мы относим плотность, тепло- и электропроводность, а также реологические и оптические свойства материалов (схема 2.1) К химическим относятся те свойства, которые проявляются при химическом взаимодействии материала или его компонентов с окружающей средой полости рта. Примером такого взаимодействия могут служить реакции между ионами фтора, кальция и фосфора, входящими в составы профилактических материалов, с твердыми тканями зуба. Другой пример химического или электрохимического взаимодействия - окисление некоторых материалов или их компонентов (сплавов, амальгамы) под действием среды полости рта или пищевых продуктов. С химическими свойствами материалов связаны такие важные для применения в стоматологии процессы, как твердение (отверждение) материалов, некоторые механизмы адгезионного взаимодействия восстановительного материала с окружающими тканями.

Вопрос №103

Классификация стоматологических материалов: конструкционные, вспомогательные и клинические материалы. Основные требования к ним.

Требования:

• быть биосовместимым;

• противостоять всем возможным воздействиям среды полости рта;

• обеспечивать прочную и постоянную связь со структурой твердых тканей зуба;

• полностью воспроизводить их внешний вид;

• обладать комплексом физико-механических свойств, соответствующих свойствам восстанавливаемых натуральных тканей и, более того, способствовать их оздоровлению и регенерации.