3. Применение рентгеновского излучения в диагностике. Рентгеноскопия. Рентгенография. Флюорография. Компьютерная томография.

Рентгеноскопия: рентгеновская трубка, пациент, светящийся экран, линза (фокус на фотопленку). Преимущества:

1. Изучение в движении

2. Экономичность

Недостатки:

1. Большая лучевая нагрузка

2. Слабое разрешение

Рентгенография: рентгеновская трубка, пациент. Преимущества:

1. Малая лучевая нагрузка

2. Хорошо видны мелкие детали

3. Остается документ

Недостатки:

1. Нельзя изучать в движении

2. Большая стоимость (на 1м² – 4 г Ag)

3. Снимок получается не сразу

Флюорография – рентгенологическое исследование, заключающееся в фотографировании флуоресцентного экрана, на котором спроецировано рентгенологическое изображение. Дает уменьшенное изображение объекта. Выделяют мелко- и крупнокадровую. В наст время пленочная флюорография заменяется цифровой.

Компьютерная томография – метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта. Метод основан на измерении и на сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения разными по плотности тканями. Рентгеновская компьютерная томография – томографический метод исследования внутренних органов и тканей человека с использованием рентгеновского излучения.

_______________________________________________________________________________________

4. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом: фотопоглощение, когерентное рассеяние, комптоновское рассеяние, образование пар. Вероятности этих процессов.

Рентгеновский квант теряет свою энергию частями, отдавая ее множеству атомов, производя их ионизацию. В металле выбитым электронам находится замена при ионизации, в молекулярных структурах это факт серьезных повреждений. Жесткое излучение проникает на большую глубину, наоборот – мягкое. Чем больше энергия квантов, тем длиннее пробег в ве-ве до полной потери энергии, тем глубже излучение проникает в ве-во, тем труднее защита от него.

Ослабление рентгеновского излучения описывается законом Бугера (если преграда – слоистая структура):

I=I₀e^-μx

I– интенсивность излучения, прошедшего слой вещества толщиной х

I₀– интенсивность излучения при х=0, на входе в препарат

Μ – коэф. Линейного ослабления излучения (зависит от свойств ве-ва и излучения).

d_1/2=ln₂/μ; μ=ln₂/d_1/2

d_1/2– слой половинного ослабления

I₀

1/2I₀

0d_1/2x

Массовый коэф ослабления: μ^`= μ/ρ (ρ – плотность ве-ва-поглотителя)

Когерентное рассеивание – мягкое рентгеновское излучение, у кот энергия квантов меньше энергии ионизирующих атомов поглощения среды: hν=A_и. Он приводит атом в возбужденное состояние, но через некоторое время возвращается в обычное состояние, излучив вторичный рентгеновский квант. При этомhν^`=hνэто квант нового направления.

Фотопоглощение – главный процесс поглощения квантов с относительно низкой энергией hν, но достаточной для ионизации. Основной процесс поглощения энергии рентгеновского излучения при энергии квантов (Е_квант) = 200кэВ. При фотопоглощении квант с энергиейhνпревосходит энергию связи электронов в атоме Е_к, выбивает его, и сообщает новую кинетич энергию:hν=Е_к+Е_кин. Свободное место занимается новым электроном.

Эффект Комптона – рассеяние квантов электромагнитного излучения на свободные электроны. Частица может иметь скорость (с=3*10⁸м/с). Формула Эйнштейна: Е=mc², сл-но,m=hν/c^2, тогда импульс кванта:p=mc=hν/c.

Образование пар. hν=>е₀^-1+е₀⁺¹(1)

Позитрон – античастица электрона – имеет m=m_e, но «+» заряд (0,511 МэВ)

hν>0,511+0,511=1,022МэВ

превращение (1) произойдет, если hν>1,022МэВ оказывается в поле атомного ядра. Она реализуется, как Е_кинэлектрона и позитрона, поделенного между ним поровну. Энергия растет и увел-ся образование пар. Быстрый электрон тормозится, становится источником рентгеновского излучения, позитрон – рассеивает Е_кин. Образ-ся 2 кванта с энергией 0,511 МэВ, имеющие противоположное направление.

Виды взаимодействия с веществом:

1.α-частица, главным образом ионизирует атомы ве-ва

2.β-частица – возбуждает атомы ве-ва

3.Протоны и нейтроны могут как ионизировать, так и выдавать ядерные реакции.

Нейтронное излучение – самое вредное для организма электромагнитное излучение.

Взаимодействие по 4-м схемам:

Когерентное взаимодействие – зависит от состояния энергии ионизации изм-ся только угол

Eион>hν

●

hν hν`

hν=hν`

Фотоэффект : hν≥Eиониз

hν=Eиониз+mυ2/2

ӗ

●

hν

Комптон- эффект hν>Eиониз

hν=Eиониз+hν`+mυ2/2

● ӗ

hν hν`

Квантовый эффект Еиониз>hν

hν→e-+e+

Eγ=hν=2mec2

Z●

_______________________________________________________________________________________