49.Первичные процессы взаимодействия рентгеновского излучения веществом: когерентное рассеяние, комптон-эффект, фотоэффект.

При падении на тело рентгеновского излучения оно в незначительной части отражается от его поверхности, но в основном проходит в глубь массы тела, при котором происходят следующие процессы:когерентное рассеяние, комптон-эффект, фотоэффект. У фотонов, в следствии взаимодействия с электронами внутренних оболочек, крепко связанными с ядром изменяется только направление движения, а длинна волны остается неизменной. Такое явление называется когерентным рассеянием.

Если энергия фотонаε=hv достаточна для совершения работы А_{в по} отрыву электрона ,то при взаимодействии фотон поглощается ,а электрон отрывается от атома ,происходит ионизация вещества .Оторвавшийся электрон приобретает кинетическую энергию и если она значительна, ионизирует соседние атомы путем соударения .Явление называется фотоэффектом.Фотоэффект характерен для фотонов с относительно невысокой энергией .

Если энергия фотона значительно превышает работу по отрыву электрона ,то происходит комптон-эффект ,или некогерентное рассеяние .Электрон отрывается от атома ,энергия фотона уменьшается ,а длина волны соответственно увеличивается, направление фотона изменяется .Образующееся при этом излучение с большей длиной волны называется вторичным ,оно рассеивается по всевозможным направлениям

Эти первичные процессы могут вызывать ряд вторичных процессов .Например ,если при фотоэффекте происходит отрыв от атома электронов на внутренних оболочках, то на их место могут переходить электроны с более высоких уровней, что сопровождается вторичным характеристическим рентгеновским излучением данного вещества. Фотоны рассеянного излучения при комптон-эффекте , взаимодействуя с электронами соседних атомов, могут вызывать вторичные явления.

В результате взаимодействия с веществом первичный пучок рентгеновского излучения ослабляется.Этот процесс подчиняется закону Бугера:интенсивность  I_d параллельного пучка монохроматического рентгеновского излучения ,достигающего слоя на глубине d от поверхности однородного вещества ,связана с интенсивностью I_{0 излучения падающего на поверхность,зависимостью :}

I_d = I₀e^-µd

^µ- линейный коэф ослабления

50.Физические основы применения рентгеновского излучение в медицине. Рентгенодиагностика. Современные рентгеновские компьютерные томографы.

Рентгенодиагностика-просвечивание внутренних органов с диагностической и терапевтической целями. Физической основой применения рентгеновского излучения является закон ослабления рентгеновского излучения в веществе Ф=Ф₀e^-μx, где Ф-поток РИ в веществе, Ф₀-падающий поток РИ, х-глубина проникновения, μ-линейный коэффициент ослабления(зависит от плотности вещества). Однородный по сечению поток РИ после прохождения неоднородной ткани станет неоднородным. Эта неоднородность может быть зафиксирована на фотопленке, флуоресцирующем экране или с помощью матричного фотоприемника. Например, массовые коэффициенты ослабления костной ткани (Ca2(PO4)2) и мягких тканей (в основном H2O) различаются в 68 раз. Поэтому, на рентгеновском снимке получается светлое изображение кости на более темном фоне мягких тканей. Если исследуемый орган и окружающие его ткани имеют близкие коэффициенты ослабления, то применяют специальные контрастные вещества. Например, при рентгеноскопии желудка пациент выпивает сульфат бария, у которого массовый коэффициент ослабления в 354 раза больше, чем у мягких тканей. Для диагностики используют рентген. излучение с энергией фотонов 60-120 кэВ. В медицинской практике используют следующие методы рентгенодиагностики: 1) рентгеноскопия-проекция на люминесцирующем экране; 2) рентгенография-фиксация проекции на фотоплёнке; 3) рентгеновская(компьютерная) томография. СРКТ-это комплекс аппаратуры, предназначенный для неинвазивного получения послойных изображений внутреннего строения органов человека или организма в целом. СРКТ позволяют диагностировать следующие заболевания: онкологические; сердца и сосудов; выделительной и пищеварительной систем; легких и т.д. Траектория движения источника рентгеновского излучения относительно стола с пациентом принимает форму спирали.

.