Η αρχή λειτουργίας της μονάδας ακτίνων Χ βασίζεται σε. ακτινογραφικά μηχανήματα
Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών της Ρωσικής Ομοσπονδίας
ομοσπονδιακό κρατικό αυτόνομο εκπαιδευτικό ίδρυμα
ανώτερη εκπαίδευση
«ΕΘΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ
ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΟΜΣΚ»
Εργαστηριακή εργασία Νο 1
Επόπτης: καθηγητής του τμήματοςMMS
Κούλκοφ Σεργκέι Νικολάεβιτς
Μαθητές της ομάδας 4Β21:
Kondratenko A.I.
Proskurnikov G.V.
Dronov A.A.
Τομσκ, 2015
Στόχος:εξοικειωθείτε, μελετήστε και αποκτήστε επίσης δεξιότητες στην ανάλυση ακτίνων Χ σκονών.
Συσκευή μηχανής ακτίνων Χ
Μία από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους για τη μελέτη της δομής των κρυσταλλικών ουσιών είναι η ακτινογραφία.
Η ακτινογραφία χωρίζεται σε 2 τύπους:
1. Ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ (XRD).
2. Ανάλυση φάσης ακτίνων Χ (XRF).
Η πρώτη μέθοδος είναι η πιο γενική και ενημερωτική και σας επιτρέπει να προσδιορίσετε με σαφήνεια όλες τις λεπτομέρειες της κρυσταλλικής δομής (ατομικές συντεταγμένες κ.λπ.). Το αντικείμενο της έρευνας στο RStA είναι ένας μονοκρύσταλλος. Η δεύτερη μέθοδος σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε την ουσία και να προσδιορίσετε ορισμένες παραμέτρους της κρυσταλλικής δομής. Τα αντικείμενα της μελέτης XRF είναι πολυκρυσταλλικά δείγματα.
Ένα μηχάνημα ακτίνων Χ έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε ακτίνες Χ. Η δομή ενός μηχανήματος ακτίνων Χ εξαρτάται από τη λειτουργία του, αλλά γενικά αποτελείται από μια πηγή ακτινοβολίας, ένα τροφοδοτικό, ένα σύστημα ελέγχου και περιφερειακά.
Πώς λειτουργεί ένα μηχάνημα ακτίνων Χ;
Η συσκευή τροφοδοτείται συνήθως από τροφοδοτικό εναλλασσόμενου ρεύματος 126 ή 220 V. Ωστόσο, οι σύγχρονες μονάδες ακτίνων Χ λειτουργούν με DC σε σημαντικά υψηλότερη τάση. Από αυτή την άποψη, το τροφοδοτικό περιλαμβάνει έναν μετασχηματιστή (ή σύστημα μετασχηματιστών) και έναν ανορθωτή ρεύματος (μερικές φορές μπορεί να μην υπάρχει ανορθωτής - εάν η ισχύς της συσκευής είναι χαμηλή). Μια γεννήτρια ακτινοβολίας είναι ένας σωλήνας ακτίνων Χ, ένας ή περισσότεροι.
Το σύστημα ελέγχου είναι ένας πίνακας διακοπτών, δηλαδή ένας πίνακας ελέγχου που ρυθμίζει τη λειτουργία ολόκληρης της εγκατάστασης. Επιπλέον, η συσκευή περιλαμβάνει ένα τρίποδο (σύστημα τρίποδων) στο οποίο είναι τοποθετημένη η γεννήτρια ακτινοβολίας. Η αρχή λειτουργίας της εγκατάστασης είναι η εξής. Εναλλασσόμενο ρεύμα από το δίκτυο τροφοδοτείται στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή. Υψηλότερη τάση αφαιρείται από το δευτερεύον τύλιγμά του και τροφοδοτείται απευθείας στον εκπομπό (εγκαταστάσεις μισού κύματος) ή μέσω ανορθωτή - kenotron. Η θέρμανση του νήματος καθόδου του σωλήνα ακτίνων Χ ρυθμίζει τη λειτουργία του. Σε αυτή την περίπτωση, όχι περισσότερο από το 1% της ενέργειας που παρέχεται στον σωλήνα μετατρέπεται σε ακτινοβολία, το υπόλοιπο μετατρέπεται σε θερμότητα, πρώτα απ 'όλα, η άνοδος θερμαίνεται. Για να αποφευχθεί η ζημιά του από υπερθέρμανση, είτε χρησιμοποιούνται πυρίμαχα υλικά (βολφράμιο, μολυβδαίνιο), είτε σχεδιάζεται ειδικό σύστημα ψύξης (υδρόψυξη, περιστρεφόμενη άνοδος). Οι σύγχρονες μονάδες ακτίνων Χ είναι εξοπλισμένες με ειδικές συσκευές για τη σταθεροποίηση του ρεύματος και την προστασία του πομπού από υπερφόρτωση. Επιπλέον, εγκαθίσταται ένα σύστημα για την προστασία άλλων από την υπερβολική ακτινοβολία (καθώς και από το ρεύμα υψηλής τάσης).
Συσκευή σωλήνα ακτίνων Χ
Ένας σωλήνας ακτίνων Χ είναι μια ηλεκτρική συσκευή κενού με πηγή ακτινοβολίας ηλεκτρονίων (κάθοδος) και στόχο στον οποίο επιβραδύνονται (άνοδος). Η τάση υψηλής τάσης για τη θέρμανση της καθόδου τροφοδοτείται μέσω ενός αρνητικού καλωδίου υψηλής τάσης από έναν μετασχηματιστή νήματος, ο οποίος βρίσκεται στη συσκευή γεννήτριας. Η θερμαινόμενη σπείρα της καθόδου, όταν εφαρμόζεται υψηλή τάση στον σωλήνα ακτίνων Χ, αρχίζει να εκπέμπει μια επιταχυνόμενη ροή ηλεκτρονίων και στη συνέχεια επιβραδύνουν απότομα στην πλάκα βολφραμίου της ανόδου, γεγονός που οδηγεί στην εμφάνιση του ακτίνες.
Αρχή λειτουργίας του σωλήνα ακτίνων Χ
Σχήμα 1 - Διάγραμμα σωλήνα ακτίνων Χ για δομική ανάλυση: 1 - μεταλλικό κύπελλο ανόδου (συνήθως γειωμένο). 2 – παράθυρα βηρυλλίου για εκπομπή ακτίνων Χ. 3 – θερμιονική κάθοδος. 4 – γυάλινη φιάλη, που απομονώνει το τμήμα ανόδου του σωλήνα από την κάθοδο. 5 – ακροδέκτες καθόδου, στους οποίους τροφοδοτείται η τάση του νήματος, καθώς και υψηλή (σε σχέση με την άνοδο) τάση. 6 – σύστημα ηλεκτροστατικής εστίασης ηλεκτρονίων. 7 – είσοδος (αντι-κάθοδος). 8 – σωλήνες εισόδου και εξόδου τρεχούμενου νερού που ψύχουν το τζάμι εισόδου.
Η περιοχή της ανόδου όπου πέφτουν τα ηλεκτρόνια ονομάζεται εστία. Οι σύγχρονοι σωλήνες ακτίνων Χ έχουν συνήθως δύο εστίες: μεγάλες και μικρές. Στην άνοδο, πάνω από το 95% της ενέργειας των ηλεκτρονίων μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια, θερμαίνοντας την άνοδο στους 2000°C ή περισσότερο. Για το λόγο αυτό, όσο αυξάνεται η διάρκεια έκθεσης, η επιτρεπόμενη ισχύς μειώνεται.
Ο διαγνωστικός σωλήνας ακτίνων Χ τοποθετείται σε ένα περίβλημα μολύβδου, το οποίο είναι γεμάτο με λάδι μετασχηματιστή. Το περίβλημα έχει οπές για τη σύνδεση των καλωδίων υψηλής τάσης και ένα παράθυρο εξόδου από το οποίο εξέρχεται η δέσμη ακτινοβολίας. Για να ελαχιστοποιηθεί η δόση της ακτινοβολίας ακτίνων Χ σε σύγχρονα μηχανήματα ακτίνων Χ, για παράδειγμα FMC, προσαρμόζεται μια συσκευή παραμόρφωσης στο παράθυρο εξόδου. Προκειμένου να αποφευχθεί η ζημιά στην άνοδο του σωλήνα ακτίνων Χ, η τελευταία πρέπει να περιστρέφεται για το σκοπό αυτό, τοποθετείται μια συσκευή περιστροφής ανόδου στο κάτω μέρος του περιβλήματος του σωλήνα ακτίνων Χ.
Χρησιμοποιείται ευρέως στη σύγχρονη ιατρική πρακτική. Με τη βοήθειά τους, πραγματοποιείται η διάγνωση και η θεραπεία διαφόρων ασθενειών. Όσον αφορά το έργο των ίδιων των διαγνωστικών μοντέλων, πρόκειται για συσκευές που επιτρέπουν μη επεμβατική αξιολόγηση της πάθησης εσωτερικά όργανα και μυοσκελετικούς ιστούςσώμα.
Η εικόνα σχηματίζεταιεπί βασίζεται στους διαφορετικούς βαθμούς απορρόφησης των ακτίνων από τους εσωτερικούς ιστούς του ασθενούς και ονομάζεται ακτινογραφία. Μπορεί να εμφανιστεί ωςειδική ταινία και σε υπολογιστή (για ψηφιακά μοντέλα).
Η ακτινογραφία δείχνει καθαρά τα εσωτερικά όργανα και τα οστά. Προκειμένου να απεικονιστούν με μεγαλύτερη σαφήνεια μεμονωμένα όργανα και ιστοί, χρησιμοποιείται μια ουσία αντίθεσης, η οποία καθιστά δυνατή την ακριβέστερη διάγνωση των υπαρχουσών παθολογιών.
Πώς λειτουργεί ένα μηχάνημα ακτίνων Χ;
Το μηχάνημα ακτίνων Χ περιέχει τα ακόλουθα μέρη και εξαρτήματα:
- ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ κάτω ή πολλά σωλήνες εκπομπής που παράγουν ακτίνες Χ.
- Μια συσκευή τροφοδοσίας που τροφοδοτεί τη συσκευή με ηλεκτρική ενέργεια (με τη βοήθειά της ρυθμίζονται οι παράμετροι ακτινοβολίας).
- Μια συσκευή που μετατρέπει την ακτινοβολία ακτίνων Χ σε εικόνα που μπορεί να οπτικοποιηθεί.
- Διακόπτης (μονάδα ελέγχου συσκευής).
- Τρίποδα μέσω των οποίων ελέγχεται η εγκατάσταση.
- Εξοπλισμός ακτινοπροστασίας.
Το μηχάνημα ακτίνων Χ έχει ένα αρκετά παχύ περίβλημα μολύβδου που εκτελεί προστατευτική λειτουργία. Αυτό το μέταλλο απορροφά καλά τις ακτίνες Χ, διασφαλίζοντας τη μέγιστη ασφάλεια για το ιατρικό προσωπικό.
Αρχή λειτουργίας της μονάδας ακτίνων Χ
Η αρχή λειτουργίας της μηχανής ακτίνων Χ βασίζεται στην παροχή τάσης στον πίνακα ελέγχου για τη ρύθμιση της ισχύος ακτινοβολίας και στη συνέχεια στον κύριο μετασχηματιστή, όπου παράγεται καιακτινοβολία Ακτίνες , διεισδύοντας στην περιοχή μελέτης, καταλήγουν στην οθόνη εισόδου, με αποτέλεσμα να λάμπει. Υπό την επίδραση αυτής της ακτινοβολίας, η φωτοκάθοδος χτυπά τα ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα τα φωτοηλεκτρόνια που επιταχύνονται από το ηλεκτρικό πεδίο να εισέρχονται στη μικρή οθόνη εξόδου, στην οποία η ηλεκτρονική εικόνα μετατρέπεται σε ελαφριά.
Ένα χαρακτηριστικό των περισσότερων σύγχρονων μηχανημάτων ακτίνων Χ είναι η χρήση ηλεκτρονικών-οπτικών μετατροπέων ή ενισχυτών για την ελαχιστοποίηση της έκθεσης στην ακτινοβολία του ασθενή και του προσωπικού.
Τύποι ακτινογραφικών μηχανημάτων
- Ανάλογα με το σκοπό, όλες οι μονάδες ακτίνων Χ χωρίζονται σε θεραπευτικές και διαγνωστικές. Τα τελευταία χωρίζονται με τη σειρά τους σε:
Οι διαγνωστικές συσκευές χρησιμοποιούν μεγάλο ρεύμα που διέρχεται από το σωλήνα εκπομπού και μικρή τάση. Αντίθετα, οι θεραπευτικές συσκευές χρησιμοποιούν χαμηλό ρεύμα και υψηλή τάση. Τα μηχανήματα ακτίνων Χ διαφέρουν επίσης ως προς τον τύπο τροφοδοσίας του σωλήνα εκπομπής.
Οι μηχανές ακτίνων Χ (συνώνυμο: εγκαταστάσεις ακτίνων Χ) είναι συσκευές για την παραγωγή και τη χρήση ακτινοβολίας ακτίνων Χ για τεχνικούς και ιατρικούς σκοπούς. Τα ιατρικά μηχανήματα ακτινογραφίας, ανάλογα με τον σκοπό τους, χωρίζονται σε διαγνωστικά και θεραπευτικά. Σύμφωνα με τις συνθήκες υπό τις οποίες υπόκεινται σε λειτουργία, τα μηχανήματα ακτίνων Χ χωρίζονται σε σταθερά, κινητά και φορητά.
Τα σταθερά μηχανήματα ακτίνων Χ, τόσο διαγνωστικά (Εικ. 1) όσο και θεραπευτικά (Εικ. 2), προορίζονται για συνεχή χρήση σε ένα ειδικά προσαρμοσμένο δωμάτιο - ένα δωμάτιο ακτίνων Χ (βλ.). Ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης, οι κινητές συσκευές ακτινογραφίας χωρίζονται σε μονάδες θαλάμου (Εικ. 3), προσαρμοσμένες για μετακίνηση εντός ιατρικού ιδρύματος με σκοπό την ακτινολογική εξέταση ασθενών απευθείας στους θαλάμους, και φορητές, σχεδιασμένες για χρήση εκτός του ιατρικού ιδρύματος. Οι φορητές συσκευές ακτίνων Χ περιλαμβάνουν επίσης συσκευές (RUM-4) σχεδιασμένες για εργασία σε συνθήκες πεδίου (Εικ. 4). Συνήθως εγκαθίστανται και μεταφέρονται σε ειδικά προσαρμοσμένους τύπους οχημάτων, διαθέτουν αυτόνομη παροχή ρεύματος και χώρο ανάπτυξης, καθώς και δικό τους σκοτεινό θάλαμο. Σε συνθήκες ειρήνης, οι κινητές μονάδες ακτίνων Χ χρησιμοποιούνται σε ειδικά εξοπλισμένα οχήματα, σιδηροδρομικά βαγόνια και σε πλοία του θαλάσσιου και του ποταμού στόλου (οι λεγόμενες μονάδες ακτίνων Χ πλοίου). Υπάρχουν επίσης κινητά ακτινογραφικά μηχανήματα που τοποθετούνται σε ειδικά κουτιά αποθήκευσης και μεταφέρονται σε κάθε είδους ελατηριωτό μεταφορικό μέσο.
Οι συσκευές ακτίνων Χ πεδίου υπόκεινται σε ορισμένες ειδικές απαιτήσεις που προκύπτουν από δυσμενείς και δύσκολες συνθήκες μεταφοράς, κλιματικές συνθήκες και την ανάγκη συχνής εγκατάστασης και αποσυναρμολόγησης του εξοπλισμού. Ειδικότερα, τα κουτιά αποθήκευσης πρέπει να είναι επαρκώς σφραγισμένα ώστε να προστατεύεται ο εξοπλισμός από τη σκόνη και την υγρασία. Τα επιμέρους μέρη του μηχανήματος ακτίνων Χ πρέπει να στερεώνονται καλά για να διασφαλιστεί ότι το μηχάνημα ακτίνων Χ μπορεί να μεταφερθεί σε οχήματα με ελατήρια (συνήθως αυτοκίνητα) σε αυτοκινητόδρομους και χωματόδρομους χωρίς να προκληθούν ζημιές στα μέρη του μηχανήματος ακτίνων Χ. Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας περιβάλλοντος εντός του εύρους από 40 έως -40° δεν πρέπει να επηρεάζουν την ποιότητα λειτουργίας της μηχανής ακτίνων Χ όταν αποθηκεύεται και μεταφέρεται υπό αυτές τις συνθήκες. Η εγκατάσταση και η αποσυναρμολόγηση του μηχανήματος ακτίνων Χ πρέπει να πραγματοποιηθεί από το προσωπικό συντήρησης εντός μισής ώρας χωρίς τη χρήση ειδικών εργαλείων.
Σε καιρό ειρήνης, οι συσκευές ακτίνων Χ πεδίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μαζικές εξετάσεις (βλ. Φθοριογραφία), καθώς και για διαγνωστικές εργασίες με ακτίνες Χ σε απομακρυσμένες περιοχές.
Τα φορητά μηχανήματα ακτίνων Χ (Εικ. 5) έχουν σχεδιαστεί για να εκτελούν τους απλούστερους τύπους ακτινολογικών εξετάσεων σε επείγουσα και επείγουσα περίθαλψη, καθώς και κατ' οίκον φροντίδα. Είναι μικρού μεγέθους, ελαφριές, χωράνε σε δύο μικρές βαλίτσες και συνήθως είναι κατάλληλα για μεταφορά από 1-2 άτομα.
Υπάρχουν πολλοί τύποι μηχανημάτων ακτίνων Χ που έχουν σχεδιαστεί για διαφορετικούς σκοπούς. Η ισχύς λειτουργίας των κατασκευασμένων συσκευών ακτίνων Χ προσδιορίζεται από το γινόμενο της δευτερεύουσας τάσης (τάση παραγωγής σε kilovolt) από το ρεύμα (σε milliamp) που διέρχεται από το σωλήνα ακτίνων Χ (βλ.) ανά δευτερόλεπτο.
Τα εύρη τάσης και ρεύματος των συσκευών ακτίνων Χ ανάλογα με τον σκοπό τους δίνονται στον πίνακα.
Το μηχάνημα ακτίνων Χ αποτελείται από τα ακόλουθα κύρια εξαρτήματα.
1. Μια συσκευή υψηλής τάσης, που περιλαμβάνει έναν μετασχηματιστή υψηλής τάσης (τον λεγόμενο κύριο μετασχηματιστή), έναν μετασχηματιστή νήματος σωλήνα ακτίνων Χ και ένα σύστημα που διορθώνει το ρεύμα που παρέχεται στον σωλήνα ακτίνων Χ (σε χαμηλή ισχύ συσκευές, μια συσκευή ανορθωτή μπορεί να απουσιάζει).
2. Γεννήτρια ακτίνων Χ - σωλήνας ακτίνων Χ.
3. Διακόπτης - πίνακας ελέγχου που ρυθμίζει τους τρόπους λειτουργίας της συσκευής.
4. Ένα τρίποδο ή ομάδες στηριγμάτων για την τοποθέτηση ενός σωλήνα ακτίνων Χ, εξοπλισμένο με συσκευές για την εγκατάσταση ή την τοποθέτηση ασθενών κατά τη διάρκεια ορισμένων τύπων εξέτασης και θεραπείας με ακτίνες Χ, καθώς και εξοπλισμό προστασίας από την ακτινοβολία.
Σχηματικά, η αρχή λειτουργίας της μηχανής ακτίνων Χ είναι ότι η τάση του ηλεκτρικού δικτύου τροφοδοτείται στον πίνακα ελέγχου, στον οποίο ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας έναν αυτομετασχηματιστή και τροφοδοτείται στην κύρια περιέλιξη του κύριου μετασχηματιστή. Ως αποτέλεσμα της διαφοράς στον αριθμό των στροφών των πρωτευόντων και δευτερευουσών περιελίξεων του κύριου μετασχηματιστή, η τάση σε αυτόν αυξάνεται απότομα και τροφοδοτείται απευθείας στον σωλήνα ακτίνων Χ (τα λεγόμενα μηχανήματα ακτίνων Χ μισού κύματος) ή μέσω μιας συσκευής ανόρθωσης (κενοτρόνια, ανορθωτές σεληνίου). Το ρεύμα που διέρχεται από το σωλήνα ακτίνων Χ ελέγχεται από τον βαθμό πυράκτωσης του νήματος καθόδου του.
Τα σύγχρονα μηχανήματα ακτίνων Χ είναι εξοπλισμένα με πολύ εξελιγμένες συσκευές για τη σταθεροποίηση της τάσης και του ρεύματος του σωλήνα ακτίνων Χ, καθώς και για την προστασία του από πιθανές υπερφορτώσεις. Εκτός από τις πολύπλοκες συσκευές ρελέ για τη ρύθμιση του χρόνου έκθεσης, οι διαγνωστικές συσκευές είναι εξοπλισμένες με αυτόματους διακόπτες για τους τρόπους λειτουργίας της μηχανής ακτίνων Χ, κάτι που είναι απαραίτητο, για παράδειγμα, κατά τη γρήγορη εναλλαγή από τη λειτουργία ακτίνων Χ στη λειτουργία εικόνας και πίσω . Επιπλέον, όλα τα σύγχρονα μηχανήματα ακτίνων Χ διαθέτουν σύστημα προστασίας από την αχρησιμοποίητη ακτινοβολία ακτίνων Χ και από ηλεκτροπληξία υψηλής τάσης.
Με βάση τη φύση της προστασίας από ηλεκτροπληξία υψηλής τάσης, γίνεται διάκριση μεταξύ των συσκευών μπλοκ, στις οποίες η συσκευή υψηλής τάσης, μαζί με το σωλήνα ακτίνων Χ, περικλείεται σε ένα κοινό γειωμένο μεταλλικό περίβλημα, και το καλώδιο X- μηχανές ακτίνων, στις οποίες τα καλώδια υψηλής τάσης περικλείονται σε μονωμένα καλώδια υψηλής τάσης και ο σωλήνας και ο κύριος μετασχηματιστής περικλείονται σε μονωμένα καλώδια υψηλής τάσης σε μεταλλικά γειωμένα περιβλήματα. Οι συσκευές μπλοκ χρησιμοποιούνται συνήθως για κινητές και φορητές συσκευές ακτίνων Χ και οι καλωδιακές συσκευές χρησιμοποιούνται για σταθερές.
Τα διαγνωστικά μηχανήματα ακτίνων Χ είναι εξοπλισμένα με συσκευές τομογραφίας (βλ.), κυμογραφίας, ηλεκτροκυμογραφίας και άλλες ειδικές ερευνητικές μεθόδους, καθώς και ενισχυτή εικόνας (βλ. Ηλεκτροοπτική ενίσχυση εικόνας ακτίνων Χ) (Εικ. 6), για μαγνητοσκόπηση με ακτίνες Χ, τηλεοπτική μετάδοση εικόνων ακτίνων Χ και παροχή υψηλής φωτεινότητας εικόνας με σημαντική μείωση της έκθεσης στην ακτινοβολία.
Για τη μελέτη μεμονωμένων φάσεων διαδικασιών γρήγορης ροής, υπάρχουν ειδικές συσκευές ακτίνων Χ που επιτρέπουν τη λήψη ακτίνων Χ σε ταχύτητες κλείστρου χιλιοστών του δευτερολέπτου. Αυτό επιτυγχάνεται όχι με την αύξηση της ισχύος (και συνεπώς του μεγέθους) των μηχανών ακτίνων Χ, αλλά με τη χρήση ενός συστήματος πυκνωτών που φορτίζονται από έναν μετασχηματιστή σχετικά χαμηλής ισχύος στην απαιτούμενη τάση και στη συνέχεια, την κατάλληλη στιγμή, αμέσως. εκκενώνεται στο σωλήνα ακτίνων Χ (τα λεγόμενα παλμικά μηχανήματα ακτίνων Χ). Επιπλέον, υπάρχουν προσαρμογές σε συμβατικά διαγνωστικά μηχανήματα ακτίνων Χ με τη μορφή προσαρτημάτων που καθιστούν δυνατή τη φωτογράφηση φυσιολογικά κινούμενων αντικειμένων (πνεύμονες, καρδιά) σε μια προκαθορισμένη φάση δραστηριότητας, για παράδειγμα, στη φάση της εισπνοής ή της εκπνοής ή σε μια ορισμένη φάση της καρδιακής δραστηριότητας.
Τα θεραπευτικά μηχανήματα ακτίνων Χ χρησιμοποιούνται για ακτινοθεραπεία.
Με την εισαγωγή στην κλινική πρακτική των τεχνητών ραδιενεργών ισοτόπων και των διαφόρων τύπων επιταχυντών φορτισμένων σωματιδίων, γραμμικών επιταχυντών, βητατρόν, σύγχροτρον, συγχροφασοτρόνων κ.λπ., ο ρόλος της ίδιας της ακτινοθεραπείας έχει περιοριστεί κάπως και σήμερα χρησιμοποιείται για έκθεση σε ακτινοβολία σε παθολογικές εστίες σχετικά αβαθούς θέσης.
Υπάρχουν θεραπευτικές συσκευές ακτίνων Χ όχι μόνο για στατική, αλλά και για τη λεγόμενη κινητή ακτινοβολία (μέθοδοι περιστροφικής και συγκλίνουσας ακτινοθεραπείας).
Ανάλογα με το βάθος της θέσης της ακτινοβολημένης βλάβης, χρησιμοποιούνται συσκευές για επιφανειακή ακτινοθεραπεία (Εικ. 7) και για στατική βαθιά θεραπεία (Εικ. 2).
Επιπλέον, παράγονται συσκευές ακτίνων Χ για περιστροφική (Εικ. 8) και συγκλίνουσα (Εικ. 9) ακτινοθεραπεία, στην οποία κατά την έκθεση στην ακτινοβολία ο σωλήνας κινείται αυτόματα κατά μήκος μιας προκαθορισμένης διαδρομής, έτσι ώστε η κύρια δέσμη ακτινοβολίας να κατευθύνεται συνεχώς στην παθολογική εστία, και οι γύρω ιστοί και η περιοχή του δέρματος του εκτέθηκαν εναλλάξ στις ακτίνες. Αυτό επιτρέπει, ενώ εξοικονομεί το δέρμα και τον υγιή ιστό, να παρέχει μεγαλύτερες δόσεις ακτινοβολίας ακτίνων Χ στη βλάβη από ό,τι με τις μεθόδους στατικής ακτινοβόλησης.
Τα σύγχρονα θεραπευτικά ακτινογραφικά μηχανήματα, όπως και τα διαγνωστικά, είναι εξοπλισμένα με πλήθος ειδικών συσκευών και συσκευών που αυτοματοποιούν τη λειτουργία τους. Μαζί με συσκευές θεραπείας με συμβατικούς αυτόματους χρονοδιακόπτες, υπάρχουν μηχανές ακτίνων Χ στις οποίες το ρελέ χρόνου αντικαθίσταται από ένα ρελέ δόσης, το οποίο είναι ένα ενσωματωμένο δοσίμετρο που απενεργοποιεί αυτόματα την υψηλή τάση όταν επιτευχθεί μια προκαθορισμένη δόση ακτινοβολίας. Επιπλέον, το σετ των θεραπευτικών συσκευών ακτίνων Χ περιλαμβάνει ειδικά σετ σωλήνων, διαφράγματα που περιορίζουν το πεδίο ακτινοβολίας και φίλτρα που φιλτράρουν το μαλακότερο μέρος της ακτινοβολίας και κάνουν την δέσμη εργασίας πιο ομοιόμορφη.
Δείτε επίσης τεχνολογία ακτίνων Χ, ακτινοθεραπεία, ακτινοθεραπεία.
Ρύζι. 1. Σταθερό διαγνωστικό ακτινογραφικό μηχάνημα τύπου RUM-5.
Ρύζι. 2. Συσκευή ακτίνων Χ τύπου RUM-11 για στατική εν τω βάθει ακτινοθεραπεία.
Ρύζι. 3. Ακτινογραφικό μηχάνημα θαλάμου.
Ρύζι. 4. Γενική άποψη του ακτινογραφικού μηχανήματος RUM-4.
Ρύζι. 5. Φορητό μηχάνημα ακτίνων Χ.
Ρύζι. 6. Ηλεκτρονοπτικός μετατροπέας (EOC) με κάτοπτρο οπτικής παρατήρησης, κάμερα κινηματογράφου και τηλεοπτική κάμερα εκπομπής.
Ρύζι. 7. Συσκευή ακτίνων Χ τύπου RUM-7 για ακτινοθεραπεία δέρματος και επαφής.
Ρύζι. 8. Συσκευή ακτίνων Χ για περιστροφική ακτινοθεραπεία.
Ρύζι. 9. Συσκευή ακτίνων Χ για συγκλίνουσα ακτινοθεραπεία.
Τα μηχανήματα ακτίνων Χ είναι συσκευές για την απόκτηση και τη χρήση του στην ιατρική και την τεχνολογία. Οι ιατρικές συσκευές ακτινογραφίας χωρίζονται ανάλογα με το σκοπό τους σε διαγνωστικές (Εικ. 1) και θεραπευτικές (Εικ. 2) και ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας - σε σταθερές, κινητές και φορητές. Τα σταθερά ακτινογραφικά μηχανήματα βρίσκονται σε ειδικά. Τα κινητά μηχανήματα ακτίνων Χ διατίθενται σε δύο τύπους: πτυσσόμενα, σχεδιασμένα για εργασία στο ταξίδι (Εικ. 3) και τοποθετημένα σε θάλαμο (Εικ. 4) - για διαγνωστική βοήθεια με ακτίνες Χ σε νοσοκομεία στο κρεβάτι του ασθενούς. Τα φορητά μηχανήματα ακτίνων Χ (Εικ. 5) χρησιμοποιούνται για τη διενέργεια απλών ακτινολογικών εξετάσεων στο σπίτι (το οικιακό φορητό μηχάνημα ακτίνων Χ RU-560 με όλα τα αξεσουάρ χωράει σε δύο βαλίτσες και έχει συνολικό βάρος περίπου 45 κιλά) . Το εύρος των τάσεων και των ρευμάτων των μηχανημάτων ακτίνων Χ, ανάλογα με τον σκοπό τους, δίνεται στον πίνακα.
Το μηχάνημα ακτίνων Χ έχει σχεδιαστεί ως εξής: η υψηλή τάση (βλ.) τροφοδοτείται από έναν μετασχηματιστή ανόδου (ο λεγόμενος κύριος μετασχηματιστής), στη δευτερεύουσα περιέλιξη του οποίου ο σωλήνας συνδέεται είτε απευθείας (σε φορητό χαμηλής ισχύος και φορητές συσκευές) ή μέσω μιας συσκευής ανορθωτή - μιας βαλβίδας kenotron ή ημιαγωγού (βλ. Ανορθωτές). Το κύκλωμα νήματος της καθόδου του σωλήνα ακτίνων Χ τροφοδοτείται από έναν μετασχηματιστή νήματος που υποχωρεί. Δεδομένου ότι η άνοδος του σωλήνα ακτίνων Χ είναι συνήθως γειωμένη και η κάθοδος βρίσκεται σε υψηλή τάση, ο μετασχηματιστής νήματος έχει μόνωση υψηλής τάσης. Τα στοιχεία κυκλώματος υψηλής τάσης μιας μηχανής ακτίνων Χ τοποθετούνται συνήθως σε ένα γειωμένο περίβλημα και συνδέονται με τα ηλεκτρόδια του προστατευτικού σωλήνα ακτίνων Χ χρησιμοποιώντας καλώδια υψηλής τάσης (καλωδιακά μηχανήματα ακτίνων Χ). Στις λεγόμενες συσκευές μπλοκ, το τμήμα υψηλής τάσης μαζί με τον σωλήνα τοποθετείται σε μεταλλικό περίβλημα γεμάτο με ορυκτό μονωτικό λάδι.
Η υψηλή τάση συνήθως ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας έναν αυτομετασχηματιστή (q.v.) συνδεδεμένο στο πρωτεύον κύκλωμα του κύριου μετασχηματιστή. Ένας ειδικός διακόπτης που συνδέεται με τις διάφορες βρύσες του αυτομετασχηματιστή σάς επιτρέπει να αλλάζετε την τάση ομαλά ή σταδιακά στον πρωτεύοντα και, κατά συνέπεια, στη δευτερεύουσα περιέλιξη του κύριου μετασχηματιστή. Το ρεύμα νήματος του σωλήνα ακτίνων Χ ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας έναν ρεοστάτη συνδεδεμένο στο κύκλωμα της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή νήματος. Το ρεύμα ανόδου του σωλήνα εξαρτάται από το μέγεθος του ρεύματος του νήματος, το οποίο καθορίζεται από την τάση του ηλεκτρικού δικτύου: μια αλλαγή στην τάση δικτύου, για παράδειγμα, κατά 5% αλλάζει το ρεύμα ανόδου κατά 2 φορές. Η τάση του ηλεκτρικού δικτύου πέφτει όταν η μηχανή ακτίνων Χ είναι ενεργοποιημένη και επομένως, για να σταθεροποιηθεί το νήμα του σωλήνα, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε έναν μετασχηματιστή (αντισταθμιστή) ή έναν ειδικό σταθεροποιητή σιδηροσυντονισμού. Ένας αυτομετασχηματιστής με διακόπτες, ένας ρεοστάτης για τη ρύθμιση του ρεύματος του νήματος, συσκευές ελέγχου, συστήματα σταθεροποίησης τάσης και προστασία από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα αποτελούν το τμήμα χαμηλής τάσης της μηχανής ακτίνων Χ και βρίσκονται σε ειδικό πίνακα ελέγχου. Η συσκευή συνήθως ενεργοποιείται σταδιακά: πρώτα ενεργοποιείται η τάση δικτύου, μετά η θέρμανση του σωλήνα ακτίνων Χ και του kenotron και, τέλος, η υψηλή τάση. Η απενεργοποίηση γίνεται με αντίστροφη σειρά. Η συσκευή ακτίνων Χ περιλαμβάνει επίσης ένα τρίποδο (ή ομάδα τρίποδων) για τη σύνδεση του σωλήνα ακτίνων Χ, συσκευές για τη στερέωση ασθενών κατά την έρευνα ή τη θεραπεία, οθόνες ακτίνων Χ (βλ.) και εξοπλισμό για το άτομο και τον γιατρό. Τα μηχανήματα ακτίνων Χ είναι εξοπλισμένα με ειδικές συσκευές (χρονικοί ηλεκτρονόμοι) για να απενεργοποιούν αυτόματα την υψηλή τάση μετά από μια καθορισμένη έκθεση. Τα θεραπευτικά μηχανήματα ακτίνων Χ χρησιμοποιούν ηλεκτρομηχανικά ρελέ με μέγιστη ταχύτητα κλείστρου 10-30 λεπτά, τα οποία κινούνται από έναν μικρό ηλεκτροκινητήρα. Τα φορητά και κινητά διαγνωστικά μηχανήματα ακτίνων Χ χρησιμοποιούν χειροκίνητα ρελέ που ενεργοποιούνται από ένα ελατήριο, ενώ τα σταθερά χρησιμοποιούν ρελέ πυκνωτών με ελάχιστη καθυστέρηση περίπου 0,01 sec.
Σελίδες: 1
Το μηχάνημα ακτίνων Χ είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται ευρέως στη σύγχρονη ιατρική για τη μελέτη και τη διάγνωση διαφόρων παθήσεων. Είναι απαραίτητο για την πρόσβαση στα εσωτερικά όργανα του ανθρώπου. Χάρη στο μηχάνημα ακτίνων Χ, ο γιατρός λαμβάνει μια εικόνα της εσωτερικής δομής του σώματος που τον ενδιαφέρει. Η φωτογραφία προβάλλεται σε φιλμ. Η εργασία με ακτίνες Χ είναι μια μη επεμβατική ιατρική εξέταση, που σημαίνει ότι δεν απαιτείται διείσδυση ξένου σώματος. Παρά το γεγονός ότι αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται ευρέως σε νοσοκομεία και κλινικές, λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν πώς λειτουργεί.
Ας μάθουμε τι είναι ένα μηχάνημα ακτίνων Χ, την αρχή λειτουργίας αυτής της συσκευής και τι σημαίνει για την ιατρική.
Μηχάνημα ακτίνων Χ - τι είναι;
Το μηχάνημα ακτίνων Χ είναι μια συσκευή που μετατρέπει τη συνηθισμένη ηλεκτρική ενέργεια σε ακτινοβολία ακτίνων Χ. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μηχανημάτων ακτίνων Χ, για παράδειγμα:
. Αγγειογραφία;Φθορογράφος;
Μαστογράφος ακτίνων Χ;
Μηχάνημα ακτινογραφίας θαλάμου.
Οδοντιατρική μηχανή ακτίνων Χ.
Λειτουργία μηχανής ακτίνων Χ.
Ακτινολογικός τομογράφος;
Και άλλοι.
Όπως μπορούμε να δούμε, σήμερα υπάρχουν πολλοί τύποι ακτινογραφικών μηχανημάτων. Ανάλογα με το όργανο που μελετάται, χρησιμοποιούνται συσκευές με διαφορετικό σχεδιασμό και αρχές λειτουργίας. Ωστόσο, μια κλασική συσκευή ακτίνων Χ γενικής χρήσης, την αρχή λειτουργίας της οποίας θα εξετάσουμε σε αυτό το άρθρο, αποτελείται από ένα σύστημα ελέγχου, ένα τροφοδοτικό, μια ακτινοβολούμενη δομή και επίσης περιφερειακά. Ανάλογα με τη λειτουργικότητα της συσκευής, μπορεί επίσης να περιλαμβάνει συσκευές για την εγγραφή εικόνων ή την οπτικοποίηση του εσωτερικού του εξεταζόμενου μέρους του σώματος.
Η αρχή λειτουργίας του μηχανήματος ακτίνων Χ
Ένα κλασικό μηχάνημα ακτίνων Χ τροφοδοτείται μέσω ηλεκτρικού δικτύου, η μέγιστη τάση του οποίου είναι 220 V. Αλλά ορισμένα συστήματα ακτίνων Χ που αναπτύχθηκαν στην εποχή μας απαιτούν σημαντικά περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια. Τέτοιες εγκαταστάσεις, εκτός από το τροφοδοτικό, περιέχουν μετασχηματιστή και ανορθωτή για ρεύμα.
Ο σωλήνας ακτίνων Χ είναι το κύριο στοιχείο της ακτινοβολίας που το παράγει. Η συσκευή περιέχει επίσης ένα σύστημα ελέγχου με το οποίο ένας ειδικός ελέγχει τη λειτουργία της μονάδας ακτίνων Χ.
Το υλικό μέσω του οποίου εμφανίζεται η ακτινοβολία ακτίνων Χ είναι ρεύμα, επομένως, χωρίς ισχυρό ηλεκτρικό δίκτυο, η λειτουργία της συσκευής είναι αδύνατη. Έτσι, το ρεύμα από το ηλεκτρικό δίκτυο διέρχεται από το στάδιο της πρωτογενούς επεξεργασίας. Αυτό το στάδιο εμφανίζεται στην περιέλιξη του μετασχηματιστή. Μετά από αυτό, εμφανίζεται αρκετά γρήγορα ένα δευτερεύον στάδιο επεξεργασίας, κατά το οποίο απελευθερώνεται υψηλή τάση. Φτάνει στο kenotron - αυτός είναι ένας ανορθωτής ρεύματος, μετά τον οποίο η τάση εισέρχεται στον σωλήνα ακτίνων Χ.
Ο σωλήνας ακτίνων Χ βρίσκεται σε ένα καλά σφραγισμένο δοχείο. Στο ένα άκρο του σωλήνα βρίσκεται η κάθοδος και στο άλλο η άνοδος. Όταν η τάση μέσω του μετασχηματιστή εισέρχεται στο πεδίο ακτίνων Χ, η κάθοδος και η άνοδος χτυπούν και στη συνέχεια φρενάρουν απότομα. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται bremsstrahlung, δηλαδή δημιουργούνται ακτίνες Χ.
Η όλη διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω λαμβάνει χώρα σε κλάσματα δευτερολέπτου. Έτσι, εμφανίζεται μια εικόνα στην εικόνα, σαν να φωτίζει το εσωτερικό του απαιτούμενου μέρους του σώματος και δείχνει την κατάσταση του οργάνου. Έτσι λειτουργεί ένα μηχάνημα ακτίνων Χ, η αρχή λειτουργίας του οποίου περιγράφεται παραπάνω.
Σημασία του μηχανήματος ακτίνων Χ για την ιατρική
Στη σύγχρονη ιατρική, χωρίς ακτινογραφικό μηχάνημα, θα προέκυπτε χάος και αταξία, γιατί η διάγνωση πολλών ασθενειών θα ήταν δύσκολη, αν όχι εντελώς αδύνατη. Μόνο χάρη στο μηχάνημα ακτίνων Χ η ανθρωπότητα μπόρεσε να θεραπεύσει πολλές ασθένειες. Σήμερα αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται για δύο διαδικασίες:
1. Η ακτινογραφία είναι μια εσωτερική, αλλά παρόλα αυτά μη επεμβατική μελέτη ενός αντικειμένου. Χάρη στις ακτίνες Χ, η εικόνα μεταφέρεται σε φωτογραφικό φιλμ.2. Φθοριοσκόπηση - συνίσταται στο γεγονός ότι η εικόνα του υπό μελέτη αντικειμένου πέφτει σε μια ειδική οθόνη. Έτσι, η εικόνα κινείται, κάτι που είναι αδύνατο με την ακτινογραφία.
Τώρα που γνωρίζετε πώς λειτουργεί το μηχάνημα ακτίνων Χ, δεν θα ανησυχείτε για τις διαδικασίες που σχετίζονται με αυτό.
Όπως πολλές από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις της ανθρωπότητας, οι ακτίνες Χ εφευρέθηκαν εντελώς τυχαία.
Το 1895, ένας Γερμανός φυσικός ονόματι Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) έκανε την ανακάλυψη ενώ πειραματιζόταν με μια δέσμη ηλεκτρονίων σε έναν σωλήνα εκκένωσης αερίου. Ο Wilhelm Conrad Roentgen παρατήρησε ότι η φθορίζουσα οθόνη στο εργαστήριό του άρχισε να λάμπει όταν ενεργοποιήθηκε η δέσμη ηλεκτρονίων. Αυτή η απάντηση από μόνη της δεν ήταν τόσο έκπληξη και ο επιστήμονας γνώριζε ότι το φθορίζον υλικό συνήθως λάμπει ως απόκριση στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, αλλά ο σωλήνας εκκένωσης περιβαλλόταν από βαρύ μαύρο χαρτόνι. Θεωρητικά, αυτό θα εμπόδιζε το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας, αλλά όχι τις ακτίνες Χ.
Ο φυσικός Wilhelm Conrad Roentgen τοποθέτησε διάφορα αντικείμενα μεταξύ ενός σωλήνα εκκένωσης αερίου και μιας οθόνης, και η οθόνη εξακολουθούσε να λάμπει. Τέλος, έβαλε το χέρι του μπροστά από τη συσκευή και είδε τη σιλουέτα των οστών του να προβάλλεται στη φθορίζουσα οθόνη. Αμέσως μετά την ανακάλυψη των ίδιων των ακτίνων Χ, ανακάλυψε την αρχή του πώς λειτουργούν οι ακτίνες Χ.
Η αξιοσημείωτη ανακάλυψη του επιστήμονα οδήγησε σε μια από τις πιο σημαντικές ιατρικές προόδους στην ανθρώπινη ιστορία.
Η τεχνολογία ακτίνων Χ επιτρέπει στους γιατρούς να βλέπουν απευθείας μέσα από τον ανθρώπινο ιστό για να εξετάζουν σπασμένα οστά, κοιλότητες και αντικείμενα που έχουν καταπιεί με απίστευτη ευκολία.
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τροποποιημένες διαδικασίες για την εξέταση μαλακότερων ιστών όπως οι πνεύμονες, τα αιμοφόρα αγγεία ή τα έντερα.
Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε πώς λειτουργούν οι ακτίνες Χ και η ακτινοβολία ακτίνων Χ. Όπως αποδεικνύεται, η βασική διαδικασία είναι στην πραγματικότητα πολύ απλή.
Οι ακτίνες Χ είναι βασικά οι ίδιες με τις ορατές ακτίνες φωτός. Και οι δύο είναι μορφές ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας που μοιάζουν με κύμα που μεταφέρονται από σωματίδια που ονομάζονται φωτόνια.
Η διαφορά μεταξύ των ακτίνων Χ και των ακτίνων ορατού φωτός είναι το ενεργειακό επίπεδο των μεμονωμένων φωτονίων. Αυτό εκφράζεται επίσης ως το μήκος κύματος των ακτίνων.
Τα μάτια μας είναι ευαίσθητα σε ένα ορισμένο μήκος κύματος ορατού φωτός, αλλά όχι σε μικρότερα μήκη κύματος όπου η ενέργεια είναι μεγαλύτερη. Τα φωτεινά κύματα είναι μεγαλύτερα μήκη κύματος ραδιοκυμάτων με χαμηλότερη ενέργεια.
Τα φωτόνια ορατού φωτός και τα φωτόνια ακτίνων Χ παράγονται και τα δύο από την κίνηση των ηλεκτρονίων στα άτομα. Τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν διαφορετικά επίπεδα ενέργειας ή τροχιές γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου. Όταν ένα ηλεκτρόνιο κινείται σε χαμηλότερη τροχιά, πρέπει να απελευθερώσει λίγη ενέργεια. Απελευθερώνει πρόσθετη ενέργεια με τη μορφή φωτονίου. Η ενέργεια ενός φωτονίου εξαρτάται από το πόσο μακριά το ηλεκτρόνιο έχει πηδήξει μεταξύ των τροχιών.
Όταν ένα φωτόνιο συγκρούεται με ένα άλλο άτομο, το άτομο μπορεί να απορροφήσει την ενέργεια του φωτονίου, ενισχύοντας το ηλεκτρόνιο σε υψηλότερο επίπεδο. Για να γίνει αυτό, το επίπεδο ενέργειας του φωτονίου πρέπει να αντιστοιχεί στη διαφορά ενέργειας μεταξύ των δύο θέσεων ηλεκτρονίων. Εάν όχι, τότε το φωτόνιο δεν μπορεί να μετακινήσει ηλεκτρόνια μεταξύ τροχιών. Τα άτομα που αποτελούν τον ιστό του ανθρώπινου σώματος είναι πολύ καλά στην απορρόφηση των φωτονίων του ορατού φωτός. Το ενεργειακό επίπεδο ενός φωτονίου αντιστοιχεί στις διάφορες ενεργειακές διαφορές μεταξύ ηλεκτρονικών θέσεων. Τα ραδιοκύματα δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να μετακινήσουν ηλεκτρόνια μεταξύ τροχιών σε μεγάλα άτομα, επομένως περνούν από τα περισσότερα πράγματα. Οι ακτίνες Χ περνούν επίσης από τα περισσότερα πράγματα, αλλά για τον αντίθετο λόγο: έχουν υπερβολική ενέργεια.
Εφαρμογές ακτίνων Χ
Η σημαντικότερη συμβολή των ακτινογραφιών ήταν στον κόσμο της ιατρικής, αλλά έπαιξαν καθοριστικό ρόλο σε μια σειρά από άλλους τομείς. Οι ακτίνες Χ παίζουν βασικό ρόλο στην έρευνα που σχετίζεται με τη θεωρία της κβαντικής μηχανικής, την κρυσταλλογραφία και την κοσμολογία. Στον βιομηχανικό κόσμο, οι σαρωτές ακτίνων Χ χρησιμοποιούνται συχνά για την ανίχνευση μικροσκοπικών ρωγμών σε εξοπλισμό βαρέων μετάλλων. Οι σαρωτές που βασίζονται σε αυτό το εφέ έχουν γίνει βασικός εξοπλισμός στην ασφάλεια του αεροδρομίου. ασκείται στην αρχαιολογία, τη γεωργία, την εξερεύνηση του διαστήματος και την καθημερινή ζωή.
Ωστόσο, η ευρύτερη χρήση είναι στην ιατρική.
Ο μαλακός ιστός στο σώμα αποτελείται από μικρότερα άτομα και επομένως δεν απορροφά καλά τα φωτόνια. Τα άτομα ασβεστίου που αποτελούν τα οστά είναι πολύ μεγαλύτερα, επομένως απορροφούν καλύτερα τις ακτίνες Χ.
Πώς λειτουργεί η ακτινογραφία;
Η βάση της μηχανής ακτίνων Χ είναι ένας γυάλινος σωλήνας κενού τύπου εκκένωσης αερίου με δύο ηλεκτρόδια, μια κάθοδο και μια άνοδο, τα οποία βρίσκονται στο εσωτερικό. 
Η κάθοδος είναι ένας θερμαινόμενος αγωγός. Η θέρμανση γίνεται μέσω ειδικού νήματος. Η θερμότητα βοηθά στην εκτόξευση των ηλεκτρονίων από την κάθοδο και η θετικά φορτισμένη άνοδος βολφραμίου προσελκύει ηλεκτρόνια στον σωλήνα κενού. Η διαφορά τάσης μεταξύ της καθόδου και της ανόδου είναι εξαιρετικά μεγάλη, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να πετούν μέσω του σωλήνα με μεγάλη δύναμη. Όταν ένα επιταχυνόμενο ηλεκτρόνιο συγκρούεται με ένα άτομο βολφραμίου, εκτοξεύει ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο σε μία από τις χαμηλότερες τροχιές του ατόμου. Ένα ηλεκτρόνιο σε υψηλότερη τροχιά μετακινείται αμέσως σε χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο, απελευθερώνοντας την πρόσθετη ενέργειά του με τη μορφή φωτονίου.
Ελέγχοντας την κατεύθυνση κίνησης και την ταχύτητα του φωτονίου, ο σωλήνας κενού εκπέμπει ραδιοκύματα σε συχνότητα μεταξύ υπεριώδους και ακτινοβολίας γάμμα με μήκος κύματος από 10 -7 έως 10 -12 μέτρα.
Ολόκληρος ο μηχανισμός περιβάλλεται από μια παχιά ασπίδα μολύβδου. Αυτό εμποδίζει τις ακτίνες Χ να εκπέμπονται προς όλες τις κατευθύνσεις. Ένα μικρό παράθυρο στην ασπίδα επιτρέπει σε μερικά από τα φωτόνια να εκπέμπονται σε μια στενή δέσμη. Η δέσμη σε ένα μηχάνημα ακτίνων Χ περνά μέσα από μια σειρά φίλτρων στο δρόμο της προς τον ασθενή. 
Οι κάμερες στην άλλη πλευρά του ασθενούς καταγράφουν το δείγμα καθώς περνά μέσα από το σώμα του ασθενούς. Η κάμερα χρησιμοποιεί την ίδια τεχνολογία με μια κανονική κάμερα, αλλά η εικόνα ακτίνων Χ είναι διαφορετική από μια κανονική κάμερα. Κατά κανόνα, οι γιατροί αποθηκεύουν την ταινία ως αρνητικό. Δηλαδή, οι περιοχές που εκτίθενται σε περισσότερο φως φαίνονται πιο σκούρες και οι περιοχές που εκτίθενται σε λιγότερο φως φαίνονται πιο ανοιχτόχρωμες. Το σκληρό υλικό, όπως το κόκκαλο, φαίνεται λευκό, ενώ το πιο μαλακό φαίνεται μαύρο ή γκρι. Οι γιατροί μπορούν να χρησιμοποιήσουν διάφορους τρόπους για να ελέγξουν τη λειτουργία του μηχανήματος ακτίνων Χ αλλάζοντας την ένταση της δέσμης εικόνας. χρησιμοποιεί επίσης αυτό το εφέ.
Πράκτορας αντίθεσης
Οι περισσότεροι μαλακοί ιστοί δεν εμφανίζονται καθαρά σε μια κανονική ακτινογραφία. Για να εστιάσουν εσωτερικά στα όργανα ή να δουν τα αιμοφόρα αγγεία που συνθέτουν το κυκλοφορικό σύστημα, οι γιατροί πρέπει να εγχύσουν μέσα αντίθεσης στο σώμα.
Τα μέσα αντίθεσης είναι υγρά που απορροφούν τις ακτίνες Χ πιο αποτελεσματικά από τον περιβάλλοντα ιστό. Για να δει τα όργανα του πεπτικού και του ενδοκρινικού συστήματος, ο ασθενής καταπίνει ένα μείγμα σκιαγραφικών παραγόντων, συνήθως ένα μείγμα βαρίου. Εάν οι γιατροί θέλουν να εξετάσουν τα αιμοφόρα αγγεία ή άλλα στοιχεία στο κυκλοφορικό σύστημα, εγχέουν σκιαγραφικά μέσα στην κυκλοφορία του αίματος του ασθενούς.
Ένας παράγοντας αντίθεσης χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με ένα ακτινοσκόπιο. Στη ακτινοσκόπηση, οι ακτίνες Χ περνούν μέσα από το σώμα σε μια φθορίζουσα οθόνη, δημιουργώντας μια κινούμενη εικόνα. Οι γιατροί μπορούν να χρησιμοποιήσουν ακτινοσκόπηση για να παρακολουθήσουν τη διέλευση των μέσων αντίθεσης μέσω ενός ατόμου. Οι γιατροί μπορούν επίσης να καταγράψουν την εικόνα ακτίνων Χ σε βίντεο.
Είναι οι ακτινογραφίες επιβλαβείς;
Οι ακτινογραφίες είναι μια υπέροχη προσθήκη στον κόσμο της ιατρικής: επιτρέπουν στους γιατρούς να κοιτάζουν μέσα σε έναν ασθενή χωρίς καμία απολύτως χειρουργική επέμβαση. Είναι πολύ πιο εύκολο και ασφαλές να κοιτάξεις ένα σπασμένο οστό χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ παρά να χρησιμοποιήσεις μια επεμβατική μέθοδο. 
Είναι όμως επιβλαβείς οι ακτινογραφίες; Στις πρώτες μέρες της επιστήμης των ακτίνων Χ, πολλοί γιατροί εξέθεταν τους ασθενείς και τους εαυτούς τους σε ακτίνες για μεγάλες χρονικές περιόδους. Τελικά, γιατροί και ασθενείς άρχισαν να αναπτύσσουν ασθένεια ακτινοβολίας και η ιατρική κοινότητα γνώριζε ότι κάτι δεν πήγαινε καλά.
Το πρόβλημα είναι ότι οι ακτίνες Χ είναι μια μορφή ιονίζουσας ακτινοβολίας.
Το ηλεκτρικό φορτίο του ιόντος μπορεί να οδηγήσει σε αφύσικες χημικές αντιδράσεις μέσα στα κύτταρα. Μεταξύ άλλων, το φορτίο μπορεί να σπάσει τους κλώνους του DNA. Ένα κύτταρο με σπασμένο κλώνο DNA είτε θα πεθάνει είτε το DNA θα αρχίσει να μεταλλάσσεται. Εάν πεθάνουν πολλά κύτταρα, μπορεί να αναπτυχθούν διάφορες ασθένειες στο σώμα. Εάν το DNA μεταλλαχθεί, το κύτταρο μπορεί να γίνει καρκινικό και ο καρκίνος μπορεί να εξαπλωθεί. Εάν η μετάλλαξη συμβεί σε σπέρμα ή ωάριο, μπορεί να οδηγήσει σε γενετικές ανωμαλίες. Εξαιτίας όλων αυτών των κινδύνων, οι γιατροί χρησιμοποιούν ακτινογραφίες λαμβάνοντας υπόψη ορισμένα πρότυπα.
Ακόμη και με αυτούς τους κινδύνους, η σάρωση με ακτίνες Χ εξακολουθεί να είναι μια ασφαλέστερη επιλογή από τη χειρουργική επέμβαση. Τα μηχανήματα ακτίνων Χ είναι ένα ανεκτίμητο εργαλείο στην ιατρική, καθώς και ένα πλεονέκτημα στην ασφάλεια και την επιστημονική έρευνα. Είναι πραγματικά ένα από τα πιο χρήσιμα και.