Ministarstvo obrazovanja i znanosti Ruske Federacije

savezna državna autonomna obrazovna ustanova

više obrazovanje

„NACIONALNO ISTRAŽIVANJE

POLITEHNIČKO SVEUČILIŠTE TOMSK"

Laboratorijski rad br.1

Nadglednik: profesor katedreMMS

Kulkov Sergej Nikolajevič

Učenici grupe 4B21:

Kondratenko A.I.

Proskurnikov G.V.

Dronov A.A.

Tomsk, 2015

Cilj: upoznati, proučiti, ali i steći vještine rendgenske analize prahova.

Uređaj za rendgen aparat

Jedna od najučinkovitijih metoda za proučavanje strukture kristalnih tvari je radiografija.

Radiografija je podijeljena u 2 vrste:

1. Analiza rendgenske difrakcije (XRD);

2. Fazna rendgenska analiza (XRF).

Prva metoda je najopćenitija i najinformativnija i omogućuje vam nedvosmisleno određivanje svih pojedinosti kristalne strukture (koordinate atoma, itd.). Predmet istraživanja u RStA je monokristal. Druga metoda omogućuje vam prepoznavanje tvari i određivanje nekih parametara kristalne strukture. Objekti XRF istraživanja su polikristalni uzorci.

Rendgenski uređaj je dizajniran za pretvaranje električne energije u x-zrake. Struktura rendgenskog uređaja ovisi o njegovoj funkciji, ali općenito se sastoji od izvora zračenja, napajanja, sustava upravljanja i periferije.

Kako radi rendgenski aparat?

Uređaj se obično napaja iz izmjenične struje od 126 ili 220 V. Međutim, moderne rendgenske jedinice rade na istosmjernu struju na znatno višem naponu. U tom smislu, napajanje uključuje transformator (ili sustav transformatora) i strujni ispravljač (ponekad možda nema ispravljača - ako je snaga uređaja mala). Generator zračenja je rentgenska cijev, jedna ili više njih.

Upravljački sustav je rasklopni uređaj, odnosno upravljačka ploča koja regulira rad cijele instalacije. Osim toga, aparat uključuje stativ (sustav stativa) na koji je montiran generator zračenja. Princip rada instalacije je sljedeći. Izmjenična struja iz mreže dovodi se do primarnog namota transformatora. Viši napon se uklanja iz njegovog sekundarnog namota i dovodi do emitera izravno (poluvalne instalacije) ili preko ispravljača - kenotrona. Zagrijavanjem katodne niti rendgenske cijevi regulira se njezin rad. U ovom slučaju, ne više od 1% energije koja se dovodi u cijev pretvara se u zračenje, ostatak se pretvara u toplinu, prije svega, anoda se zagrijava. Kako bi se izbjegla njegova oštećenja od pregrijavanja, koriste se ili vatrostalni materijali (volfram, molibden), ili je dizajniran poseban sustav hlađenja (vodeno hlađenje, rotirajuća anoda). Moderne rendgenske jedinice opremljene su posebnim uređajima za stabilizaciju struje i zaštitu odašiljača od preopterećenja. Osim toga, ugrađen je sustav za zaštitu drugih od prekomjernog zračenja (kao i od struje visokog napona).

Uređaj s rendgenskom cijevi

Rendgenska cijev je električni vakuumski uređaj s izvorom zračenja elektrona (katoda) i metom u kojoj se oni usporavaju (anoda). Visokonaponski napon za zagrijavanje katode dovodi se negativnim visokonaponskim kabelom iz transformatora sa žarnom niti, koji se nalazi u generatorskom uređaju. Zagrijana spirala katode, kada se na rendgensku cijev primijeni visoki napon, počinje emitirati ubrzani tok elektrona, a zatim se oni naglo usporavaju na volframovoj ploči anode, što dovodi do pojave X-zraka. zrake.

Princip rada rendgenske cijevi

Slika 1 - Dijagram rendgenske cijevi za strukturnu analizu: 1 - metalna anodna čašica (obično uzemljena); 2 – berilijski prozori za emisiju rendgenskih zraka; 3 – termionska katoda; 4 – staklena tikvica, koja izolira anodni dio cijevi od katode; 5 – katodni terminali, na koje se dovodi napon žarne niti, kao i visoki (u odnosu na anodu) napon; 6 – elektrostatski sustav za fokusiranje elektrona; 7 – ulaz (antikatoda); 8 – cijevi za dovod i odvod tekuće vode koja hladi ulazno staklo.

Područje anode gdje padaju elektroni naziva se žarište. Moderne rendgenske cijevi obično imaju dva žarišta: veliko i malo. U anodi se više od 95% energije elektrona pretvara u toplinsku energiju, zagrijavajući anodu na 2000°C ili više. Iz tog razloga, kako se trajanje ekspozicije povećava, dopuštena snaga se smanjuje.

Rendgenska dijagnostička cijev smještena je u olovno kućište koje je napunjeno transformatorskim uljem. Kućište ima rupe za spajanje visokonaponskih kabela i izlazni prozor kroz koji izlazi snop zračenja. Kako bi se doza rendgenskog zračenja smanjila na najmanju moguću mjeru u modernim rendgenskim uređajima, na primjer FMC, na izlazni prozor je pričvršćen uređaj za kolimaciju. Kako bi se spriječilo oštećenje anode rendgenske cijevi, potonja se mora okretati; u tu se svrhu na dnu kućišta rendgenske cijevi nalazi uređaj za rotaciju anode.

Široko se koristi u modernoj medicinskoj praksi. Uz njihovu pomoć provodi se dijagnoza i liječenje raznih bolesti. Što se tiče samog rada dijagnostičkih modela, radi se o uređajima koji omogućuju neinvazivnu procjenu stanja unutarnjih organa i mišićno-koštanog tkiva tijelo.

Slika je formirana na temelji se na različitim stupnjevima apsorpcije zraka od strane pacijentovih unutarnjih tkiva i naziva se radiografija. Može se prikazati kaoposeban film, te na računalu (za digitalne modele).

Na rendgenskoj snimci jasno se vide unutarnji organi i kosti. Kako bi se jasnije vizualizirali pojedini organi i tkiva, koristi se kontrastna tvar, koja omogućuje točnije dijagnosticiranje postojećih patologija.

Kako radi rendgenski aparat?

Rendgen aparat sadrži sljedeće dijelove i komponente:

• OKO dno ili nekoliko emiterske cijevi koje generiraju X-zrake;
• Uređaj za napajanje koji opskrbljuje uređaj električnom energijom (uz njegovu pomoć reguliraju se parametri zračenja);
• Uređaj koji pretvara rendgensko zračenje u sliku koja se može vizualizirati;
• Rasklopni uređaj (upravljačka jedinica uređaja);
• Tronošci preko kojih se kontrolira instalacija;
• Oprema za zaštitu od zračenja.

Rendgenski uređaj ima prilično debelo kućište od olova koje obavlja zaštitnu funkciju. Ovaj metal dobro apsorbira X-zrake, osiguravajući maksimalnu sigurnost medicinskog osoblja.

Princip rada rendgenske jedinice

Princip rada rendgenskog uređaja temelji se na dovodu napona na upravljačku ploču za podešavanje jačine zračenja, a zatim na glavni transformator, gdje se on stvara i zračenje zrake , prodirući kroz područje proučavanja, završavaju na ekranu za unos, uzrokujući da svijetli. Pod utjecajem ovog zračenja, fotokatoda izbacuje elektrone, kao rezultat, fotoelektroni ubrzani električnim poljem ulaze u izlazni mali ekran, na kojem se elektronička slika pretvara u svjetlosnu.

Značajka većine modernih rendgenskih uređaja je uporaba elektronsko-optičkih pretvarača ili pojačala za smanjenje izloženosti zračenju pacijenta i osoblja.

Vrste rendgenskih aparata

• Ovisno o namjeni, sve rendgenske jedinice dijele se na terapeutske i dijagnostičke. Potonji se pak dijele na:

Mobilni (koristi se u operacijskim dvoranama i traumatološkim odjelima, bolničkim odjelima i kod kuće);

Stacionarni (koristi se uglavnom u rendgenskim sobama);

/ prijenosni (prikladni za transport, stoga su neophodni pri pružanju hitne medicinske pomoći).

Dijagnostički uređaji koriste veliku struju koja prolazi kroz emitorsku cijev i mali napon. Nasuprot tome, terapijski uređaji koriste nisku struju i visoki napon. Rentgenski aparati se razlikuju i po vrsti napajanja emiterske cijevi.

Rendgenski uređaji (sinonim: rendgenski uređaji) su uređaji za proizvodnju i korištenje rendgenskog zračenja u tehničke i medicinske svrhe. Ovisno o namjeni medicinski rendgenski aparati se dijele na dijagnostičke i terapijske. Prema uvjetima u kojima rade, rendgenski aparati se dijele na stacionarne, pokretne i prijenosne.

Stacionarni rendgenski uređaji, kako dijagnostički (slika 1), tako i terapeutski (slika 2), namijenjeni su stalnoj uporabi u posebno prilagođenoj prostoriji - rendgenskoj sobi (vidi). Mobilni rendgenski uređaji, ovisno o uvjetima uporabe, dijele se na odjelne (slika 3), prilagođene kretanju unutar zdravstvene ustanove u svrhu rendgenskog pregleda bolesnika neposredno u odjelima, i prijenosne, dizajniran za korištenje izvan medicinske ustanove. U mobilne rendgenske uređaje spadaju i uređaji (RUM-4) namijenjeni za rad u terenskim uvjetima (slika 4). Obično se postavljaju i prevoze na posebno prilagođenim tipovima vozila, imaju autonomno napajanje i prostoriju za razmještanje, kao i vlastitu tamnu komoru. U mirnodopskim uvjetima mobilni rendgenski uređaji koriste se u posebno opremljenim vozilima, željezničkim vagonima i na brodovima pomorske i riječne flote (tzv. brodski rendgenski uređaji). Postoje i mobilni rendgenski uređaji koji se smještaju u posebne kutije za skladištenje i prevoze na bilo kojoj vrsti transporta s oprugom.

Terenski rendgenski uređaji podliježu nizu posebnih zahtjeva koji proizlaze iz nepovoljnih i otežanih uvjeta transporta, klimatskih uvjeta te potrebe česte montaže i demontaže opreme. Konkretno, kutije za skladištenje moraju biti dovoljno zabrtvljene kako bi zaštitile opremu od prašine i vlage. Pojedinačni dijelovi rendgenskog aparata moraju biti sigurno pričvršćeni kako bi se osiguralo da se rendgenski uređaj može transportirati na ovješenim (obično automobilskim) vozilima po autocestama i makadamskim cestama bez oštećenja dijelova rendgenskog aparata. Fluktuacije temperature okoline u rasponu od 40 do -40° ne bi trebale utjecati na kvalitetu rada rendgenskog uređaja kada se skladišti i transportira pod ovim uvjetima. Montažu i demontažu rendgenskog uređaja mora izvršiti osoblje za održavanje u roku od pola sata bez upotrebe posebnih alata.

U mirnodopskim uvjetima, terenski rendgenski uređaji mogu se koristiti za masovne preglede (vidi Fluorografija), kao i za rendgenske dijagnostike u udaljenim područjima.

Prijenosni rendgenski aparati (slika 5) namijenjeni su za izvođenje najjednostavnijih vrsta rendgenskih pretraga u hitnoj i hitnoj pomoći, te njezi u kući. Male su veličine, lagane, stanu u dva mala kofera i obično ih mogu nositi 1-2 osobe.

Postoje mnoge vrste rendgenskih uređaja dizajniranih za različite svrhe. Radna snaga proizvedenih rendgenskih uređaja određena je umnoškom sekundarnog napona (generacijski napon u kilovoltima) i struje (u miliamperima) koja prolazi kroz rendgensku cijev (vidi) u sekundi.

Rasponi napona i struje rendgenskih uređaja ovisno o njihovoj namjeni navedeni su u tablici.

Rendgenski uređaj sastoji se od sljedećih glavnih komponenti.

1. Visokonaponski uređaj, uključujući visokonaponski transformator (tzv. glavni transformator), transformator sa žarnom niti rendgenske cijevi i sustav koji ispravlja struju koja se dovodi u rendgensku cijev (kod male snage uređaji, ispravljački uređaj može biti odsutan).

2. Generator rendgenskih zraka – rendgenska cijev.

3. Rasklopni uređaj - upravljačka ploča koja regulira načine rada uređaja.

4. Stativ ili grupe stalka za postavljanje rendgenske cijevi, opremljene napravama za montažu ili pozicioniranje pacijenata tijekom određenih vrsta rendgenskih pregleda i liječenja, kao i opremom za zaštitu od zračenja.

Shematski, princip rada rendgenskog aparata je da se napon električne mreže dovodi do upravljačke ploče, u kojoj se regulira pomoću autotransformatora i dovodi do primarnog namota glavnog transformatora. Kao rezultat razlike u broju zavoja primarnog i sekundarnog namota glavnog transformatora, napon u njemu naglo raste i dovodi se izravno u rendgensku cijev (tzv. poluvalni rendgenski uređaji) ili preko uređaja za ispravljanje (kenotroni, selenski ispravljači). Struja koja prolazi kroz rendgensku cijev kontrolira se stupnjem užarenosti njezine katodne niti.

Moderni rendgenski aparati opremljeni su vrlo sofisticiranim uređajima za stabilizaciju napona i struje rendgenske cijevi, kao i za zaštitu od mogućih preopterećenja. Uz složene relejne uređaje za regulaciju vremena ekspozicije, dijagnostički uređaji opremljeni su automatskim prekidačima za načine rada rendgenskog aparata, što je potrebno, na primjer, pri brzom prebacivanju iz rendgenskog načina rada u način rada slike i natrag. . Osim toga, svi moderni rendgenski uređaji imaju sustav zaštite od neiskorištenog rendgenskog zračenja i od strujnog udara visokog napona.

Na temelju prirode zaštite od visokonaponskog strujnog udara razlikuju se blok uređaji kod kojih je visokonaponski uređaj zajedno s rendgenskom cijevi zatvoren u zajedničko uzemljeno metalno kućište i kabel X- zračne strojeve, u kojima su visokonaponske žice zatvorene u izolirane visokonaponske kabele, a cijev i glavni transformator zatvoreni su u izolirane visokonaponske kabele u metalnim uzemljenim kućištima. Blok uređaji se obično koriste za mobilne i prijenosne rendgenske uređaje, a kabelski uređaji za stacionarne.

Dijagnostički rendgenski uređaji opremljeni su uređajima za tomografiju (vidi), kimografiju, elektrokimografiju i druge posebne istraživačke metode, kao i pojačivač slike (vidi Elektrooptički pojačivač rendgenske slike) (Sl. 6), omogućujući za rendgensko snimanje, televizijski prijenos rendgenskih slika i pružanje visoke svjetline slike uz značajno smanjenje izloženosti zračenju.

Za proučavanje pojedinih faza brzotekućih procesa postoje posebni rendgenski uređaji koji omogućuju rendgensko snimanje pri brzinama zatvarača od tisućinki sekunde. To se ne postiže povećanjem snage (a time i veličine) rendgenskih uređaja, već korištenjem sustava kondenzatora koji se pune iz transformatora relativno male snage do potrebnog napona i zatim, u pravom trenutku, trenutno ispuštaju na rendgensku cijev (tzv. pulsni rendgenski aparati). Osim toga, postoje prilagodbe konvencionalnim dijagnostičkim rendgenskim uređajima u obliku dodataka koji omogućuju fotografiranje fiziološki pokretnih objekata (pluća, srce) u unaprijed određenoj fazi aktivnosti, na primjer, u fazi udisaja ili izdisaja ili u određena faza srčane aktivnosti.

Za terapiju zračenjem koriste se terapijski rendgenski aparati.

Uvođenjem u kliničku praksu umjetnih radioaktivnih izotopa i raznih vrsta akceleratora nabijenih čestica, linearnih akceleratora, betatrona, sinkrotrona, sinkrofazotrona itd., uloga same terapije rentgenskim zračenjem se donekle suzila, a trenutno se koristi za izlaganje zračenju. do patoloških žarišta relativno plitkog položaja.

Postoje terapijski rendgenski uređaji ne samo za statičko, nego i za tzv. mobilno zračenje (metode rotacijske i konvergentne rentgenske terapije).

Ovisno o dubini lokalizacije ozračene lezije, uređaji se koriste za površinsku terapiju RTG (slika 7) i za statičku dubinsku terapiju (slika 2).

Osim toga, proizvode se rendgenski uređaji za rotacijsku (slika 8) i konvergentnu (slika 9) terapiju rendgenskim zrakama, u kojoj se tijekom izlaganja zračenju cijev automatski pomiče po unaprijed određenoj putanji tako da je glavni snop zračenja stalno usmjeren na patološkom žarištu, a okolno tkivo i područje kože bili su naizmjenično izloženi zrakama. To omogućuje, uz poštedu kože i zdravog tkiva, isporuku većih doza rendgenskog zračenja na leziju nego kod statičkih metoda zračenja.

Suvremeni terapijski rendgenski uređaji, poput dijagnostičkih, opremljeni su nizom posebnih uređaja i uređaja koji automatiziraju njihov rad. Uz terapijske uređaje s klasičnim automatskim vremenskim relejima, postoje rendgenski uređaji kod kojih je vremenski relej zamijenjen doznim relejem, koji je sastavni dozimetar koji automatski isključuje visoki napon kada se postigne unaprijed određena doza zračenja. Osim toga, set terapijskih rendgenskih uređaja uključuje posebne komplete cijevi, dijafragme koje ograničavaju polje zračenja i filtre koji filtriraju mekši dio zračenja i čine radni snop ujednačenijim.

Vidi i rendgenska tehnologija, rendgenski pregled, rentgenska terapija.

Riža. 1. Stacionarni dijagnostički rendgen tip RUM-5.

Riža. 2. Rentgenski aparat tip RUM-11 za statičku dubinsku radioterapiju.

Riža. 3. Odjelni rendgenski aparat.

Riža. 4. Opći pogled na rendgenski aparat RUM-4.

Riža. 5. Prijenosni rendgenski aparat.

Riža. 6. Elektronsko-optički pretvarač (EOC) sa zrcalom za vizualno promatranje, filmskom kamerom i odašiljačkom televizijskom kamerom.

Riža. 7. Rentgenski aparat tip RUM-7 za kožnu i kontaktnu radioterapiju.

Riža. 8. Rentgenski aparat za rotacionu radioterapiju.

Riža. 9. Rendgenski aparat za konvergentnu radioterapiju.

Rendgenski aparati su uređaji za dobivanje i primjenu u medicini i tehnici. Medicinski rendgenski uređaji prema namjeni se dijele na dijagnostičke (slika 1.) i terapijske (slika 2.), a prema uvjetima rada - na stacionarne, pokretne i prijenosne. Stacionarni rendgenski aparati smješteni su u posebnim. Mobilni rendgenski uređaji dolaze u dvije vrste: sklopivi, dizajnirani za rad na putu (Sl. 3) i montirani na odjel (Sl. 4) - za pomoć u rendgenskoj dijagnostici u bolnicama uz bolesnikov krevet. Prijenosni rendgenski aparati (slika 5) služe za obavljanje jednostavnih rendgenskih pretraga kod kuće (kućni prijenosni rendgenski aparat RU-560 sa svim priborom stane u dva kofera i ukupne je težine oko 45 kg) . Raspon napona i struja rendgenskih aparata, ovisno o njihovoj namjeni, dat je u tablici.

Rendgenski uređaj je dizajniran na sljedeći način: visoki napon (vidi) dovodi se iz transformatora za povećanje (tzv. glavnog transformatora), na čiji je sekundarni namot cijev spojena ili izravno (u prijenosnim uređajima male snage). i mobilni uređaji) ili preko ispravljačkog uređaja - kenotrona ili poluvodičkog ventila (vidi Ispravljači). Strujni krug sa žarnom niti katode rendgenske cijevi napaja se iz transformatora sa niskom niti. Budući da je anoda rendgenske cijevi obično uzemljena, a katoda pod visokim naponom, transformator sa žarnom niti ima visokonaponsku izolaciju. Elementi strujnog kruga visokog napona rendgenskog aparata obično su smješteni u uzemljeno kućište i visokonaponskim kabelima (kabelski rendgenski aparati) spojeni na elektrode zaštitne rendgenske cijevi. Kod tzv. blok uređaja visokonaponski dio zajedno s cijevi smješten je u metalno kućište ispunjeno mineralnim izolacijskim uljem.

Visoki napon se obično regulira pomoću autotransformatora (q.v.) spojenog na primarni krug glavnog transformatora. Posebna sklopka spojena na različite slavine autotransformatora omogućuje glatku ili postupnu promjenu napona na primarnom i, posljedično, na sekundarnom namotu glavnog transformatora. Struja žarne niti rendgenske cijevi postavlja se pomoću reostata spojenog na primarni krug namota transformatora sa žarnom niti. Anodna struja cijevi ovisi o veličini struje žarne niti, koja je određena naponom električne mreže: promjena napona mreže, na primjer, za 5% mijenja anodnu struju za 2 puta. Napon električne mreže pada kada je rendgenski uređaj uključen, pa je za stabilizaciju niti cijevi potrebno ugraditi transformator (kompenzator) ili poseban fero-rezonantni stabilizator. Autotransformator sa sklopkama, reostat za podešavanje struje žarne niti, upravljački uređaji, sustavi stabilizacije napona i zaštite od preopterećenja i kratkog spoja čine niskonaponski dio rendgenskog aparata i smješteni su u posebnoj upravljačkoj ploči. Uređaj se obično uključuje u fazama: prvo se uključuje mrežni napon, zatim zagrijavanje rendgenske cijevi i kenotrona i na kraju visoki napon. Onemogućavanje se vrši obrnutim redoslijedom. Rendgenski uređaj također uključuje stativ (ili skupinu stativa) za pričvršćivanje rendgenske cijevi, uređaje za fiksiranje pacijenata tijekom istraživanja ili liječenja, rendgenske zaslone (vidi) i opremu za subjekt i liječnika. Rendgenski uređaji opremljeni su posebnim uređajima (vremenskim relejima) za automatsko isključivanje visokog napona nakon određenog izlaganja. Terapeutski rendgenski uređaji koriste elektromehaničke releje s maksimalnom brzinom zatvarača od 10-30 minuta, koje pokreće mali električni motor. Prijenosni i mobilni dijagnostički rendgenski uređaji koriste ručne releje koji se aktiviraju oprugom, dok stacionarni koriste kondenzatorske releje s minimalnim kašnjenjem od oko 0,01 s.

Stranice: 1

Rendgen je uređaj koji se široko koristi u modernoj medicini za proučavanje i dijagnosticiranje raznih bolesti. Neophodan je za pristup unutarnjim organima čovjeka. Zahvaljujući rendgenskom aparatu liječnik dobiva sliku unutarnje strukture tijela koje ga zanima. Fotografija se projicira na film. Rad s rendgenom je neinvazivna medicinska pretraga, što znači da nije potreban prodor stranog tijela. Unatoč činjenici da se ovaj uređaj naširoko koristi u bolnicama i klinikama, malo ljudi zna kako radi.

Otkrijmo što je rendgenski uređaj, princip rada ovog uređaja i što to znači za medicinu.

Rendgenski aparat - što je to?

Rentgenski aparat je uređaj koji pretvara običnu električnu energiju u rendgensko zračenje. Postoje različite vrste rendgenskih uređaja, na primjer:

. Angiograf;

Fluorograf;

rendgenski mamograf;

Odjelni rendgenski aparat;

Zubni rendgenski aparat;

Operativni rendgenski aparat;

X-ray računalni tomograf;

I drugi.

Kao što vidimo, danas postoji mnogo vrsta rendgenskih aparata. Ovisno o organu koji se proučava, koriste se uređaji različitih dizajna i principa rada. Međutim, klasični rendgenski uređaj opće namjene, čije načelo rada ćemo razmotriti u ovom članku, sastoji se od upravljačkog sustava, napajanja, zračene strukture i perifernih uređaja. Ovisno o funkcionalnosti uređaja, može uključivati ​​i uređaje za snimanje slika ili vizualizaciju unutrašnjosti pregledavanog dijela tijela.

Princip rada rendgenskog aparata

Klasični rendgenski aparat napaja se preko električne mreže, čiji je maksimalni napon 220 V. No neki rendgenski sustavi, razvijeni u naše vrijeme, zahtijevaju znatno više električne energije. Takve instalacije osim napajanja sadrže transformator i ispravljač struje.

Rendgenska cijev je glavni element zračenja koji ga stvara. Uređaj sadrži i upravljački sustav kojim stručnjak kontrolira rad rendgenske jedinice.

Materijal kroz koji dolazi do rendgenskog zračenja je strujan, stoga je bez snažne električne mreže rad uređaja nemoguć. Tako struja iz električne mreže prolazi kroz fazu primarne obrade. Ova faza se javlja u namotu transformatora. Nakon toga vrlo brzo dolazi do faze sekundarne obrade tijekom koje se oslobađa visoki napon. Dolazi do kenotrona - ovo je strujni ispravljač, nakon čega napon ulazi u rendgensku cijev.

X-zraka se nalazi u čvrsto zatvorenoj posudi. Na jednom kraju cijevi nalazi se katoda, a na drugom anoda. Kada napon kroz transformator uđe u polje X-zraka, katoda i anoda udaraju, a zatim naglo koče. U tom slučaju dolazi do kočnog zračenja, odnosno generiranja rendgenskih zraka.

Cijeli gore opisani proces događa se u djeliću sekunde. Tako se na slici pojavljuje slika, kao da osvjetljava unutrašnjost potrebnog dijela tijela i pokazuje stanje organa. Ovako radi rendgenski aparat, čiji je princip rada gore opisan.

Značaj rendgenskog aparata za medicinu

U suvremenoj medicini, bez rendgenskog aparata, nastao bi kaos i nered, jer bi dijagnostika mnogih bolesti bila teška, ako ne i potpuno nemoguća. Samo zahvaljujući rendgenskom aparatu čovječanstvo je uspjelo izliječiti mnoge bolesti. Danas se ovaj uređaj koristi za dvije procedure:

1. Radiografija je unutarnja, ali ipak neinvazivna studija objekta. Zahvaljujući rendgenskim zrakama, slika se prenosi na fotografski film;

2. Fluoroskopija - sastoji se u činjenici da slika predmeta koji se proučava pada na poseban zaslon. Dakle, slika se pomiče, što je kod radiografije nemoguće.

Sada kada znate kako radi rendgenski uređaj, nećete brinuti o postupcima povezanim s njim.

Poput mnogih najvećih otkrića čovječanstva, X-zrake su izumljene potpuno slučajno.

Godine 1895. njemački fizičar po imenu Wilhelm Conrad Roentgen (1845.-1923.) došao je do otkrića dok je eksperimentirao s elektronskim snopom u cijevi s plinskim izbojem. Wilhelm Conrad Roentgen primijetio je da je fluorescentni ekran u njegovom laboratoriju počeo svijetliti kada se uključila elektronska zraka. Ovaj odgovor sam po sebi nije bio toliko iznenađujući i znanstvenik je znao da fluorescentni materijal obično svijetli kao odgovor na elektromagnetsko zračenje, ali je cijev za pražnjenje bila okružena teškim crnim kartonom. U teoriji, ovo bi blokiralo većinu zračenja, ali ne i X-zrake.

Fizičar Wilhelm Conrad Roentgen postavio je razne predmete između cijevi s plinskim pražnjenjem i zaslona, ​​a zaslon je i dalje svijetlio. Napokon je stavio ruku ispred uređaja i ugledao siluetu svojih kostiju projiciranu na fluorescentnom ekranu. Odmah nakon što je otkrio same X-zrake, otkrio je princip rada X-zraka.

Izvanredno otkriće znanstvenika dovelo je do jednog od najvažnijih medicinskih napredaka u ljudskoj povijesti.

Tehnologija X-zraka omogućuje liječnicima da vide izravno kroz ljudsko tkivo kako bi s nevjerojatnom lakoćom pregledali slomljene kosti, šupljine i progutane predmete.

Modificirani postupci mogu se koristiti za ispitivanje mekših tkiva kao što su pluća, krvne žile ili crijeva.

U ovom ćemo članku naučiti kako djeluju rendgenske zrake i rendgensko zračenje. Kako se pokazalo, osnovni proces je zapravo vrlo jednostavan.

X-zrake su u osnovi iste kao zrake vidljive svjetlosti. Oba su valoviti oblici elektromagnetske energije nošene česticama zvanim fotoni.

Razlika između X-zraka i zraka vidljive svjetlosti je razina energije pojedinačnih fotona. To se također izražava kao valna duljina zraka.

Naše su oči osjetljive na određenu valnu duljinu vidljive svjetlosti, ali ne i na kraće valne duljine gdje je energija veća. Svjetlosni valovi su veće valne duljine radiovalova s ​​nižom energijom.

Fotoni vidljive svjetlosti i fotoni X-zraka nastaju kretanjem elektrona u atomima. Elektroni zauzimaju različite energetske razine ili orbite oko jezgre atoma. Kada se elektron pomakne na nižu orbitu, mora osloboditi nešto energije. Oslobađa dodatnu energiju u obliku fotona. Energija fotona ovisi o tome koliko daleko je elektron skočio između orbita.

Kada se foton sudari s drugim atomom, atom može apsorbirati energiju fotona, podižući elektron na višu razinu. Da bi se to postiglo, energetska razina fotona mora odgovarati razlici energije između dva položaja elektrona. Ako nije, tada foton ne može pomicati elektrone između orbita. Atomi koji čine tkivo ljudskog tijela vrlo su dobri u apsorbiranju fotona vidljive svjetlosti. Energetska razina fotona odgovara različitim energetskim razlikama između elektroničkih položaja. Radio valovi nemaju dovoljno energije za pomicanje elektrona između orbita u velikim atomima, pa prolaze kroz većinu stvari. X-zrake također prolaze kroz većinu stvari, ali iz suprotnog razloga: imaju previše energije.

Primjena X-zraka

Najvažniji doprinos X-zraka dala je u svijetu medicine, ali je odigrala odlučujuću ulogu u nizu drugih područja. X-zrake igraju ključnu ulogu u istraživanjima vezanim uz teoriju kvantne mehanike, kristalografiju i kozmologiju. U industrijskom svijetu, rendgenski skeneri često se koriste za otkrivanje sitnih pukotina u teškoj metalnoj opremi. Skeneri temeljeni na ovom efektu postali su standardna oprema u sigurnosti zračnih luka. prakticiraju se u arheologiji, poljoprivredi, istraživanju svemira iu svakodnevnom životu.

Ipak, najširu primjenu ima u medicini.

Meko tkivo u tijelu sastoji se od manjih atoma i stoga slabo upija fotone. Atomi kalcija koji čine kosti puno su veći, pa bolje apsorbiraju X-zrake.

Kako radi X-zraka?

Osnova rendgenskog uređaja je staklena vakuumska cijev tipa s izbojem u plinu s dvije elektrode, katodom i anodom, koje se nalaze unutar.

Katoda je zagrijani vodič. Zagrijavanje se događa kroz poseban filament. Toplina pomaže izbacivanju elektrona s katode, a pozitivno nabijena volframova anoda privlači elektrone u vakuumskoj cijevi. Razlika napona između katode i anode je izuzetno velika, tako da elektroni velikom snagom lete kroz cijev. Kada se ubrzani elektron sudari s atomom volframa, on izbacuje slobodni elektron u jednoj od nižih orbita atoma. Elektron u višoj orbiti odmah prelazi na nižu energetsku razinu, oslobađajući svoju dodatnu energiju u obliku fotona.

Upravljajući smjerom kretanja i brzinom fotona, vakuumska cijev emitira radio valove na frekvenciji između ultraljubičastog i gama zračenja valne duljine od 10 −7 do 10 −12 metara.

Cijeli mehanizam je okružen debelim olovnim štitom. To sprječava emitiranje rendgenskih zraka u svim smjerovima. Mali prozor u štitu omogućuje da se dio fotona emitira u uskom snopu. Zraka u rendgenskom aparatu prolazi kroz niz filtera na putu do pacijenta.

Kamere s druge strane pacijenta snimaju uzorak dok prolazi kroz tijelo pacijenta. Kamera koristi istu tehnologiju kao obična kamera, ali se rendgenska slika razlikuje od obične kamere. U pravilu, liječnici pohranjuju film kao negativ. Odnosno, područja koja su izložena više svjetla izgledaju tamnija, a područja koja su izložena manje svjetla izgledaju svjetlije. Tvrdi materijali, poput kostiju, izgledaju bijeli, dok mekši materijali izgledaju crni ili sivi. Liječnici mogu na razne načine kontrolirati rad rendgenskog aparata promjenom intenziteta snopa slike. također koristi ovaj efekt.

Kontrastno sredstvo

Većina mekih tkiva ne vidi se jasno na redovnoj rendgenskoj snimci. Kako bi se iznutra usredotočili na organe ili pogledali krvne žile koje čine krvožilni sustav, liječnici moraju ubrizgati kontrastno sredstvo u tijelo.

Kontrastna sredstva su tekućine koje apsorbiraju X-zrake učinkovitije od okolnog tkiva. Kako bi se vidjeli organi u probavnom i endokrinom sustavu, pacijent guta mješavinu kontrastnih sredstava, obično mješavinu barija. Ako liječnici žele pregledati krvne žile ili druge elemente u krvožilnom sustavu, ubrizgavaju kontrastna sredstva u pacijentov krvotok.

Kontrastno sredstvo se često koristi zajedno s fluoroskopom. U fluoroskopiji X-zrake prolaze kroz tijelo na fluorescentni ekran, stvarajući pokretnu sliku. Liječnici mogu koristiti fluoroskopiju za praćenje prolaska kontrastnog sredstva kroz osobu. Liječnici također mogu snimiti rendgensku sliku na video.

Jesu li x-zrake štetne?

X-zrake su prekrasan dodatak svijetu medicine: omogućuju liječnicima da pogledaju unutar pacijenta bez ikakvog kirurškog zahvata. Puno je lakše i sigurnije pregledati slomljenu kost rendgenom nego koristiti invazivnu metodu.

Ali jesu li x-zrake štetne? U ranim danima znanosti o rendgenskim zrakama mnogi su liječnici izlagali pacijente i sebe zrakama na dulje vrijeme. Na kraju su liječnici i pacijenti počeli razvijati radijacijsku bolest, a medicinska zajednica je znala da nešto nije u redu.

Problem je u tome što su rendgenske zrake oblik ionizirajućeg zračenja.

Električni naboj iona može dovesti do neprirodnih kemijskih reakcija unutar stanica. Između ostalog, naboj može pokidati niti DNK. Stanica s prekinutim lancem DNK ili će umrijeti ili će DNK početi mutirati. Ako mnoge stanice odumru, u tijelu se mogu razviti razne bolesti. Ako DNK mutira, stanica može postati kancerogena i rak se može proširiti. Ako se mutacija dogodi u spermiju ili jajnoj stanici, može dovesti do urođenih mana. Zbog svih ovih rizika, liječnici koriste X-zrake vodeći računa o određenim standardima.

Čak i uz te rizike, rendgensko skeniranje još uvijek je sigurnija opcija od operacije. Rendgenski uređaji su neprocjenjiv alat u medicini, kao i vrijednost u sigurnosti i znanstvenim istraživanjima. Zaista su jedni od najkorisnijih i...