Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı

federal eyalet özerk eğitim kurumu

Yüksek öğretim

"ULUSAL ARAŞTIRMA

TOMSK POLİTEKNİK ÜNİVERSİTESİ"

1 numaralı laboratuvar çalışması

Danışman: bölüm profesörüMMS

Kulkov Sergey Nikolayeviç

4B21 grubunun öğrencileri:

Kondratenko A.I.

Proskurnikov G.V.

Dronov A.A.

Tomsk, 2015

Hedef: tozların X-ışını analiziyle tanışın, çalışın ve aynı zamanda beceri kazanın.

Röntgen cihazı cihazı

Kristalli maddelerin yapısını incelemek için en etkili yöntemlerden biri radyografidir.

Radyografi 2 türe ayrılır:

1. X-ışını kırınım analizi (XRD);

2. X-ışını faz analizi (XRF).

İlk yöntem en genel ve bilgilendirici olanıdır ve kristal yapının tüm ayrıntılarını (atomik koordinatlar vb.) Açıkça belirlemenizi sağlar. RStA'daki araştırmanın amacı tek bir kristaldir. İkinci yöntem, maddeyi tanımlamanıza ve kristal yapının bazı parametrelerini belirlemenize olanak sağlar. XRF çalışmasının nesneleri çok kristalli numunelerdir.

Bir röntgen makinesi, elektrik enerjisini röntgen ışınlarına dönüştürmek için tasarlanmıştır. X-ışını makinesinin yapısı işlevine bağlıdır ancak genel olarak bir radyasyon kaynağı, bir güç kaynağı, bir kontrol sistemi ve çevre birimlerinden oluşur.

Röntgen makinesi nasıl çalışır?

Cihaz genellikle 126 veya 220 V'luk bir AC güç kaynağından güç alır. Bununla birlikte, modern X-ışını üniteleri, önemli ölçüde daha yüksek bir voltajda DC'de çalışır. Bu bağlamda, güç kaynağı bir transformatör (veya transformatör sistemi) ve bir akım doğrultucu içerir (bazen cihazın gücü düşükse doğrultucu olmayabilir). Radyasyon jeneratörü bir veya daha fazla X-ışını tüpüdür.

Kontrol sistemi bir şalt sistemidir, yani tüm kurulumun çalışmasını düzenleyen bir kontrol panelidir. Ek olarak aparat, üzerine radyasyon jeneratörünün monte edildiği bir tripod (tripod sistemi) içerir. Kurulumun çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Şebekeden alternatif akım, transformatörün birincil sargısına beslenir. İkincil sargısından daha yüksek bir voltaj çıkarılır ve yayıcıya doğrudan (yarım dalga kurulumları) veya bir doğrultucu - kenotron aracılığıyla sağlanır. X-ışını tüpünün katot filamanının ısıtılması, çalışmasını düzenler. Bu durumda tüpe sağlanan enerjinin% 1'inden fazlası radyasyona dönüştürülmez, geri kalanı ısıya dönüşür, öncelikle anot ısınır. Aşırı ısınmadan kaynaklanan zararlarını önlemek için ya refrakter malzemeler kullanılır (tungsten, molibden) ya da özel bir soğutma sistemi tasarlanır (su soğutma, döner anot). Modern X-ışını üniteleri, akımı stabilize etmek ve yayıcıyı aşırı yükten korumak için özel cihazlarla donatılmıştır. Ek olarak, başkalarını aşırı radyasyondan (ve ayrıca yüksek voltaj akımından) korumak için bir sistem kurulur.

X-ışını tüpü cihazı

X-ışını tüpü, bir elektron radyasyonu kaynağına (katot) ve bunların yavaşlatıldığı bir hedefe (anot) sahip bir elektrikli vakum cihazıdır. Katodu ısıtmak için yüksek voltaj voltajı, jeneratör cihazında bulunan bir filaman transformatöründen gelen negatif bir yüksek voltaj kablosuyla sağlanır. Katodun ısıtılmış spirali, X-ışını tüpüne yüksek voltaj uygulandığında, hızlanan bir elektron akışı yaymaya başlar ve daha sonra anotun tungsten plakasında keskin bir şekilde yavaşlar, bu da X-ışınının ortaya çıkmasına neden olur. ışınlar.

X-ışını tüpünün çalışma prensibi

Şekil 1 - Yapısal analiz için bir X-ışını tüpünün diyagramı: 1 - metal anot kabı (genellikle topraklanmış); 2 – X-ışını emisyonu için berilyum pencereleri; 3 – termiyonik katot; 4 – tüpün anot kısmını katottan izole eden cam şişe; 5 - filaman voltajının ve ayrıca yüksek (anoda göre) voltajın sağlandığı katot terminalleri; 6 – elektrostatik elektron odaklama sistemi; 7 – giriş (anti-katot); 8 – Giriş camını soğutan akan suyun girişi ve çıkışı için borular.

Anotta elektronların düştüğü bölgeye odak denir. Modern X-ışını tüplerinin genellikle iki odağı vardır: büyük ve küçük. Anotta, elektron enerjisinin %95'inden fazlası termal enerjiye dönüştürülür ve anot 2000°C veya daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılır. Bu nedenle maruz kalma süresi arttıkça izin verilen güç azalır.

X-ışını teşhis tüpü, transformatör yağıyla doldurulmuş bir kurşun mahfazaya yerleştirilir. Muhafaza, yüksek voltaj kablolarını bağlamak için deliklere ve içinden radyasyon ışınının çıktığı bir çıkış penceresine sahiptir. FMC gibi modern röntgen makinelerinde x-ışını radyasyonunun dozunu en aza indirmek için çıkış penceresine bir kolimasyon cihazı takılır. X-ışını tüpünün anotunun hasar görmesini önlemek için ikincisinin dönmesi gerekir; bu amaçla, X-ışını tüpü kasasının altına bir anot döndürme cihazı yerleştirilir.

Modern tıp uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Onların yardımıyla çeşitli hastalıkların tanı ve tedavisi gerçekleştirilmektedir. Tanısal modellerin çalışmalarına gelince, bunlar durumun invazif olmayan bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanıyan cihazlardır. iç organlar ve kas-iskelet dokuları vücut.

Görüntü oluşuyor Açık ışınların hastanın iç dokuları tarafından farklı derecelerde emilmesine dayanır ve radyografi olarak adlandırılır. Olarak görüntülenebilirözel film ve bilgisayarda (dijital modeller için).

Röntgen, iç organları ve kemikleri açıkça gösterir. Bireysel organ ve dokuları daha net bir şekilde görselleştirmek için, mevcut patolojilerin daha doğru teşhis edilmesini mümkün kılan bir kontrast madde kullanılır.

Röntgen makinesi nasıl çalışır?

Röntgen makinesi aşağıdaki parça ve bileşenleri içerir:

• HAKKINDA alt veya birkaç X-ışınları üreten yayıcı tüpler;
• Cihaza elektrik sağlayan bir güç kaynağı cihazı (onun yardımıyla radyasyon parametreleri düzenlenir);
• X-ışını radyasyonunu görselleştirilebilen bir görüntüye dönüştüren bir cihaz;
• Şalt sistemi (cihaz kontrol ünitesi);
• Kurulumun kontrol edildiği tripodlar;
• Radyasyondan korunma ekipmanı.

X-ışını makinesi, koruyucu bir işlevi yerine getiren oldukça kalın bir kurşun mahfazaya sahiptir. Bu metal X ışınlarını iyi emer ve tıbbi personel için maksimum güvenlik sağlar.

Röntgen ünitesinin çalışma prensibi

X-ışını makinesinin çalışma prensibi, radyasyonun gücünü ayarlamak için kontrol paneline ve ardından üretildiği ana transformatöre voltaj verilmesine dayanmaktadır.ışınlama Işınlar çalışma alanına nüfuz ederek giriş ekranına gelerek ekranın parlamasına neden olurlar. Bu radyasyonun etkisi altında, fotokatot elektronları devre dışı bırakır, bunun sonucunda elektrik alanı tarafından hızlandırılan fotoelektronlar, üzerinde elektronik görüntünün hafif bir görüntüye dönüştürüldüğü çıkış küçük ekranına girer.

Çoğu modern X-ışını makinesinin bir özelliği, hastanın ve personelin radyasyona maruz kalmasını en aza indirmek için elektron-optik dönüştürücülerin veya amplifikatörlerin kullanılmasıdır.

X-ışını makinesi türleri

• Amaca bağlı olarak, tüm röntgen üniteleri tedavi edici ve teşhise ayrılmıştır. İkincisi sırasıyla ikiye ayrılır:

Mobil (ameliyathanelerde ve travma bölümlerinde, hastane koğuşlarında ve evde kullanılır);

Sabit (çoğunlukla röntgen odalarında kullanılır);

/ taşınabilir (nakliye için uygundur, bu nedenle acil tıbbi bakım sağlarken vazgeçilmezdirler).

Teşhis cihazları, yayıcı tüpten geçen büyük bir akımı ve küçük bir voltajı kullanır. Bunun tersine, terapötik cihazlar düşük akım ve yüksek voltaj kullanır. X-ışını makineleri aynı zamanda yayıcı tüpe sağlanan güç kaynağı türüne göre de farklılık gösterir.

X-ışını makineleri (eşanlamlı: X-ışını tesisleri), teknik ve tıbbi amaçlarla x-ışını radyasyonu üreten ve kullanan cihazlardır. Amaçlarına bağlı olarak tıbbi röntgen makineleri teşhis ve tedavi amaçlı olarak ikiye ayrılır. X-ray makineleri, çalıştırıldıkları şartlara göre sabit, seyyar ve portatif olmak üzere üçe ayrılır.

Hem tanısal (Şekil 1) hem de tedavi edici (Şekil 2) sabit X-ışını makineleri, özel olarak uyarlanmış bir odada - bir X-ışını odasında (bkz.) sürekli kullanım için tasarlanmıştır. Kullanım koşullarına bağlı olarak, mobil X-ışını cihazları, hastaların doğrudan koğuşlarda röntgen muayenesi amacıyla bir tıbbi kurum içinde hareket etmek üzere uyarlanmış koğuş birimlerine (Şekil 3) ve taşınabilir olanlara bölünmüştür. tıbbi kurum dışında kullanım için. Mobil X-ışını cihazları aynı zamanda saha koşullarında çalışmak üzere tasarlanmış cihazları (RUM-4) da içerir (Şekil 4). Genellikle özel olarak uyarlanmış araç türlerine kurulur ve taşınırlar, otonom güç kaynağına ve dağıtım odasının yanı sıra kendi karanlık odalarına da sahiptirler. Barış zamanı koşullarında, mobil X-ray üniteleri, özel donanımlı araçlarda, demiryolu vagonlarında ve deniz ve nehir filosundaki gemilerde (gemi X-ray üniteleri olarak adlandırılır) kullanılır. Ayrıca özel saklama kutularına yerleştirilen ve her türlü yaylı taşıma aracıyla taşınan mobil X-ray makineleri de bulunmaktadır.

Saha X-ray cihazları, elverişsiz ve zor taşıma koşulları, iklim koşulları ve ekipmanın sık sık kurulup sökülmesi ihtiyacından kaynaklanan bir takım özel gereksinimlere tabidir. Özellikle, ekipmanı toz ve nemden korumak için saklama kutuları yeterince kapatılmalıdır. X-ışını makinesinin otoyollarda ve toprak yollarda yaylı (genellikle otomobil) araçlarla, X-ışını makinesinin parçalarına zarar vermeden taşınabilmesini sağlamak için, röntgen makinesinin ayrı parçaları güvenli bir şekilde sabitlenmelidir. Ortam sıcaklığındaki 40 ila -40° aralığındaki dalgalanmalar, bu koşullar altında saklandığında ve taşındığında X-ışını makinesinin çalışma kalitesini etkilememelidir. Röntgen cihazının kurulum ve demontajı bakım personeli tarafından özel alet kullanılmadan yarım saat içerisinde yapılmalıdır.

Barış zamanında, saha tipi X-ışını cihazları toplu muayeneler (bkz. Florografi) ve uzak bölgelerdeki X-ışını teşhis çalışmaları için kullanılabilir.

Taşınabilir X-ışını makineleri (Şekil 5), acil ve acil bakımın yanı sıra evde bakımda en basit X-ışını muayenesi türlerini gerçekleştirmek için tasarlanmıştır. Küçük boyutludur, hafiftir, iki küçük valize sığar ve genellikle 1-2 kişi tarafından taşınmaya uygundur.

Farklı amaçlar için tasarlanmış birçok röntgen cihazı türü vardır. Üretilen X-ışını cihazlarının çalışma gücü, ikincil voltajın (kilovolt cinsinden üretim voltajı) X-ışını tüpünden (bkz.) saniyede geçen akımın (miliamper cinsinden) çarpımı ile belirlenir.

X-ışını cihazlarının amaçlarına göre voltaj ve akım aralıkları tabloda verilmiştir.

Röntgen cihazı aşağıdaki ana bileşenlerden oluşur.

1. Bir yüksek voltaj transformatörü (ana transformatör olarak adlandırılır), bir X-ışını tüpü filaman transformatörü ve X-ışını tüpüne sağlanan akımı (düşük güçte) düzelten bir sistem içeren bir yüksek voltaj cihazı cihazlarda bir doğrultucu cihaz bulunmayabilir).

2. X-ışını jeneratörü - X-ışını tüpü.

3. Şalt cihazı - cihazın çalışma modlarını düzenleyen kontrol paneli.

4. Radyasyondan korunma ekipmanının yanı sıra, belirli türdeki X-ışını muayenesi ve tedavisi sırasında hastaların kurulmasına veya konumlandırılmasına yönelik cihazlarla donatılmış, bir X-ışını tüpünün montajı için bir tripod veya stand grupları.

Şematik olarak, X-ışını makinesinin çalışma prensibi, elektrik şebekesinin voltajının, bir ototransformatör kullanılarak düzenlendiği ve ana transformatörün birincil sargısına beslendiği kontrol paneline sağlanmasıdır. Ana transformatörün primer ve sekonder sargılarının dönüş sayısındaki farkın bir sonucu olarak, içindeki voltaj keskin bir şekilde artar ve doğrudan X-ışını tüpüne (yarım dalga X-ışını makineleri denir) verilir. veya bir doğrultucu cihaz aracılığıyla (kenotronlar, selenyum doğrultucular). X-ışını tüpünden geçen akım, katot filamanının akkorluk derecesine göre kontrol edilir.

Modern X-ışını makineleri, X-ışını tüpünün voltajını ve akımını dengelemenin yanı sıra onu olası aşırı yüklenmelerden korumak için çok gelişmiş cihazlarla donatılmıştır. Pozlama süresini düzenleyen karmaşık röle cihazlarına ek olarak, teşhis cihazları, örneğin X-ışını modundan görüntü moduna hızlı bir şekilde geçiş yaparken gerekli olan X-ışını makinesinin çalışma modları için otomatik anahtarlarla donatılmıştır. . Ayrıca tüm modern X-ray makinelerinde kullanılmayan X-ışını radyasyonuna ve yüksek voltajlı elektrik çarpmasına karşı koruma sistemi bulunmaktadır.

Yüksek voltajlı elektrik çarpmasına karşı korumanın doğasına bağlı olarak, yüksek voltajlı cihazın X-ışını tüpüyle birlikte ortak bir topraklanmış metal mahfaza içine alındığı blok cihazlar ve X-ışını kablosu arasında bir ayrım yapılır. yüksek gerilim kablolarının yalıtımlı yüksek gerilim kabloları içine alındığı ve tüp ile ana transformatörün yalıtımlı yüksek gerilim kabloları içine alındığı ışın makineleri, metal topraklanmış muhafazalar içinde. Mobil ve taşınabilir röntgen cihazları için genellikle blok cihazlar, sabit olanlar için ise kablolu cihazlar kullanılır.

Tanısal X-ışını makineleri, tomografi (bkz.), Kimografi, elektrokimografi ve diğer özel araştırma yöntemlerinin yanı sıra bir görüntü yoğunlaştırıcı (bkz. Elektro-optik X-ışını görüntü yoğunlaştırıcı) (Şekil 6) için cihazlarla donatılmıştır. X-ışını çekimi, X-ışını görüntülerinin televizyonda aktarımı ve radyasyon maruziyetinde önemli bir azalma ile yüksek görüntü parlaklığının sağlanması için.

Hızlı akan süreçlerin bireysel aşamalarını incelemek için, saniyenin binde biri kadar enstantane hızlarında X-ışını fotoğrafçılığına olanak tanıyan özel X-ışını cihazları vardır. Bu, X-ışını makinelerinin gücünün (ve dolayısıyla boyutunun) arttırılmasıyla değil, nispeten düşük güçlü bir transformatörden gerekli voltaja yüklenen ve ardından doğru anda anında devreye giren bir kapasitör sistemi kullanılarak elde edilir. X-ışını tüpüne (darbeli X-ışını makineleri denir) boşaltılır. Ek olarak, geleneksel teşhis amaçlı X-ışını makinelerinde, fizyolojik olarak hareket eden nesnelerin (akciğerler, kalp) önceden belirlenmiş bir faaliyet aşamasında, örneğin nefes alma veya nefes verme aşamasında veya nefes verme aşamasında fotoğraflanmasını mümkün kılan eklentiler şeklinde uyarlamalar mevcuttur. kalp aktivitesinin belirli bir aşaması.

Radyasyon tedavisi için terapötik X-ışını makineleri kullanılır.

Yapay radyoaktif izotopların ve çeşitli türdeki yüklü parçacık hızlandırıcıların, doğrusal hızlandırıcıların, betatronların, senkrotronların, senkrofazotronların vb. klinik uygulamaya girmesiyle, x-ışını tedavisinin rolü bir miktar daraldı ve şu anda radyasyona maruz kalma için kullanılıyor nispeten sığ bir konumun patolojik odaklarına.

Sadece statik değil, aynı zamanda mobil ışınlama (dönme ve yakınsak X-ışını tedavisi yöntemleri) için de terapötik X-ışını cihazları vardır.

Işınlanan lezyonun lokasyonunun derinliğine bağlı olarak yüzeysel röntgen tedavisi (Şekil 7) ve statik derin terapi (Şekil 2) için cihazlar kullanılır.

Ek olarak, rotasyonel (Şekil 8) ve yakınsak (Şekil 9) röntgen tedavisi için X-ışını cihazları üretilir; burada radyasyona maruz kalma sırasında tüp, ana radyasyon ışınının sürekli olarak yönlendirileceği şekilde önceden belirlenmiş bir yol boyunca otomatik olarak hareket eder. patolojik odakta ve çevresindeki dokular ve cilt bölgesi dönüşümlü olarak ışınlara maruz bırakıldı. Bu, cildi ve sağlıklı dokuyu korurken, lezyona statik ışınlama yöntemlerine göre daha yüksek dozlarda X-ışını radyasyonu iletilmesini sağlar.

Teşhis cihazları gibi modern terapötik röntgen makineleri, çalışmalarını otomatikleştiren bir dizi özel cihaz ve cihazla donatılmıştır. Geleneksel otomatik zaman röleli terapi cihazlarının yanı sıra, zaman rölesinin, önceden belirlenmiş bir radyasyon dozuna ulaşıldığında yüksek voltajı otomatik olarak kapatan entegre bir dozimetre olan doz rölesi ile değiştirildiği X-ışını makineleri de bulunmaktadır. Ek olarak, terapötik X-ışını cihazları seti, özel tüp setlerini, ışınlama alanını sınırlayan diyaframları ve radyasyonun daha yumuşak kısmını filtreleyen ve çalışma ışınını daha düzgün hale getiren filtreleri içerir.

Ayrıca bkz. Röntgen teknolojisi, Röntgen muayenesi, Röntgen tedavisi.

Pirinç. 1. Sabit teşhis X-ışını makinesi tipi RUM-5.

Pirinç. 2. Statik derin radyoterapi için RUM-11 tipi röntgen cihazı.

Pirinç. 3. Koğuş röntgen cihazı.

Pirinç. 4. RUM-4 X-ray cihazının genel görünümü.

Pirinç. 5. Taşınabilir X-ışını makinesi.

Pirinç. 6. Görsel gözlem için bir aynaya, bir film kamerasına ve bir verici televizyon kamerasına sahip elektron-optik dönüştürücü (EOC).

Pirinç. 7. Cilt ve temas radyoterapisi için RUM-7 tipi röntgen cihazı.

Pirinç. 8. Rotasyonel radyoterapi için röntgen cihazı.

Pirinç. 9. Yakınsak radyoterapi için röntgen cihazı.

X-ışını makineleri tıpta ve teknolojide elde edilmesi ve kullanılmasına yönelik cihazlardır. Tıbbi X-ışını cihazları, amaca göre teşhis (Şekil 1) ve tedavi edici (Şekil 2) ve çalışma koşullarına göre - sabit, mobil ve taşınabilir olarak ikiye ayrılır. Sabit röntgen makineleri özel olanlarda bulunur. Mobil röntgen makineleri iki tipte mevcuttur: katlanabilir, seyahat işleri için tasarlanmış (Şekil 3) ve hastanelerde hastanın yatağının yanında röntgen teşhis yardımı için koğuşa monteli (Şekil 4). Taşınabilir röntgen makineleri (Şekil 5), evde basit röntgen muayenelerini gerçekleştirmek için kullanılır (tüm aksesuarlarıyla birlikte ev tipi taşınabilir cihaz RU-560 iki valize sığar ve toplam ağırlığı yaklaşık 45 kg'dır). X-ışını makinelerinin amaçlarına bağlı olarak voltaj ve akım aralıkları tabloda verilmiştir.

X-ışını makinesi şu şekilde tasarlanmıştır: yüksek voltaj (bkz.), bir yükseltici transformatörden (ana transformatör olarak adlandırılır), tüpün doğrudan bağlandığı ikincil sargıya (düşük güçlü taşınabilir olarak) beslenir. ve mobil cihazlar) veya bir doğrultucu cihaz aracılığıyla - bir kenotron veya bir yarı iletken valf (bkz. Doğrultucular). X-ışını tüpünün katotunun filaman devresi, aşağıya doğru inen bir filaman transformatöründen güç alır. X-ışını tüpünün anodu genellikle topraklandığından ve katotu yüksek voltajda olduğundan, filaman transformatörü yüksek voltaj yalıtımına sahiptir. Bir X-ışını makinesinin yüksek voltajlı devre elemanları genellikle topraklanmış bir mahfazaya yerleştirilir ve yüksek voltaj kabloları (kablolu X-ışını makineleri) kullanılarak koruyucu X-ışını tüpünün elektrotlarına bağlanır. Blok cihazlar olarak adlandırılan cihazlarda, yüksek voltajlı kısım tüple birlikte mineral yalıtım yağıyla doldurulmuş metal bir mahfazaya yerleştirilir.

Yüksek voltaj genellikle ana transformatörün birincil devresine bağlanan bir ototransformatör (q.v.) kullanılarak düzenlenir. Ototransformatörün çeşitli kademelerine bağlanan özel bir anahtar, ana transformatörün birincil ve dolayısıyla ikincil sargısındaki voltajı düzgün veya kademeli olarak değiştirmenize olanak tanır. X-ışını tüpünün filaman akımı, filaman transformatörünün birincil sargısının devresine bağlı bir reostat kullanılarak ayarlanır. Borunun anot akımı, elektrik şebekesinin voltajı tarafından belirlenen filaman akımının büyüklüğüne bağlıdır: ağ voltajındaki bir değişiklik, örneğin% 5'lik bir değişiklik, anot akımını 2 kat değiştirir. X-ışını makinesi açıldığında elektrik şebekesinin voltajı düşer ve bu nedenle tüpün filamanını stabilize etmek için bir transformatör (kompansatör) veya özel bir ferro-rezonans stabilizatörünün kurulması gerekir. Anahtarlı bir ototransformatör, filaman akımını ayarlamak için bir reostat, kontrol cihazları, voltaj stabilizasyon sistemleri ve aşırı yük ve kısa devreye karşı koruma, X-ışını makinesinin düşük voltajlı kısmını oluşturur ve özel bir kontrol panelinde bulunur. Cihaz genellikle aşamalı olarak açılır: önce şebeke voltajı açılır, ardından X-ışını tüpünün ve kenotronun ısıtılması ve son olarak yüksek voltaj açılır. Devre dışı bırakma işlemi ters sırada yapılır. X-ışını aparatı ayrıca, X-ışını tüpünü takmak için bir tripod (veya tripod grubu), araştırma veya tedavi sırasında hastaları sabitlemeye yönelik cihazlar, X-ışını ekranları (bkz.) ve hasta ve doktor için ekipman içerir. X-ışını makineleri, belirli bir maruz kalma süresinden sonra yüksek voltajı otomatik olarak kapatan özel cihazlarla (zaman röleleri) donatılmıştır. Tedavi amaçlı röntgen makineleri, küçük bir elektrik motoruyla çalıştırılan, maksimum 10-30 dakikalık deklanşör hızına sahip elektromekanik röleler kullanır. Taşınabilir ve mobil teşhis X-ışını makineleri, bir yay tarafından çalıştırılan manuel röleleri kullanırken, sabit olanlar yaklaşık 0,01 saniyelik minimum gecikmeye sahip kapasitör rölelerini kullanır.

Sayfalar: 1

X-ışını makinesi, modern tıpta çeşitli rahatsızlıkları incelemek ve teşhis etmek için yaygın olarak kullanılan bir cihazdır. İnsan iç organlarına erişim için gereklidir. Doktor, röntgen cihazı sayesinde vücudun kendisini ilgilendiren iç yapısının bir resmini alır. Fotoğraf filme yansıtılır. X-ışınları ile çalışmak, invaziv olmayan bir tıbbi muayenedir, yani herhangi bir yabancı cismin nüfuz etmesine gerek yoktur. Bu cihazın hastanelerde ve kliniklerde yaygın olarak kullanılmasına rağmen çok az kişi nasıl çalıştığını biliyor.

Gelin röntgen cihazının ne olduğunu, bu cihazın çalışma prensibini ve tıp açısından ne anlama geldiğini öğrenelim.

Röntgen makinesi - nedir bu?

X-ışını makinesi, sıradan elektrik enerjisini X-ışını radyasyonuna dönüştüren bir cihazdır. Farklı türde röntgen makineleri vardır, örneğin:

. Anjiyografi;

Florograf;

X-ışını mamografisi;

Koğuş röntgen cihazı;

Diş röntgen cihazı;

Röntgen makinesinin çalıştırılması;

X-ışını bilgisayarlı tomografi;

Ve diğerleri.

Görüldüğü gibi günümüzde birçok çeşit röntgen cihazı bulunmaktadır. Çalışılan organa bağlı olarak farklı tasarım ve çalışma prensiplerine sahip cihazlar kullanılır. Ancak bu yazımızda çalışma prensibini ele alacağımız klasik genel amaçlı bir X-ışını cihazı, bir kontrol sistemi, bir güç kaynağı, yayılan bir yapı ve ayrıca çevre birimlerinden oluşur. Cihazın işlevselliğine bağlı olarak, görüntülerin kaydedilmesine veya incelenen vücut bölümünün içinin görselleştirilmesine yönelik cihazlar da içerebilir.

X-ışını makinesinin çalışma prensibi

Klasik bir röntgen makinesi, maksimum voltajı 220 V olan bir elektrik şebekesi üzerinden çalıştırılır. Ancak günümüzde geliştirilen bazı röntgen sistemleri önemli ölçüde daha fazla elektrik gerektirir. Bu tür kurulumlar, güç kaynağına ek olarak bir transformatör ve akım için bir redresör içerir.

X-ışını tüpü, onu üreten radyasyonun ana unsurudur. Cihaz ayrıca bir uzmanın X-ışını ünitesinin çalışmasını kontrol ettiği bir kontrol sistemi içerir.

X-ışını radyasyonunun oluştuğu malzeme akımdır, bu nedenle güçlü bir elektrik ağı olmadan cihazın çalışması imkansızdır. Böylece elektrik şebekesinden gelen akım birincil işlem aşamasından geçer. Bu aşama transformatör sargısında meydana gelir. Bundan sonra oldukça hızlı bir şekilde yüksek voltajın açığa çıktığı ikincil bir işlem aşaması gerçekleşir. Kenotron'a ulaşır - bu bir akım doğrultucudur ve ardından voltaj X-ışını tüpüne girer.

X-ışını tüpü sıkıca kapatılmış bir kapta bulunur. Borunun bir ucunda katot, diğer ucunda ise anot bulunur. Transformatörden geçen voltaj X-ışını alanına girdiğinde, katot ve anot çarpar ve ardından keskin bir şekilde frenlenir. Bu durumda bremsstrahlung meydana gelir, yani X ışınları üretilir.

Yukarıda anlatılan sürecin tamamı bir saniyenin kısasında gerçekleşir. Böylece resim üzerinde sanki vücudun gerekli kısmının içini aydınlatan ve organın durumunu gösteren bir resim belirir. Çalışma prensibi yukarıda açıklanan bir X-ışını makinesi bu şekilde çalışır.

Röntgen cihazının tıp açısından önemi

Modern tıpta, röntgen cihazı olmasaydı kaos ve düzensizlik ortaya çıkardı, çünkü birçok hastalığın tanısı tamamen imkansız olmasa da zor olurdu. İnsanoğlu ancak röntgen cihazı sayesinde birçok hastalığı tedavi edebildi. Bugün bu cihaz iki prosedür için kullanılıyor:

1. Radyografi, bir nesnenin dahili ancak yine de invazif olmayan bir incelemesidir. Röntgen ışınları sayesinde görüntü fotoğraf filmine aktarılır;

2. Floroskopi - incelenen nesnenin görüntüsünün özel bir ekrana düşmesinden oluşur. Böylece görüntü hareket eder ki bu radyografide mümkün değildir.

Artık röntgen cihazının nasıl çalıştığını bildiğinize göre, onunla ilgili prosedürler konusunda endişelenmenize gerek kalmayacak.

İnsanlığın en büyük keşiflerinin çoğu gibi, X-ışınları da tamamen tesadüf eseri icat edildi.

1895 yılında Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) adlı bir Alman fizikçi, keşfi bir gaz deşarj tüpünde elektron ışınıyla deneyler yaparken yaptı. Wilhelm Conrad Roentgen, elektron ışını açıldığında laboratuvarındaki floresan ekranın parlamaya başladığını fark etti. Bu cevap kendi içinde o kadar da şaşırtıcı değildi ve bilim adamı, floresan malzemenin genellikle elektromanyetik radyasyona tepki olarak parladığını biliyordu, ancak deşarj tüpü kalın siyah kartonla çevrelenmişti. Teorik olarak bu, radyasyonun çoğunu engeller ancak X ışınlarını engellemez.

Fizikçi Wilhelm Conrad Roentgen, gaz deşarj tüpü ile ekran arasına çeşitli nesneler yerleştirdi ve ekran hâlâ parlıyordu. Sonunda elini cihazın önüne koydu ve kemiklerinin siluetinin floresan ekrana yansıtıldığını gördü. X-ışınlarını keşfettikten hemen sonra, X-ışınlarının çalışma prensibini de keşfetti.

Bilim insanının dikkate değer keşfi, insanlık tarihindeki en önemli tıbbi ilerlemelerden birine yol açtı.

X-ışını teknolojisi, doktorların kırık kemikleri, oyukları ve yutulan nesneleri inanılmaz kolaylıkla incelemek için doğrudan insan dokusunu görmesine olanak tanır.

Akciğerler, kan damarları veya bağırsaklar gibi daha yumuşak dokuları incelemek için değiştirilmiş prosedürler kullanılabilir.

Bu yazıda x-ışınlarının ve x-ışını radyasyonunun nasıl çalıştığını öğreneceğiz. Görünen o ki, temel süreç aslında çok basit.

X-ışınları temelde görünür ışık ışınlarıyla aynıdır. Her ikisi de foton adı verilen parçacıklar tarafından taşınan dalga benzeri elektromanyetik enerji biçimleridir.

X ışınları ile görünür ışık ışınları arasındaki fark, tek tek fotonların enerji düzeyidir. Bu aynı zamanda ışınların dalga boyu olarak da ifade edilir.

Gözlerimiz görünür ışığın belirli bir dalga boyuna duyarlıdır ancak enerjinin daha yüksek olduğu daha kısa dalga boylarına duyarlı değildir. Işık dalgaları, daha düşük enerjiye sahip radyo dalgalarının daha uzun dalga boylarıdır.

Görünür ışık fotonları ve X-ışını fotonları, atomlardaki elektronların hareketiyle üretilir. Elektronlar, bir atomun çekirdeği etrafında farklı enerji seviyelerini veya yörüngeleri işgal eder. Bir elektron daha düşük bir yörüngeye hareket ettiğinde bir miktar enerji açığa çıkarmalıdır. Foton şeklinde ek enerji açığa çıkarır. Bir fotonun enerjisi, elektronun yörüngeler arasında ne kadar uzağa sıçradığına bağlıdır.

Bir foton başka bir atomla çarpıştığında atom, fotonun enerjisini emerek elektronu daha yüksek bir seviyeye yükseltebilir. Bunu yapmak için fotonun enerji seviyesi, iki elektron konumu arasındaki enerji farkına karşılık gelmelidir. Aksi takdirde foton elektronları yörüngeler arasında hareket ettiremez. İnsan vücudunun dokusunu oluşturan atomlar, görünür ışık fotonlarını absorbe etme konusunda çok iyidir. Bir fotonun enerji düzeyi elektronik konumlar arasındaki çeşitli enerji farklılıklarına karşılık gelir. Radyo dalgaları, elektronları büyük atomların yörüngeleri arasında hareket ettirmek için yeterli enerjiye sahip değildir, bu nedenle çoğu şeyin içinden geçerler. X-ışınları da çoğu şeyden geçer, ancak bunun nedeni tam tersidir: Çok fazla enerjiye sahiptirler.

X-ışını uygulamaları

X-ışınlarının en önemli katkısı tıp dünyasına oldu, ancak diğer birçok alanda da belirleyici bir rol oynadılar. X ışınları kuantum mekaniği teorisi, kristalografi ve kozmoloji ile ilgili araştırmalarda önemli bir rol oynamaktadır. Endüstriyel dünyada, X-ışını tarayıcıları genellikle ağır metal ekipmanlardaki küçük çatlakları tespit etmek için kullanılır. Bu etkiyi temel alan tarayıcılar, havalimanı güvenliğinde standart ekipman haline geldi. arkeolojide, tarımda, uzay araştırmalarında ve günlük yaşamda uygulanır.

Ancak en geniş kullanım alanı tıptadır.

Vücuttaki yumuşak doku daha küçük atomlardan oluşur ve bu nedenle fotonları iyi ememez. Kemikleri oluşturan kalsiyum atomları çok daha büyüktür, dolayısıyla X ışınlarını daha iyi emerler.

Röntgen nasıl çalışır?

X-ışını makinesinin temeli, içinde bulunan iki elektrot, bir katot ve bir anot içeren, gaz deşarj tipinde bir cam vakum tüpüdür.

Katot ısıtılmış bir iletkendir. Isıtma özel bir filament aracılığıyla gerçekleşir. Isı, elektronların katottan dışarı atılmasına yardımcı olur ve pozitif yüklü tungsten anot, vakum tüpündeki elektronları çeker. Katot ile anot arasındaki voltaj farkı son derece büyüktür, bu nedenle elektronlar tüpün içinden büyük bir kuvvetle uçarlar. Hızlanan bir elektron bir tungsten atomuyla çarpıştığında, atomun alt yörüngelerinden birindeki serbest bir elektronu yok eder. Daha yüksek bir yörüngedeki elektron hemen daha düşük bir enerji seviyesine hareket eder ve ek enerjisini bir foton biçiminde serbest bırakır.

Fotonun hareket yönünü ve hızını kontrol eden vakum tüpü, ultraviyole ve gama radyasyonu arasındaki frekansta, dalga boyu 10−7 ile 10−12 metre arasında olan radyo dalgaları yayar.

Mekanizmanın tamamı kalın bir kurşun kalkanla çevrelenmiştir. Bu, X ışınlarının her yöne yayılmasını önler. Kalkandaki küçük bir pencere, bazı fotonların dar bir ışın halinde yayılmasını sağlar. X-ışını makinesindeki ışın hastaya giderken bir dizi filtreden geçer.

Hastanın diğer tarafındaki kameralar numuneyi hastanın vücudundan geçerken kaydeder. Kamera normal kamerayla aynı teknolojiyi kullanır ancak X-ışını görüntüsü normal kameradan farklıdır. Kural olarak doktorlar filmi negatif olarak saklarlar. Yani, daha fazla ışığa maruz kalan alanlar daha koyu, daha az ışığa maruz kalan alanlar ise daha açık görünür. Kemik gibi sert malzemeler beyaz görünürken, daha yumuşak malzemeler siyah veya gri görünür. Doktorlar, görüntü ışınının yoğunluğunu değiştirerek X-ışını makinesinin çalışmasını kontrol etmek için çeşitli yöntemler kullanabilirler. da bu etkiyi kullanıyor.

Kontrast maddesi

Yumuşak dokuların çoğu normal bir röntgende açıkça görülmez. Dahili olarak organlara odaklanmak veya dolaşım sistemini oluşturan kan damarlarını görüntülemek için doktorların vücuda kontrast madde enjekte etmesi gerekir.

Kontrast maddeler, X ışınlarını çevredeki dokulardan daha etkili bir şekilde emen sıvılardır. Sindirim ve endokrin sistemindeki organları görüntülemek için hasta kontrast madde karışımını, tipik olarak baryum karışımını yutar. Doktorlar kan damarlarına veya dolaşım sistemindeki diğer unsurlara bakmak istediklerinde hastanın kan dolaşımına kontrast madde enjekte ederler.

Bir kontrast maddesi sıklıkla bir floroskopla birlikte kullanılır. Floroskopide, X ışınları vücuttan floresan bir ekrana geçerek hareketli bir görüntü oluşturur. Doktorlar kontrast maddenin bir kişiden geçişini takip etmek için floroskopiyi kullanabilirler. Doktorlar ayrıca röntgen görüntüsünü videoya kaydedebilirler.

Röntgen ışınları zararlı mıdır?

X-ışınları tıp dünyasına harika bir katkıdır: doktorların herhangi bir ameliyata gerek kalmadan hastanın içine bakmasına olanak tanır. Kırık bir kemiğe X ışınları kullanarak bakmak, invazif bir yöntem kullanmaktan çok daha kolay ve güvenlidir.

Peki x-ışınları zararlı mıdır? X-ışını biliminin ilk günlerinde birçok doktor, hastalarını ve kendilerini uzun süreler boyunca ışınlara maruz bırakıyordu. Sonunda doktorlar ve hastalar radyasyon hastalığına yakalanmaya başladı ve tıp camiası bir şeylerin ters gittiğini anladı.

Sorun, X ışınlarının bir tür iyonlaştırıcı radyasyon olmasıdır.

İyonun elektrik yükü hücreler içinde doğal olmayan kimyasal reaksiyonlara yol açabilir. Diğer şeylerin yanı sıra, yük DNA iplikçiklerini kırabilir. DNA zinciri kopmuş bir hücre ya ölecek ya da DNA mutasyona uğramaya başlayacak. Çok sayıda hücre ölürse vücutta çeşitli hastalıklar gelişebilir. DNA mutasyona uğrarsa hücre kanserleşebilir ve kanser yayılabilir. Mutasyon sperm veya yumurtada meydana gelirse doğum kusurlarına yol açabilir. Tüm bu risklerden dolayı doktorlar röntgen filmini belirli standartları dikkate alarak kullanırlar.

Bu risklere rağmen röntgen taraması hâlâ ameliyattan daha güvenli bir seçenektir. X-ışını makineleri tıpta paha biçilmez bir araç olmasının yanı sıra güvenlik ve bilimsel araştırmalarda da bir değerdir. Onlar gerçekten en kullanışlı olanlardan biridir ve.