2020 ч а с т ь I молодой ученый

5
“Young Scientist” .  # 2 (292) .  January 2020
Physics
Ф И З И К А
Рентгеновское излучение и его применение в медицине
Дугиева Диана Алихановна, студент
Ингушский государственный университет (г. Магас)
В 
1835 году немецким знаменитым физиком Виль-
гельмом Рентгеном был обнаружен новый, ранее 
не известный вид электромагнитного излучения, ко-
торое было названо в честь своего открывателя-рентге-
новским. Проводя опыты по проникновению тока между 
двумя электродами в вакууме, он обнаружил, что экран, 
который был покрыт люминесцентным веществом бария, 
светится, в то время как разрядная трубка была закрыта 
черным картонным экраном. Таким образом, было полу-
чено излучение, которое проникает через непрозрачные 
помехи, названое Рентгеном Х-лучами. Рентгеновское из-
лучение вызывает почернение фотопленки. Проходя через 
исследуемый объект и падая на фотоплёнку, рентгенов-
ское излучение показывает на ней его внутреннюю струк-
туру. Так как пронизывающая способность рентгенов-
ского излучения для разных материалов различна, менее 
прозрачные для него части объекта дают более светлые 
участки на фотоснимке, чем те, через которые излучение 
проникает лучше. Костные ткани менее прозрачны для 
рентгеновского излучения, чем ткани, из которых состоит 
кожа и внутренние органы. Поэтому на рентгенограмме 
кости обозначатся как более светлые участки и более про-
зрачное для излучения место перелома может быть доста-
точно легко обнаружено.
Возникновение рентгеновского излучения.
Рентгеновские лучи возникают, когда с газоразрядной 
трубкой низкого давления сталкиваются электроны, дви-
жущиеся с большими скоростями. Нынешняя рентгенов-
ская трубка представляет собой вакуумированный сте-
клянный баллон, содержащий в себе катод и анод. Катод 
является вольфрамовой нитью, которая нагревается 
электрическим током. В результате термоэлектронной 
эмиссии это приводит к испусканию катодов электронов. 
В рентгеновской трубке электроны ускоряются электри-
ческим полем. Из-за того, что в трубке малое число мо-
лекул газа, электроны по пути к аноду не теряют своей 
энергии, с очень большой скоростью они достигают 
анода.
Рентгеновские лучи появляются тогда, когда элек-
троны, движущиеся с большой скоростью, тормозятся ма-
териалом анода. В рентгеновской трубке он должен быть 
сделан из металла, который имеет высокую температуру 
плавления, например, из металла. Анод необходимо ис-
кусственно охлаждать, так как часть энергии электронов 
рассеивается в виде тепла, а та часть энергии, которая не 
рассеивается, превращается в энергию электромагнитных 
волн (рентгеновские лучи). Таким образом, результатом 
бомбардировки электронами вещества анода являются 
рентгеновские лучи.
Рентгеновское излучение, исходящее из антикатода 
трубки, состоит из двух частей. Первая-это есть тормозное 
излучение, которое возникает при торможении элек-
тронов в антикатоде. Его свойства никак не зависят от ма-
териала анода. Тормозное излучение при разложении по 
длинам волн даёт сплошной спектр, как и спектр видимого 
белого света. В сторону длинных волн интенсивность тор-
мозного излучения спадает и стремится к нулю, а со сто-
роны коротких волн сплошной спектр резко обрывается. 
Такая особенность рентгеновского сплошного излучения 
объясняется его квантовой природой. Она никак не за-
висит от материала антикатода, определяется только на-
пряжением на трубке.
Вторая часть — это характеристическое излучение. 
Оно, напротив, имеет линейчатый спектр, т. е. состоит из 
определенно расположенных узких спектральных линий. 
При переходе атома с одного энергетического уровня на 
другой возникает линия характеристического излучения. 
Их длины волн зависят от материала анода. Данное излу-
чение появляется лишь тогда, когда напряжение на трубке 
начинает превышать определённое значение, которое за-
висит лишь от материала анода.
Помимо рентгеновской трубки, источником рентгенов-
ского излучения может быть радиоактивный изотоп, одни 
испускают рентгеновское излучение, а другие испускают 
электроны, возбуждающие рентгеновское излучение при 
бомбардировки металлических мишеней. Для радиоак-
тивных источников интенсивность излучения меньше, чем 
рентгеновской трубки. Радиоактивные примеси замечены 
в минералах, отмечено также рентгеновское излучение 
космических объектов и звёзд.

---