История открытия и области применения рентгеновского излучения

Введение

Рентгемновское
излучемние — электромагнитные волны,
энергия фотонов которых определяется
диапазоном энергией от ультрафиолетовых
до гамма-излучений, что соответствует
интервалу длин волн от 10−4 до 10І Е (от
10−14 до 10−8 м).

Как и видимый свет,
рентгеновское излучение вызывает
почернение фотопленки

Это его свойство
имеет важное значение для медицины,
промышленности и научных исследований.
Проходя сквозь исследуемый объект и
падая затем на фотопленку, рентгеновское
излучение изображает на ней его внутреннюю
структуру. Поскольку проникающая
способность рентгеновского излучения
различна для разных материалов, менее
прозрачные для него части объекта дают
более светлые участки на фотоснимке,
чем те, через которые излучение проникает
хорошо

Так, 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 прозрачное для излучения место
перелома может быть достаточно легко
обнаружено. Рентгеновская съемка
используется также в стоматологии для
обнаружения кариеса и абсцессов в корнях
зубов, а также в промышленности для
обнаружения трещин в литье, пластмассах
и резинах.

Рентгеновское
излучение используется в химии для
анализа соединений и в физике для
исследования структуры кристаллов.
Пучок рентгеновского излучения, проходя
через химическое соединение, вызывает
характерное вторичное излучение,
спектроскопический анализ которого
позволяет химику установить состав
соединения. При падении на кристаллическое
вещество пучок рентгеновских лучей
рассеивается атомами кристалла, давая
четкую правильную картину пятен и полос
на фотопластинке, позволяющую установить
внутреннюю структуру кристалла.

Целью данной
контрольной работы является изучение
вопросов открытия
рентгеновского и радиоактивного
излучений, естественной и искусственной
радиоактивности.

Для того чтобы
достигнуть поставленную в работе цель,
необходимо решить следующие задачи:

— описать открытие
рентгеновского излучения;

— охарактеризовать
особенности открытия рентгена;

— дать описание
открытию радиоактивного излучения,
раскрыть вопросы естественной и
искусственной радиации.

Уникальное открытие, которое перевернуло мир

8 ноября 1895 года Вильгельм Рентген как всегда работал в своей лаборатории допоздна. Когда он уже собирался уходить, было темно и, выключив все приборы и свет, заметил, что баночка с прозрачной жидкостью в одном из углов лаборатории начала светиться зеленым светом. Немного подумав, Рентген заметил, что в спешке не выключил один аппарат – вакуумную трубку. После ее выключения свечение пропало, и ученый начал изучать свое случайное открытие. Дело было в том, что банка с жидкостью стояла в другом конце комнаты, а значит, вакуумная трубка испускала особый луч. Чтобы проверить его свойства физик начал ставить на его пути разнообразные предметы – лист бумаги, картона, стекло и даже деревянные доски. Сквозь все эти предметы луч проходил без малейших сложностей. А вот когда он поставил на пути коробку с металлическими гирями, то смог увидеть их четкие очертания.

Ученый продолжал эксперименты в течение нескольких часов, и в процессе его рука также попала в зону действия луча. То, что увидел ученый, шокировало его — он видел свою руку насквозь, а непрозрачными остались только кости.

Спустя несколько дней напряженных исследований он сделал первый в мире рентгеновский снимок, сфотографировав X-лучами руку своей жены Берты. За этим последовало еще множество разнообразных экспериментов, суть которых он раскрыл в своей научной работе, получившей большую популярность в физико-медицинском научном сообществе.

Это открытие произвело настоящий фурор, и новые лучи назвали рентгеновскими в честь их первооткрывателя. Сама ученый отнесся к своему открытию достаточно спокойно, и будучи человеком обстоятельным и последовательным, начал активно исследовать особенности и потенциальные сферы применения своего открытия. Уже через год он узнал о большинстве особенностей данных лучей. За свою работу в 1901 году Рентген получил Нобелевскую премию в области физики.

Противопоказания и ограничения для лучевой диагностики

Противопоказания к рентгенологической диагностике в основном связаны с патогенным действием ионизирующего излучения. Лучевые методы исследования не назначаются:

• беременным (особенно на ранних сроках);
• детям до 12 лет.

Рентгенологическая диагностика этих пациентов проводится только по жизненным показаниям и с тщательной защитой. Чаще такие исследования заменяют другими — сонографией (УЗИ) или магнитно-резонансной томографией (МРТ).

Также рентгенологические диагностические процедуры не проводят:

• при тяжелом общем состоянии пациента;
• при кровотечениях.

Для более детального исследования органов лучевая диагностика часто проводится с введением контрастных веществ. Противопоказаниями к введению контраста являются:

• сахарный диабет в стадии декомпенсации;
• тяжелые нарушения органов выделения (недостаточность почек и печени);
• туберкулез в активной форме;
• повышенная чувствительность к йодсодержащим веществам;
• период лактации.

При КТ противопоказанием может являться масса тела пациента, превышающая допустимые нагрузки на стол томографа (в среднем 120 кг). Пациентам с высокой массой тела следует обращаться в медицинские учреждения, где есть томографы открытого типа, не имеющие ограничений по весу.

Качественные и четкие трехмерные изображения при томографии получаются, только если пациент во время всего сеанса остается неподвижным. Психическое возбуждение, клаустрофобия, гиперкинезы затрудняют процедуру. При таких ситуациях пациенту дают седативные препараты или вводят наркоз.

Применение рентгеновских лучей

Медикаменты

Рентген впервые нашел свое применение в медицине сто лет назад; сегодня миллионы рентгеновских снимков проводятся каждый год по всему миру. Они являются одним из самых полезных инструментов в медицинской науке для диагностики и лечения. Кости и зубы, сделанные в основном из кальция, очень твердые и не позволяют рентгенам проходить через них. Однако наша кожа и мышцы состоят из мягких тканей, состоящих из органических материалов, таких как углерод, водород, кислород и т. Д., Каждый из которых имеет более низкий атомный номер, что означает, что рентгеновским лучам легче их обойти. Вот почему, глядя на рентгеновский снимок, он выглядит как тени различных вещей внутри вашего тела, но на самом деле это очень полезно в медицинской диагностике. Рентген может обнаружить переломы костей, опухоли в клетках и определенные заболевания легких, такие как эмфизема и туберкулез.

Рентген челюсти

Безопасность

Точно так же, как рентген может помочь сканировать ключевые области внутри нашего тела, они также могут быть полезны при проверке того, что находится внутри наших сумок на контрольно-пропускных пунктах в аэропортах. Рентгеновские лучи могут проходить через мягкие материалы, такие как пластик или кожа, но поглощаются тяжелыми материалами, которые часто используются в оружии и боеприпасах, включая ножи, пистолеты и другое оружие. Как правило, сотрудники службы безопасности имеют экран монитора, который транслирует внутреннюю часть чемоданов и сумок в режиме реального времени, поэтому сотрудник полиции может наблюдать за любыми подозрительными / запрещенными материалами.

Сканер безопасности

Научное исследование

Помимо медицины, одним из самых ранних применений рентгеновских лучей было изучение внутренней структуры материалов. Когда пучок рентгеновских лучей направлен на кристалл, атомы точно рассеивают его, создавая виртуальную тень от внутренней структуры кристалла. Таким образом, исследователи могут измерить расстояние между атомами. Это называется рентгеновской кристаллографией или рентгеновской дифракцией. Эта техника сыграла решающую роль в открытии структуры ДНК в 1950-х годах.

Влияние рентгеновского излучения на человека

После их открытия Вильгельмом Рентгеном, который опубликовал статью, назвав их х-лучами, выяснилось, что такое излучение влияет на организм человека.

Рентгеновское излучение в повышенных дозах провоцирует изменения в кожных покровах, которые похожи на ожог от солнечных лучей. Только при облучении происходит более глубокое и серьёзное повреждение верхнего слоя кожи. Появившиеся на коже язвы требуют затяжного по времени лечения.

Со временем исследователи выявили, что такого пагубного действия реально избежать, если уменьшить дозировку или время. При этом применяется дистанционное управление процедурой.

Вред от получаемых волн иногда проявляется не сразу, а только спустя промежуток времени, постепенно: случаются непрерывные или временные преобразования в структуре эритроцитов, повышается риск развития лейкемии. Возможно характерное образование последствия в виде преждевременного старения и утери эластичности кожи.

Влияние рентгеновского излучения зависит от того, какой внутренний орган подвержен излучению. Воздействие электромагнитных волн зависит от дозы лучей. При облучении половых органов у человека развивается бесплодие, при кроветворных органах – болезни крови.

Регулярное облучение даже в самых маленьких количествах и при коротких промежутках, приводит к изменениям на генетическом фоне. Они редко обратимы.

Электромагнитные волны проникают через ткани человеческого тела, при этом осуществляется ионизация в клетках, изменяется структура. Результатами таких воздействий становятся соматические осложнения или болезни в будущем поколении. Так проявляются генетические заболевания.

У людей, подвергшихся излучению, выявляются патологии крови. После маленьких доз возникают изменения её состава, которые ещё обратимы. Распадаются эритроциты и гемоглобин вследствие гемолитических изменений. Возможна тромбоцитопения.

При облучении нередки травмы хрусталика глаза, он мутнеет, и наступает катаракта.

Однократное облучение медицинской аппаратурой не влечёт за собой сильных перемен, т.к. содержит небольшую дозировку. При чувстве пациентом повышенной тревоги он вправе попросить у медика специальный защитный фартук. После выключения аппарата вредоносное действие тут же прекращается. Частое же влияние пагубно сказывается на человеческом организме.

Исследование последствий вредного облучения позволило создать международные стандарты, в которых указаны разрешённые минимальные дозы.