Андрей Смирнов
Время чтения: ~8 мин.
Просмотров: 0

Генератор рентгеновского излучения — x-ray generator

Основные единицы измерения ионизирующих излучений

Рентген (Р, R) – внесистемная единица экспозиционной дозы фотонного (гамма- и рентгеновского) излучений. Микрорентген – миллионная часть рентгена, мкР

Поглощённая доза (сокращённое обозначение – д о з а) – определяется двумя основными способами.

Для малых и средних уровней облучения – применяют единицы Зиверт. Дальше – считают в единицах Грэй. По цифрам, эти ед-цы примерно равны.
Зиверт (Зв, Sv) – в системе единиц СИ, поглощенная доза с учётом, в виде коэффициентов,
энергии и типов излучения (эквивалентная) и радиочувствительности живых органов и тканей в теле человека (эффективная). Данная ед-ца используется до величин дозы – порядка 1.5 зиверта, для более высоких значений облучения – используют Грэи.

1 миллизиверт (мЗв. mSv) = 0.001 зиверт

1 микрозиверт (мкЗв. µSv) = 0.001 милизиверт

Для оценки влияния ионизирующего облучения на человека – служит величина индивидуальной эффективной дозы (ИЭД, мЗв/чел.) Медицинская компонента, обусловленная использованием ИИИ (источников ион. излучения) в медицинских целях – составляет от 20 до 30%.

бэр – биологический эквивалент рентгена; это старая, внесистемная единица поглощённой дозы; современная – Зиверт.

1 бэр ~ 1 сЗв (сантизиверт).

1 Зв ~ 100 бэр
Мощность дозы – д о з а  излучения за единицу времени:

0.10 мкЗв/час == 10 мкР/час
(двойной знак равенства означает здесь «примерно»)

1 зиверт == 100 рентген

Коэффициент качества излучения для гамма-квантов и бета-частиц равен единице (Q=1), для быстрых нейтронов Q=10, для альфа-частиц Q=20 и т.д.

Активность (А) радиоактивного вещества – число спонтанных ядерных превращений в этом вещ-ве на определённой площади, в единичном кубическом объёме («объёмная активность») или в единице веса («удельная активность») за малый промежуток времени. Единицей измерения активности, в системе СИ, является:

1 беккерель (Бк, Bq) = 1 ядерное превращение в секунду

109 Бк = 1 гигабеккерель (ГБк, GBq)

До сих пор ещё используется (особенно часто – на экологических картах радиоактивного заражения, в расчёте на квадратный километр) старая внесистемная единица измерения активности рад.вещ. в сист. СГС – К ю р и:
1 кюри (Ки, Ci) = 3,7 х 1010 беккерель = 37 гигабеккерель (ГБк, GBq)

1 мкКи (микрокюри) = 3,7 х 104 распадов в секунду = 2,22 х 106 расп. в минуту.

Человеческий организм содержит примерно 0,1 мкКи калия-40 натурального происхождения.
Верхнее значение безопасной (то есть, на уровне естественной) «минимально значимой активности» (МЗА) – находится в пределах от 3.7 кБк (килобеккерель) до 37 МБк (мегабеккерель), в зависимости от вида излучения (до удельных 74 кБк/кг – для твёрдых бета-активных,
менее 3.7 кБк/кг – для гаммаактивных, меньше 7.4 кБк/кг – для альфаактивных веществ, до 0.37 кБк/кг – для трансурановых).

Грэй (Гр, Gy) – в системе СИ, величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу.

1 Гр (ед. СИ) = 100 рад (внесистемная единица) == 100 рентген (с точностью 15-20%, для энергий 0.1-5 МэВ)

5 мГр == 500 мР = 0.5 Р (безопасная доза общего кратковременного облучения – исключаются клинически выраженные соматические эффекты; при медицинском обследовании или лечении – это как снимок флюорографии, сделанный на старом аппарате, раз в год).

При экспозиционной дозе в 1 рентген, поглощённая доза в воздухе будет 0,85 рад

Виды рентгеновского излучения

Оно бывает нескольких видов и различается по проникающей способности и по протяжённости волны:

  • Жёсткое;
  • Мягкое (проникающая способность значительно ниже, но сами волны длиннее).

Действует подразделение по признакам спектра и механизмам действия:

  • Характеристическое;
  • Тормозное.

Любые типы складываются благодаря рентгеновской трубке. Этот термин значит электровакуумный прибор, который предназначен для генерации электромагнитных волн. Основой работы служит термоэлектронная эмиссия.

Тормозное излучение образуется при помощи торможения электронов полем атомарных электронов. Его диапазон — непрерывный, определяется границами волн.

Применение[править]

При помощи рентгеновских лучей можно просветить человеческое тело, в результате чего можно получить изображение костей, а в современных приборах и внутренних органов (см. также рентген). При этом используется тот факт, что у содержащегося преимущественно в костях элемента кальция (Z=20) атомный номер гораздо больше, чем атомные номера элементов, из которых состоят мягкие ткани, а именно водорода (Z=1), углерода (Z=6), азота (Z=7), кислорода (Z=8). Кроме обычных приборов, которые дают двумерную проекцию исследуемого объекта, существуют компьютерные томографы, которые позволяют получать объёмное изображение внутренних органов.

Выявление дефектов в изделиях (рельсах, сварочных швах и т. д.)) с помощью рентгеновского излучения называется рентгеновской дефектоскопией.

В материаловедении, кристаллографии, химии и биохимии рентгеновские лучи используются для выяснения структуры веществ на атомном уровне при помощи дифракционного рассеяния рентгеновского излучения (рентгеноструктурный анализ). Известным примером является определение структуры ДНК.

Кроме того, при помощи рентгеновских лучей может быть определён химический состав вещества. В электронно-лучевом микрозонде (либо же в электронном микроскопе) анализируемое вещество облучается электронами, при этом атомы ионизируются и излучают характеристическое рентгеновское излучение. Вместо электронов может использоваться рентгеновское излучение. Этот аналитический метод называется рентгено-флюоресцентным анализом.

Как делают рентгеновский снимокправить

Рентгеновская трубка испускает рентгеновские лучи. Из трубки выкачивают воздух до одной сто миллионной первоначального объема. В стеклянной трубке находятся два электрода. Один называется «катод», он заряжен отрицательно. В нем расположена вольфрамовая катушка провода, которая при нагревании электрическим током испускает электроны. Другой электрод — это «мишень», или «анод».

Электроны с огромной скоростью движутся от катода к мишени. Они бомбардируют мишень со скоростью от 100 000 до 325 000 мм/сек.

Мишень состоит из вольфрама и позволяет практически мгновенно остановить электроны. Почти вся энергия электронов превращается в тепло, но некоторые превращаются в рентгеновское излучение, которое выходит через окно в основании трубки в виде рентгеновских лучей.

Получение изображения

Методика регистрации рентгеновского излучения

Получение изображения основано на ослаблении рентгеновского излучения при его прохождении через различные ткани с последующей регистрацией его на рентгеночувствительную плёнку. В результате прохождения через образования разной плотности и состава пучок излучения рассеивается и тормозится, в связи с чем на плёнке формируется изображение разной степени интенсивности. В результате, на плёнке получается усреднённое, суммационное изображение всех тканей (тень). Из этого следует, что для получения адекватного рентгеновского снимка необходимо проводить исследование рентгенологически неоднородных образований.

В современных рентгеновских аппаратах регистрация выходного излучения может производиться на специальную кассету с плёнкой или на электронную матрицу. Аппараты, обладающие электронной чувствительной матрицей, стоят значительно дороже аналоговых устройств. При этом печать плёнок производится только при необходимости, а диагностическое изображение выводится на монитор и, в некоторых системах, сохраняется в базе данных вместе с остальными данными о пациенте.

Принципы выполнения рентгенографии

При диагностической рентгенографии целесообразно проведение снимков не менее, чем в двух проекциях. Это связано с тем, что рентгенограмма представляет собой плоское изображение трёхмерного объекта. И как следствие локализацию обнаруженного патологического очага можно установить только с помощью 2 проекций.

Методика получения изображения

Качество полученного рентгеновского снимка определяется 3 основными параметрами: напряжением, подаваемым на рентгеновскую трубку, силой тока и выдержкой (длительностью рентгеновского излучения). В зависимости от исследуемых анатомических образований и массо-габаритных данных пациента эти параметры могут существенно изменяться. Существуют средние значения для разных органов и тканей, но следует учитывать, что фактические значения будут отличаться в зависимости от аппарата, где проводится исследование и пациента, которому проводится рентгенография. Для каждого аппарата составляется индивидуальная таблица значений. Значения эти не абсолютные и корректируются по мере выполнения исследования. Качество выполняемых снимков во многом зависит от способности рентгенолаборанта адекватно адаптировать таблицу средних значений к конкретному пациенту.
Для снижения динамической нерезкости снимков, вызванной не абсолютной неподвижностью исследуемого органа или самого пациента, требуемая должна создаваться при короткой выдержке и большой пиковой мощности рентгеновской трубки.

Влияние рентгеновского излучения на человека

Вскоре после замечательного открытия X-лучей обнаружилось, что рентгеновское излучение оказывает действие на человека.

  1. Выяснилось, что новое излучение может вызвать изменение в кожном покрове, напоминающее, солнечный ожог, но с более глубоким повреждением кожи. К тому же эти изъязвления требовали более длительного времени для заживления. Незнание возможных последствий приводило даже к ампутации пальцев у исследователей, занимающихся этими коварными лучами.
  2. Постепенно удалось выяснить, что подобных поражений можно избежать, уменьшая время, дозу облучения, применяя свинцовую экранировку и дистанционное управление процессом.
  3. Вред от рентгеновского излучения может иметь и более долгосрочную перспективу: временные или постоянные изменения в составе крови, подверженность лейкемии, раннее старение.

  4. Как влияет рентген на организм, т. е. биологические последствия зависят от того, какой орган подвергается облучению, какова доза воздействия. Скажем, облучение кроветворных органов вызывает заболевания крови, половых органов — бесплодие.
  5. Систематическое облучение даже малыми дозами может привести к генетическим изменениям в организме.

Эти данные получены при экспериментах на подопытных животных, однако, генетики предполагают, что подобные последствия могут распространяться и на человеческий организм.

Изучение последствий рентгеновского облучения позволило разработать международные стандарты на допустимые дозы облучения.

Дозы рентгеновского излучения при рентгенодиагностике

После посещения рентген-кабинета многие пациенты испытывают беспокойство, — как полученная доза радиации отразится на здоровье?

маммография

Доза общего облучения организма зависит от характера проводимой процедуры. Для удобства будем сопоставлять получаемую дозу с природным облучением, которое сопровождает человека всю жизнь.

  1. Рентгенография: грудной клетки — полученная доза радиации эквивалентна 10 дням фонового облучения; верхнего желудка и тонкого кишечника — 3 годам.
  2. Компьютерная томография органов брюшной полости и таза, а также всего тела — 3 годам.
  3. Маммография — 3 месяцам.
  4. Рентгенография конечностей — практически безвредна.
  5. Что касается стоматологического рентгена, доза облучения — минимальна, поскольку на пациента воздействуют узконаправленным пучком рентгеновских лучей с малой длительностью излучения.

Воздействие рентгеновского излучения на беременных

Рентгеновскому обследованию каждый человек вынужден подвергаться неоднократно. Но существует правило — этот метод диагностики нельзя назначать беременным женщинам. Развивающийся эмбрион чрезвычайно уязвим. Рентгеновские лучи могут вызвать аномалии хромосом и как следствие, рождение детей с пороками развития. Наиболее уязвимым в этом плане является срок беременности до 16 недель. Причём наиболее опасен для будущего малыша рентген позвоночника, тазовой и брюшной области.

Зная о пагубном влиянии рентгеновского излучения на беременность, врачи всячески избегают использовать его в этот ответственный период в жизни женщины.

Однако существуют побочные источники рентгеновских излучений:

  • электронные микроскопы;
  • кинескопы цветных телевизоров и т. д.

Будущим мамашам следует знать об исходящей от них опасности.

Для кормящих матерей рентгенодиагностика опасности не представляет.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации