доклад за рентгеновите лъчи [Архив]

aanitogb

03-06-2008, 15:40

Скоростта на развитие на науката в наше време е поразителна. Буквално в продължение на един-два човешки живота протекоха гигантски изменения във физиката, астрономията, биологията, пък и в много други области
Трудно се осъзнава, че електронът, рентгеновите лъчи и радиоактивността са открити само преди малко повече от сто години, а квантовата теория е родена едва през 1900 г. Какво са сто години в сравнение не само с 3-те милиарда години от момента, в който се заражда животът на Земята, а и с възрастта на съвременния вид човек (Homo sapiens), която е от порядъка на 50 хиляди години! Заслужава да се спомене, че първите велики физици - Аристотел (384 - 322 гг. пр.н.е.) и Архимед (около 287 - 212 гг. пр.н.е.) са живели повече от две хилядолетия преди нас.
Вилхелм Конрад Рьонтген e роден на 27 Март 1845г.
в Ленеп, Прусия (сега Ремщед, Германия). Той е първият физик който е получил Нобелова награда. Тя му е присъдена през 1901 за откритието на ренгеновите лъчи, което поставило началото на нова ера в развитието на модерната физика и открило нови хоризонти в медицината. Рьонтген е изучавал политехника в Цюрих, а след това е бил професор по физика .Той е изследвал еластичността на телата,капилярните свойства на някой течности, специфична топлина на газовете, пренасяне на топлина в кристали, поглъщане на топлина от газове и пиезоелектричество.
През 1895 докато експериментирал с поток от електрони в евакуирана тръба, Рьонтген забелязал, че парче бариев платино-цианид поставено наблизо започнало да излъча светлина докато тръбата работела.
Той предположил, че когато електроните в тръбата се сблъскват със стъкления й корпус, се образува някакъв неизвестен вид радиация, който преминава през стаята и когато облъчва бариевият платино-цианид причинява флуoрeсценцията. По-задълбочените изследвания показали, че хартията, дървото и алуминият както и други материали са прозрачни за този нов вид радиация. Рьонтген открил че новият вид лъчение осветява фотографската плака, но не проявява други характерни свойства за светлината като отражение и пречупване и затова той погрешно заключил, че то няма връзка със светлината. Поради неизвестната природа на лъчите той ги нарекъл X-rays (extraordinary rays – изключителни, странни лъчи), но по-късно те станали известни като Рентгенови лъчи. Той направил първите Рентгенови снимки на вътрешната структура на метални обекти и на костите в ръката на жена си.
. Откриването на рентгеновите лъчи дава мощен тласък в развитието на физиката и разкрива широки възможности за практическо приложение на тези лъчения.
Вилхелм Конрад Рьонтген направил своето откритие случайно докато изследвал ускорени от високо напрежение електрони при ниско налягане. Въпреки, че те били изследвани преди това и от други учени, Рьонтген открил нещо което е убягвало на по-ранните изследователи. А именно – бариевият платино-цианид оставен случайно близо до евакуираната тръба започвал да свети (флуоресценция) дори и да е поставен зад преграда непропускаща светлина и ултравиолетови лъчи. Рьонтген заключил, че някаква невидима радиация образувана в евакуираната тръба преминавала през въздуха и преградите и, когато срещала бариевият платино-цианид причинявала флуоресценцията. Той нарекъл тези странни лъчи X-лъчи за да означи неизвестният им характер.
Рентгеновото излъчване се получава, когато метална мишена се бомбардира от електрони с голяма кинетична енергия. За тази цел се използват устройства, наречени рентгенови тръби. Във вакуумна тръба се разполагат един срещу друг два електро-данагреваема жичка (Катод) и метална пластина (Анод), между които се подава високо напрежение (няколко десетки или стотици киловолта). От нагрятата жичка, която е свързана към отрицателния полюс на източника на високо напрежение, чрез термоелектронна емисия се отделят електрони. Те се ускоряват от електричното поле и се насочват към металната пластина, служеща за мишена. При взаимодействието на електронния сноп с мишената възникват два вида рентгеново лъчение.
Приложение в медицината
Рентгеновите лъчи се използват в медицината от 1895 и са първият вид радиация, спомощта на която е наблюдавана вътрешността на човешкото тяло. Рентгеновите лъчи преминават през тъканите на тялото и също притежават свойството да потъмняват фотографски филм, когато преминат през тях.Различните органи и тъкани на човешкото тяло поглъщат рентгеновите лъчи в различна степен: например костите и други образования, съдържащи калций, ги поглъщат по-силно от меките тъкани, на което се основава използването на рентгеновите лъчи в медицината за наблюдение на вътрешните органи на човека – кости, бели дробове и др. Изследваната част от тялото се \"осветява\" с рентгеновите лъчи, които частично се поглъщат от нея, преминалите лъчи попадат върху фотографски филм. След
проявяването на филма се получава негативен образ на изследвания орган – областите, които слабо поглъщат рентгеновите лъчи,са бели, а тези, които по-силно ги поглъщат, са сиви или черни.Използването на рентгеновите лъчи самостоятелно се ограничава от невъзможността да се различават на фотографски филм тъкани,които поглъщат лъчението в еднаква степен. За да се постигне контраст между тях в тялото се внасят вещества (течности или газове),които или силно поглъщат рентгеновото лъчение или силно го пропускат. Те могат да бъдат инжектирани в кръвта,лимфата, около органи за да се видят техните контури или да бъдат внесени в хранопровода за да се изследва храносмилателната система. По този начин могат да се наблюдават артерии и вени (ангиография), преминаването на кръв през сърцето ангиокардиография), жлъчния мехур, гръбначния стълб и т.н. На практика всяка част от човешкото тяло може да бъде заснета и изследвана.
Подобно на радиоактивните лъчения, рентгеновите лъчи имат йонизираща способност. Те йонизират атомите и молекулите,влизащи в състава на живите клетки, на което се основава биологичното им действие. Погълнатото лъчение води до физични промени в клетките, като разрушаване на молекулите, спиране действието на ензимите, разкъсване на хромозомите и други увреждания. Клетките които растат най-бързо, са най-възприем-
чиви към лъчението. Затова рентгеновите лъчи се използват в медицината за поразяване на туморни образования, чиито клетки се размножават много по-бързо от нормалните клетки и са по-чувствителни към йонизиращите лъчения. Изследванията показват, че в развитите страни основният източник на рентгеново облъчване за населението са рентгеновите медицински и
стоматологични прегледи, които са поставени под специален контрол.
Ниските дози рентгенови лъчи (които се използват при снимки на зъби, например) могат да причинят повече дългосрочни увреждания, отколкото високите, изненадващо твърдят германски учени, цитирани от сп. \"Ню сайънтист\".
Резултатите от експеримента с клетъчни култури ще трябва да се възпроизведат и от други лаборатории, след което да се повторят и с живи животни, преди лекарите да се произнесат категорично за ефектите от ниските дози рентгенови лъчи върху хората
Приложение в астрономията
Слънцето и всички други звезди излъчват електромагнитнo лъчение с различни дължини на вълната - както видима, така и невидима, например рентгенови лъчи.
За да се изследва космическата радиация на рентгеновите лъчи, която се поглъща от атмосферата на Земята, е необходимо да бъдат поставени инструменти в космоса. Р. Джакони е конструирал такива инструменти. Той е засякъл за пръв път източник на рентгенови лъчи извън нашата Слънчева система и е бил първият, който доказва, че в един по-заден план вселената съдържа радиация на рентгенова светлина. Той също е засякъл източници на рентгенови лъчи, за които повечето астрономи днес са на мнение, че съдържат черни дупки. Джакони е конструирал първия рентгенов телескоп, който ни осигури напълно нови и ясно очертани изображения на вселената. Неговият принос е положил основите на рентгеновата астрономия.
Чандра - Рентгеновата обсерватория на орбита около Земята е най-голямата и най-сложната от всички създадени досега обсерватории, които работят с рентгеновите Х-лъчи, способна да \"види\" останките от свръхнови, черни дупки и квазари, да открие източниците на Х-лъчи на разстояние милиарди светлинни години, да изследва \"тъмната материя\", за която се счита, че представлява 90% от масата във Вселената.
Чандра обикаля около Земята за 64 часа и достига почти на 1/3 от разстоянието до Луната. Нейната силно елиптична орбита й позволява да прави непрекъснато в продължение на 55 часа наблюдения извън радиационните пояси, които съществуват около Земята.
В археологията
В археологията се използва и проучване с РЕНТГЕНОВИ ЛЪЧИ . Недостатък на този метод е че те не се отразяват, поради това могат да бъдат изследвани само относително не големи обеми, на които е възможно от едната страна да се постави изсточник на гама лъчи, а от другата страна фотоплака, опакована така че до нея да няма достъп на светлина, а само на гама лъчи най-често черна хартия. След подходяща по продължителност експонация и проявяване се получава рентгенова снимка на изследвания обект. По този начин в бившия СССР са изследвани стените на дворци и згради наследени от руската империя.
Компютрите
Компютърът е път към света на знанията, достъпен за всеки. Без него съвременният живот би бил немислим. А за много “юзъри” това вече е и начин на живот – денонощно, неподвижно, в глобалната мрежа, “online”. И няма нищо чудно, че този “вход” към световния океан от информация оказва сериозно влияние върху човека – неговия живот и неговото здраве, при това не винаги положително!...
Мониторът е най-опасната част от компютъра. Той облъчва потребителя с рентгенови и електромагнитни лъчи. Но докато рентгеновото лъчение от него е толкова нищожно, че не превишава естествения радиационен фон, който всеки получава при една разходка на свеж въздух, то неговото електромагнитно въздействие върху живия организъм съвсем не е безопасно.