Rentgen nurlarining kashf etilishi va qo'llanilishi tarixi. Ma'ruza rentgen nurlanishi rentgen to'lqinlari
Rentgen nurlari to'lqin uzunligi taxminan 80 dan 10 -5 nm gacha bo'lgan elektromagnit to'lqinlardir. Eng uzun to'lqinli rentgen nurlanishi qisqa to'lqinli ultrabinafsha, qisqa to'lqinli - uzun to'lqinli g-nurlanish bilan qoplanadi. Qo'zg'alish usuliga ko'ra, rentgen nurlanishi bremsstrahlung va xarakterli bo'linadi.
31.1. RENTENGN TUBINI QURILMA. Bremsstrahlung rentgen nurlari
Rentgen nurlarining eng keng tarqalgan manbai ikki elektrodli vakuum qurilmasi bo'lgan rentgen trubkasi (31.1-rasm). Isitilgan katod 1 elektronlarni chiqaradi 4. Ko'pincha antikatod deb ataladigan 2-anod hosil bo'lgan rentgen nurlarini yo'naltirish uchun eğimli sirtga ega. 3 trubaning o'qiga burchak ostida. Anod elektronlar ta'sirida hosil bo'lgan issiqlikni olib tashlash uchun yuqori issiqlik o'tkazuvchan materialdan qilingan. Anod yuzasi volfram kabi davriy jadvalda katta atom raqamiga ega bo'lgan o'tga chidamli materiallardan yasalgan. Ba'zi hollarda anod suv yoki moy bilan maxsus sovutiladi.
Diagnostik naychalar uchun rentgen nurlari manbasining aniqligi muhim ahamiyatga ega, bunga elektronlarni antikatodning bir joyiga qaratish orqali erishish mumkin. Shuning uchun konstruktiv ravishda ikkita qarama-qarshi vazifani hisobga olish kerak: bir tomondan, elektronlar anodning bir joyiga tushishi kerak, boshqa tomondan, haddan tashqari qizib ketishning oldini olish uchun elektronlarni turli qismlarga taqsimlash maqsadga muvofiqdir. anod. Qiziqarli texnik echimlardan biri sifatida aylanuvchi anodli rentgen trubkasi (31.2-rasm).
Elektronning (yoki boshqa zaryadlangan zarraning) atom yadrosining elektrostatik maydoni va antikatod moddasining atom elektronlari tomonidan sekinlashishi natijasida, a. bremsstrahlung radiatsiyasi.
Uning mexanizmini quyidagicha tushuntirish mumkin. Harakatlanuvchi elektr zaryadi magnit maydon bilan bog'liq bo'lib, uning induksiyasi elektron tezligiga bog'liq. Tormozlashda magnit
induksiya va Maksvell nazariyasiga muvofiq elektromagnit to'lqin paydo bo'ladi.
Elektronlar sekinlashganda energiyaning faqat bir qismi rentgen foton hosil qilish uchun ketadi, qolgan qismi anodni isitish uchun sarflanadi. Bu qismlar orasidagi nisbat tasodifiy bo'lgani uchun, ko'p sonli elektronlar sekinlashganda rentgen nurlanishining uzluksiz spektri hosil bo'ladi. Shu munosabat bilan bremsstrahlung ham uzluksiz deb ataladi. Shaklda. 31.3 rentgen nurlari oqimining rentgen trubkasidagi turli kuchlanishlarda to'lqin uzunligi l (spektrlar) ga bog'liqligini ko'rsatadi: U 1< U 2 < U 3 .
Spektrlarning har birida eng qisqa to'lqin uzunligi bremsstrahlung λ ηίη Tezlashuvchi maydonda elektron tomonidan olingan energiya to'liq foton energiyasiga aylanganda paydo bo'ladi:
E'tibor bering, (31.2) asosida Plank konstantasini eksperimental aniqlashning eng aniq usullaridan biri ishlab chiqilgan.
Qisqa to'lqinli rentgen nurlari odatda uzun to'lqinlilarga qaraganda ko'proq kirib borish kuchiga ega va deyiladi. qiyin, va uzun to'lqinli yumshoq.
Rentgen trubkasidagi kuchlanishni oshirish orqali nurlanishning spektral tarkibi o'zgaradi, buni rasmdan ko'rish mumkin. 31.3 va formulalar (31.3) va qattiqlikni oshiring.
Agar katod filamentining harorati oshirilsa, u holda elektron emissiyasi va trubadagi oqim ortadi. Bu har soniyada chiqariladigan rentgen fotonlari sonini oshiradi. Uning spektral tarkibi o'zgarmaydi. Shaklda. 31.4 bir xil kuchlanishdagi, lekin turli katodli filament oqimlarida rentgen nurlari spektrlarini ko'rsatadi: / n1< / н2 .
Rentgen nurlari oqimi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
qayerda U va men- rentgen trubkasidagi kuchlanish va oqim; Z- anod moddasi atomining seriya raqami; k- mutanosiblik koeffitsienti. Turli xil antikatodlardan bir vaqtning o'zida olingan spektrlar U va I H shaklda ko'rsatilgan. 31.5.
31.2. X-NURLARNING XARAKTERİSTIK NURLARI. ATOM RENTENGAN SPEKTRASI
Rentgen trubkasidagi kuchlanishni oshirib, mos keladigan chiziqning ko'rinishini sezish mumkin
xarakterli rentgen nurlari(31.6-rasm). Bu tezlashtirilgan elektronlarning atomga chuqur kirib borishi va elektronlarni ichki qatlamlardan chiqarib yuborishi tufayli yuzaga keladi. Yuqori darajadagi elektronlar bo'sh joylarga o'tadi (31.7-rasm), natijada xarakterli nurlanish fotonlari chiqariladi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, xarakterli rentgen nurlanishi ketma-ketlikdan iborat K, L, M va hokazo, ularning nomi elektron qatlamlarni belgilashga xizmat qilgan. K seriyasining emissiyasi yuqori qatlamlarda bo'sh joyni bo'shatganligi sababli, boshqa seriyalarning chiziqlari bir vaqtning o'zida chiqariladi.
Optik spektrlardan farqli o'laroq, har xil atomlarning xarakterli rentgen spektrlari bir xil turdagi. Shaklda. 31.8 turli elementlarning spektrlarini ko'rsatadi. Bu spektrlarning bir xilligi turli atomlarning ichki qatlamlarining bir xil bo'lishi va faqat energetik jihatdan farqlanishi bilan bog'liq, chunki yadrodan keladigan kuch ta'siri elementning tartib raqamining ortishi bilan kuchayadi. Bu holat yadro zaryadining ortishi bilan xarakterli spektrlarning yuqori chastotalar tomon siljishiga olib keladi. Ushbu naqsh rasmda ko'rinadi. 31.8 va nomi bilan tanilgan Moseley qonuni:
qayerda v- spektral chiziq chastotasi; Z- chiqaradigan elementning atom raqami; A va V- doimiy.
Optik va rentgen spektrlari o'rtasida yana bir farq bor.
Atomning xarakterli rentgen spektri ushbu atom tarkibiga kiradigan kimyoviy birikmaga bog'liq emas. Masalan, kislorod atomining rentgen spektri O, O 2 va H 2 O uchun bir xil, bu birikmalarning optik spektrlari esa sezilarli darajada farq qiladi. Atomning rentgen spektrining bu xususiyati nomga asos bo'ldi xarakterli.
Xarakterli nurlanish har doim atomning ichki qatlamlarida bo'sh joy mavjud bo'lganda, uni keltirib chiqargan sababdan qat'iy nazar sodir bo'ladi. Shunday qilib, masalan, xarakterli nurlanish radioaktiv parchalanish turlaridan biriga hamroh bo'ladi (32.1-ga qarang), bu elektronni yadro tomonidan ichki qatlamdan tortib olishdan iborat.
31.3. RENTENG NURLARI NURLARINING MADDA BILAN O'ZBAR TA'SIRI
Rentgen nurlanishini ro'yxatga olish va qo'llash, shuningdek, uning biologik ob'ektlarga ta'siri rentgen fotonning moddaning atomlari va molekulalarining elektronlari bilan o'zaro ta'sirining birlamchi jarayonlari bilan belgilanadi.
Energiya nisbatiga qarab hv foton va ionlanish energiyasi 1 A va uchta asosiy jarayon mavjud.
Kogerent (klassik) sochilish
Uzoq to'lqinli rentgen nurlarining tarqalishi asosan to'lqin uzunligi o'zgarmagan holda sodir bo'ladi va deyiladi. izchil. Agar foton energiyasi ionlanish energiyasidan kam bo'lsa, bu sodir bo'ladi: hv< A va.
Bu holda rentgen fotoni va atom energiyasi o'zgarmasligi sababli, kogerent sochilishning o'zi biologik ta'sirni keltirib chiqarmaydi. Biroq, rentgen nurlanishidan himoya yaratishda, asosiy nurning yo'nalishini o'zgartirish imkoniyatini hisobga olish kerak. Bunday o'zaro ta'sir rentgen nurlari diffraktsiyasini tahlil qilish uchun muhimdir (24.7 ga qarang).
Inkogerent sochilish (Kompton effekti)
1922 yilda A.X. Kompton qattiq rentgen nurlarining tarqalishini kuzatar ekan, tushgan nur bilan solishtirganda tarqalgan nurning o'tish kuchining pasayishini aniqladi. Bu tarqoq rentgen nurlarining to'lqin uzunligi tushayotgan rentgen nurlarinikidan kattaroq ekanligini anglatardi. To'lqin uzunligi o'zgarishi bilan rentgen nurlarining tarqalishi deyiladi mos kelmaydigan nym va hodisaning o'zi - Kompton effekti. Bu rentgen fotonining energiyasi ionlanish energiyasidan katta bo'lsa sodir bo'ladi: hv > A va.
Bu hodisa atom bilan o'zaro ta'sirlashganda energiyaning paydo bo'lishi bilan bog'liq hv foton energiya bilan yangi tarqoq rentgen foton ishlab chiqarishga sarflanadi hv", elektronni atomdan ajratish (ionlanish energiyasi A u) va elektronga kinetik energiya berish E:
hv \u003d hv " + A va + E k.(31.6)
1 Bu yerda ionlanish energiyasi deganda atom yoki molekuladan ichki elektronlarni olib tashlash uchun zarur energiya tushuniladi.
Chunki ko'p hollarda hv>> A va va Kompton effekti erkin elektronlarda yuzaga keladi, keyin taxminan yozishimiz mumkin:
hv = hv"+ E K.(31.7)
Bu hodisada (31.9-rasm) ikkilamchi rentgen nurlanishi (energiya) bilan bir qatorda muhim ahamiyatga ega. hv" foton) teskari elektronlar paydo bo'ladi (kinetik energiya E to elektron). Keyin atomlar yoki molekulalar ionlarga aylanadi.
fotoelektrik effekt
Fotoelektrik effektda rentgen nurlanishi atom tomonidan so'riladi, buning natijasida elektron tashqariga chiqadi va atom ionlanadi (fotoionlanish).
Yuqorida muhokama qilingan uchta asosiy o'zaro ta'sir jarayoni birlamchi bo'lib, ular keyingi ikkilamchi, uchinchi darajali va hokazolarga olib keladi. hodisalar. Masalan, ionlangan atomlar xarakterli spektrni chiqarishi mumkin, qo'zg'atilgan atomlar ko'rinadigan yorug'lik manbalariga aylanishi mumkin (rentgen nurlari luminesans) va hokazo.
Shaklda. 31.10 - rentgen nurlanishi moddaga kirganda sodir bo'lishi mumkin bo'lgan jarayonlar diagrammasi. Ko'rsatilganga o'xshash bir necha o'nlab jarayonlar rentgen fotonining energiyasi molekulyar issiqlik harakati energiyasiga aylanishidan oldin sodir bo'lishi mumkin. Natijada, moddaning molekulyar tarkibida o'zgarishlar bo'ladi.
Shakldagi diagramma bilan ifodalangan jarayonlar. 31.10, materiyaga rentgen nurlarining ta'sirida kuzatilgan hodisalarning asosida yotadi. Keling, ulardan ba'zilarini sanab o'tamiz.
X-nurlarining luminesansligi- rentgen nurlanishida bir qator moddalarning porlashi. Platina-sianogen bariyning bunday porlashi Rentgenga nurlarni ochishga imkon berdi. Bu hodisa rentgen nurlarini vizual kuzatish maqsadida, ba'zan rentgen nurlarining fotoplastinkadagi ta'sirini kuchaytirish uchun maxsus yorug'lik ekranlarini yaratish uchun ishlatiladi.
Rentgen nurlanishining kimyoviy ta'siri, masalan, suvda vodorod peroksid hosil bo'lishi ma'lum. Amaliy muhim misol - bunday nurlarni aniqlash imkonini beruvchi fotografik plastinkaga ta'sir qilish.
Ionlashtiruvchi ta'sir rentgen nurlari ta'sirida elektr o'tkazuvchanligini oshirishda namoyon bo'ladi. Bu xususiyat ishlatiladi
bu turdagi nurlanish ta'sirini miqdoriy aniqlash uchun dozimetriyada.
Ko'pgina jarayonlar natijasida birlamchi rentgen nurlari qonunga muvofiq zaiflashadi (29.3). Keling, uni quyidagi shaklda yozamiz:
I = I0 e-/", (31.8)
qayerda m - chiziqli zaiflashuv koeffitsienti. U kogerent sochilish m k , kogerent m DE va fotoeffekt m ga mos keladigan uchta haddan iborat sifatida ifodalanishi mumkin. f:
μ = m k + m hk + m f. (31,9)
Rentgen nurlanishining intensivligi ushbu oqim o'tadigan moddaning atomlari soniga mutanosib ravishda zaiflashadi. Agar moddani o'q bo'ylab siqsak x, masalan, ichida b marta oshirish orqali b uning zichligi marta
31.4. TIBBIYOTDA RENTENGAN NURLARINI QO'LLANISHNING JISMONIY ASOSLARI.
Rentgen nurlarining eng muhim tibbiy qo'llanilishidan biri diagnostika maqsadida ichki organlarni transilluminatsiya qilishdir. (Rentgen diagnostikasi).
Diagnostika uchun energiya taxminan 60-120 keV bo'lgan fotonlar qo'llaniladi. Ushbu energiyada ommaviy yo'q bo'lib ketish koeffitsienti asosan fotoelektrik effekt bilan aniqlanadi. Uning qiymati foton energiyasining uchinchi kuchiga teskari proportsionaldir (l 3 ga mutanosib), bu qattiq nurlanishning katta kirib borish kuchini namoyon qiladi va yutuvchi moddaning atom raqamining uchinchi darajasiga proportsionaldir:
Turli to'qimalar tomonidan rentgen nurlanishining yutilishidagi sezilarli farq inson tanasining ichki organlari tasvirlarini soya proektsiyasida ko'rish imkonini beradi.
Rentgen diagnostikasi ikkita versiyada qo'llaniladi: floroskopiya tasvir rentgen-lyuminestsent ekranda ko'riladi; rentgenografiya - tasvir plyonkaga o'rnatiladi.
Agar o'rganilayotgan organ va uning atrofidagi to'qimalar rentgen nurlarini taxminan teng darajada susaytirsa, u holda maxsus kontrast moddalar qo'llaniladi. Shunday qilib, masalan, oshqozon va ichakni bariy sulfatning shilimshiq massasi bilan to'ldirganda, ularning soyali tasvirini ko'rish mumkin.
Ekrandagi tasvirning yorqinligi va plyonkadagi ta'sir qilish vaqti rentgen nurlarining intensivligiga bog'liq. Agar u diagnostika uchun ishlatilsa, unda istalmagan biologik oqibatlarga olib kelmaslik uchun intensivlik yuqori bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun rentgen nurlarining past intensivligida tasvirni yaxshilaydigan bir qator texnik qurilmalar mavjud. Bunday qurilmaga misol kuchaytirgich quvurlari (27.8 ga qarang). Aholini ommaviy tekshirishda rentgenografiyaning bir varianti keng qo'llaniladi - florografiya, bunda katta rentgen-lyuminestsent ekrandan olingan tasvir sezgir kichik formatli plyonkaga yozib olinadi. Rasmga tushirishda katta diafragma linzalari ishlatiladi, tayyor rasmlar maxsus lupada tekshiriladi.
Radiografiya uchun qiziqarli va istiqbolli variant - bu usul rentgen tomografiyasi, va uning "mashina versiyasi" - Kompyuter tomografiyasi.
Keling, bu savolni ko'rib chiqaylik.
Oddiy rentgenogramma tananing katta maydonini qamrab oladi, turli organlar va to'qimalar bir-biriga soya soladi. Agar siz rentgen trubkasini vaqti-vaqti bilan antifazada bir joyga siljitsangiz (31.11-rasm) buning oldini olishingiz mumkin. RT va kino Fp ob'ektga nisbatan Haqida tadqiqot. Tana rentgen nurlari uchun shaffof bo'lmagan bir qator qo'shimchalarni o'z ichiga oladi, ular rasmda doiralar bilan ko'rsatilgan. Ko'rib turganingizdek, rentgen nurlari rentgen naychasining istalgan holatida (1, 2 va hokazo) orqali o'tadi
davriy harakat amalga oshiriladigan markaz bo'lgan ob'ektning bir xil nuqtasini kesish RT va Fp. Bu nuqta, aniqrog'i kichik shaffof bo'lmagan inklyuziya, qorong'u doira bilan ko'rsatilgan. Uning soya tasviri bilan harakatlanadi fp, ketma-ket 1-o'rinlarni egallab, 2 va hokazo. Tanadagi qolgan qo'shimchalar (suyaklar, muhrlar va boshqalar) ustida hosil qiladi Fp ba'zi bir umumiy fon, chunki rentgen nurlari ular tomonidan doimiy ravishda yashirilmaydi. Belanchak markazining holatini o'zgartirib, tananing qatlamli rentgen tasvirini olish mumkin. Shuning uchun ism - tomografiya(qatlamli yozib olish).
Yupqa rentgen nurlari yordamida ekranni o'tkazish mumkin (o'rniga Fp), ionlashtiruvchi nurlanishning yarimo'tkazgichli detektorlari (32.5 ga qarang) va tomografiyada soyali rentgen tasvirini qayta ishlash uchun kompyuterdan iborat. Tomografiyaning ushbu zamonaviy versiyasi (kompyuter yoki kompyuter rentgen tomografiyasi) katod nurlari trubkasi ekranida yoki 2 mm dan kam bo'lgan tafsilotlari bo'lgan qog'ozda tananing qatlamli tasvirlarini rentgen nurlarini yutishdagi farq bilan olish imkonini beradi. 0,1% gacha. Bu, masalan, miyaning kulrang va oq moddasini farqlash va juda kichik o'sma shakllanishini ko'rish imkonini beradi.
Rentgen nurlanishi yuqori tezlikda harakatlanuvchi elektronlar materiya bilan o'zaro ta'sirlashganda paydo bo'ladi. Elektronlar har qanday moddaning atomlari bilan to'qnashganda, ular tezda kinetik energiyasini yo'qotadilar. Bunday holda, uning ko'p qismi issiqlikka aylanadi va kichik bir qismi, odatda, 1% dan kam bo'lsa, rentgen nurlari energiyasiga aylanadi. Bu energiya kvantlar shaklida chiqariladi - energiyaga ega, ammo dam olish massasi nolga teng bo'lgan fotonlar deb ataladigan zarralar. Rentgen fotonlari o'zlarining energiyasi bilan farqlanadi, bu ularning to'lqin uzunligiga teskari proportsionaldir. Rentgen nurlarini olishning an'anaviy usuli bilan to'lqin uzunliklarining keng diapazoni olinadi, bu rentgen spektri deb ataladi. Spektrda rasmda ko'rsatilganidek, aniq komponentlar mavjud. bitta.
Guruch. bitta. AN'anaviy rentgen nurlari SPEKTRUMI uzluksiz spektr (uzluksiz) va xarakterli chiziqlardan (o'tkir cho'qqilar) iborat. Kia va Kib chiziqlari tezlashtirilgan elektronlarning ichki K-qobig'ining elektronlari bilan o'zaro ta'siri tufayli paydo bo'ladi.
Keng "uzluksizlik" doimiy spektr yoki oq nurlanish deb ataladi. Uning ustiga qo'yilgan o'tkir cho'qqilarga xarakterli rentgen nurlanish chiziqlari deyiladi. Butun spektr elektronlarning materiya bilan to'qnashuvi natijasi bo'lsa-da, uning keng qismi va chiziqlarining paydo bo'lish mexanizmlari boshqacha. Modda juda ko'p atomlardan iborat bo'lib, ularning har biri elektron qobiqlar bilan o'ralgan yadroga ega va ma'lum element atomining qobig'idagi har bir elektron ma'lum bir diskret energiya darajasini egallaydi. Odatda bu qobiqlar yoki energiya darajalari yadroga eng yaqin qobiqdan boshlab K, L, M va hokazo belgilar bilan belgilanadi. Etarli darajada yuqori energiyaga ega bo'lgan elektron atomga bog'langan elektronlardan biri bilan to'qnashganda, u elektronni qobig'idan chiqarib yuboradi. Bo'sh joyni qobiqdan boshqa elektron egallaydi, bu esa yuqori energiyaga mos keladi. Bu rentgen fotonni chiqarish orqali ortiqcha energiyani chiqaradi. Qobiq elektronlari diskret energiya qiymatlariga ega bo'lganligi sababli, hosil bo'lgan rentgen fotonlari ham diskret spektrga ega. Bu ma'lum to'lqin uzunliklari uchun o'tkir cho'qqilarga mos keladi, ularning o'ziga xos qiymatlari maqsadli elementga bog'liq. Xarakterli chiziqlar elektronning qaysi qobiqdan (K, L yoki M) chiqarilganiga qarab K-, L- va M-seriyalarni hosil qiladi. X-nurlarining toʻlqin uzunligi va atom raqami oʻrtasidagi bogʻliqlik Mozeley qonuni deb ataladi (2-rasm).
Guruch. 2. Kimyoviy elementlar chiqaradigan X-NURLARI XARAKTERISTIK NURLARNING to'lqin uzunligi elementning atom raqamiga bog'liq. Egri chiziq Mozeley qonuniga mos keladi: elementning atom raqami qanchalik katta bo'lsa, xarakterli chiziqning to'lqin uzunligi shunchalik qisqa bo'ladi.
Agar elektron nisbatan og'ir yadro bilan to'qnashsa, u sekinlashadi va uning kinetik energiyasi taxminan bir xil energiyadagi rentgen foton shaklida chiqariladi. Agar u yadro yonidan uchib o'tsa, u energiyaning faqat bir qismini yo'qotadi, qolgan qismi esa uning yo'lida tushgan boshqa atomlarga o'tadi. Har bir energiya yo'qotish harakati ma'lum energiyaga ega fotonning chiqishiga olib keladi. Uzluksiz rentgen spektri paydo bo'ladi, uning yuqori chegarasi eng tez elektronning energiyasiga to'g'ri keladi. Bu uzluksiz spektrni shakllantirish mexanizmi va uzluksiz spektrning chegarasini o'rnatuvchi maksimal energiya (yoki minimal to'lqin uzunligi) hodisa elektronlarining tezligini aniqlaydigan tezlashtiruvchi kuchlanishga mutanosibdir. Spektral chiziqlar bombardimon qilingan nishonning materialini tavsiflaydi, uzluksiz spektr esa elektron nurning energiyasi bilan belgilanadi va maqsadli materialga deyarli bog'liq emas.
Rentgen nurlarini nafaqat elektron bombardimon qilish, balki nishonni boshqa manbadan olingan rentgen nurlari bilan nurlantirish orqali ham olish mumkin. Biroq, bu holda, tushayotgan nurning energiyasining katta qismi xarakterli rentgen nurlari spektriga tushadi va uning juda kichik qismi uzluksiz spektrga tushadi. Shubhasiz, tushayotgan rentgen nurida energiyasi bombalangan elementning xarakterli chiziqlarini qo'zg'atish uchun etarli bo'lgan fotonlarni o'z ichiga olishi kerak. Xarakterli spektrdagi energiyaning yuqori foizi rentgen nurlarini qo'zg'atishning ushbu usulini ilmiy tadqiqotlar uchun qulay qiladi.
Rentgen naychalari. Elektronlarning materiya bilan o'zaro ta'siri natijasida rentgen nurlanishini olish uchun elektronlar manbai, ularni yuqori tezlikka tezlashtiradigan vositalar va elektron bombardimoniga dosh bera oladigan va rentgen nurlanishini hosil qiladigan nishonga ega bo'lish kerak. kerakli intensivlik. Bularning barchasiga ega bo'lgan qurilma rentgen trubkasi deb ataladi. Ilk tadqiqotchilar hozirgi tushirish quvurlari kabi "chuqur vakuum" quvurlaridan foydalanganlar. Ulardagi vakuum unchalik yuqori emas edi.
Chiqarish trubkalarida oz miqdorda gaz bo'ladi va nay elektrodlariga katta potentsial farq qo'llanilganda, gaz atomlari musbat va manfiy ionlarga aylanadi. Ijobiy bo'lganlar manfiy elektrod (katod) tomon harakatlanadi va uning ustiga tushib, undan elektronlarni uradi va ular o'z navbatida musbat elektrod (anod) tomon harakatlanadi va uni bombardimon qilib, rentgen fotonlari oqimini hosil qiladi. .
Coolidge tomonidan ishlab chiqilgan zamonaviy rentgen trubkasida (3-rasm) elektronlar manbai yuqori haroratga qizdirilgan volfram katodidir. Elektronlar anod (yoki antikatod) va katod o'rtasidagi yuqori potentsial farq tufayli yuqori tezlikka tezlashadi. Elektronlar atomlar bilan to'qnashmasdan anodga etib borishi kerakligi sababli, juda yuqori vakuum talab qilinadi, buning uchun trubka yaxshi evakuatsiya qilinishi kerak. Bu, shuningdek, qolgan gaz atomlarining ionlanish ehtimolini va ular bilan bog'liq yon oqimlarni kamaytiradi.
Guruch. 3. X-NURLARI TURBINI SOVUTTIRISH. Elektronlar bilan bombardimon qilinganida, volfram antikatodi xarakterli rentgen nurlarini chiqaradi. Rentgen nurlarining kesimi haqiqiy nurlangan maydondan kamroq. 1 - elektron nur; 2 - fokusli elektrodli katod; 3 - shisha qobiq (naycha); 4 - volfram nishoni (antikatod); 5 - katodli filament; 6 - haqiqatda nurlangan hudud; 7 - samarali markazlashtirilgan nuqta; 8 - mis anod; 9 - oyna; 10 - tarqoq rentgen nurlari.
Elektronlar katodni o'rab turgan maxsus shakldagi elektrod orqali anodga qaratilgan. Bu elektrod fokuslovchi elektrod deb ataladi va katod bilan birgalikda trubaning "elektron projektorini" hosil qiladi. Elektron bombardimon qilingan anod o'tga chidamli materialdan yasalgan bo'lishi kerak, chunki bombardimon elektronlarning kinetik energiyasining katta qismi issiqlikka aylanadi. Bundan tashqari, anod yuqori atom raqamiga ega bo'lgan materialdan tayyorlanishi ma'qul rentgen nurlarining rentabelligi atom sonining ortishi bilan ortadi. Eng ko'p tanlangan anod materiali volfram bo'lib, uning atom raqami 74 ga teng.
Rentgen naychalarining dizayni dastur va talablarga qarab farq qilishi mumkin.
Rentgen nurlari atom hodisalarini o'rganish va amaliy foydalanishda eng muhim rollardan birini o'ynaydi. Ularning tadqiqotlari tufayli ko'plab kashfiyotlar qilindi va turli sohalarda qo'llaniladigan moddalarni tahlil qilish usullari ishlab chiqildi. Bu erda rentgen nurlarining turlaridan biri - xarakterli rentgen nurlarini ko'rib chiqamiz.
Rentgen nurlarining tabiati va xossalari
Rentgen nurlanishi - bu kosmosda taxminan 300 000 km / s tezlikda tarqaladigan elektromagnit maydon holatining yuqori chastotali o'zgarishi, ya'ni elektromagnit to'lqinlar. Elektromagnit nurlanish diapazoni shkalasida rentgen nurlari taxminan 10 -8 dan 5∙10 -12 metrgacha bo'lgan to'lqin uzunligi diapazonida joylashgan bo'lib, bu optik to'lqinlardan bir necha marta qisqaroqdir. Bu 3∙10 16 dan 6∙10 19 Gts gacha bo'lgan chastotalarga va 10 eV dan 250 keV gacha bo'lgan energiyaga yoki 1,6∙10 -18 dan 4∙10 -14 J gacha bo'lgan energiyaga to'g'ri keladi. Shuni ta'kidlash kerakki, chastota diapazonlarining chegaralari. elektromagnit nurlanishlar bir-birining ustiga chiqishi sababli ancha an'anaviydir.
Tezlashtirilgan zaryadlangan zarrachalarning (yuqori energiyali elektronlar) elektr va magnit maydonlari va materiya atomlari bilan o'zaro ta'siri.
Rentgen fotonlari yuqori energiya va yuqori penetratsion va ionlashtiruvchi kuch bilan ajralib turadi, ayniqsa to'lqin uzunligi 1 nanometrdan (10 -9 m) kam bo'lgan qattiq rentgen nurlari uchun.
Rentgen nurlari fotoeffekt (fotoabsorbsiya) va inkogerent (Kompton) sochilish jarayonlarida modda bilan oʻzaro taʼsirlashib, uning atomlarini ionlashtiradi. Fotoabsorbtsiyada rentgen fotoni atomning elektroni tomonidan yutilib, unga energiya o'tkazadi. Agar uning qiymati atomdagi elektronning bog'lanish energiyasidan oshsa, u atomni tark etadi. Komptonning tarqalishi qattiqroq (energetik) rentgen nurlari fotonlariga xosdir. Yutilgan foton energiyasining bir qismi ionlanishga sarflanadi; bu holda, birlamchi foton yo'nalishiga ma'lum bir burchak ostida, past chastotali ikkinchi darajali chiqariladi.
Rentgen nurlanishining turlari. Bremsstrahlung
Nurlarni olish uchun ichida elektrodlari bo'lgan shisha vakuumli idishlar ishlatiladi. Elektrodlar orasidagi potentsial farq juda yuqori bo'lishi kerak - yuzlab kilovoltgacha. Oqim bilan qizdirilgan volfram katodida termion emissiya sodir bo'ladi, ya'ni undan elektronlar chiqariladi, bu potentsial farq bilan tezlashadi va anodni bombardimon qiladi. Ularning anod atomlari (ba'zan antikatod deb ataladi) bilan o'zaro ta'siri natijasida rentgen fotonlari tug'iladi.
Fotonning tug'ilishiga qanday jarayon olib kelishiga qarab, rentgen nurlanishining bremsstrahlung va xarakterli kabi turlari mavjud.
Elektronlar anod bilan uchrashib, sekinlashishi, ya'ni atomlarining elektr maydonlarida energiya yo'qotishi mumkin. Bu energiya rentgen nurlari fotonlari shaklida chiqariladi. Bunday nurlanish bremsstrahlung deb ataladi.
Alohida elektronlar uchun tormozlanish shartlari har xil bo'lishi aniq. Demak, ularning kinetik energiyasining turli miqdori rentgen nurlariga aylanadi. Natijada, bremsstrahlung turli chastotali fotonlarni va shunga mos ravishda to'lqin uzunliklarini o'z ichiga oladi. Shuning uchun uning spektri uzluksiz (uzluksiz). Ba'zan shu sababdan u "oq" rentgen nurlari deb ham ataladi.
Bremsstrahlung fotonning energiyasi uni hosil qiluvchi elektronning kinetik energiyasidan oshmasligi kerak, shuning uchun bremsstrahlungning maksimal chastotasi (va eng kichik to'lqin uzunligi) anodga tushgan elektronlarning kinetik energiyasining eng katta qiymatiga mos keladi. Ikkinchisi elektrodlarga qo'llaniladigan potentsial farqga bog'liq.
Boshqa jarayondan kelib chiqadigan boshqa turdagi rentgen nurlari mavjud. Bu nurlanish xarakterli deb ataladi va biz bu haqda batafsilroq to'xtalamiz.
Qanday xarakterli rentgen nurlari ishlab chiqariladi
Antikatodga erishgandan so'ng, tezkor elektron atom ichiga kirib, pastki orbitallardan biridan istalgan elektronni chiqarib yuborishi mumkin, ya'ni unga potentsial to'siqni engib o'tish uchun etarli energiyani o'tkazishi mumkin. Biroq, atomda elektronlar egallagan yuqori energiya darajalari mavjud bo'lsa, bo'shatilgan joy bo'sh qolmaydi.
Shuni esda tutish kerakki, atomning elektron tuzilishi, har qanday energiya tizimi kabi, energiyani minimallashtirishga intiladi. Nokaut natijasida hosil bo'lgan bo'sh joy yuqori darajalardan birining elektroni bilan to'ldiriladi. Uning energiyasi yuqoriroq va pastroq darajani egallab, xarakterli rentgen nurlanishining kvanti ko'rinishida ortiqcha nur chiqaradi.
Atomning elektron tuzilishi elektronlarning mumkin bo'lgan energiya holatlarining diskret to'plamidir. Shu sababli, elektron bo'sh joylarni almashtirish paytida chiqariladigan rentgen fotonlari ham darajadagi farqni aks ettiruvchi faqat qat'iy belgilangan energiya qiymatlariga ega bo'lishi mumkin. Natijada, xarakterli rentgen nurlanishi doimiy emas, balki chiziqli turdagi spektrga ega. Bunday spektr anodning moddasini tavsiflash imkonini beradi - shuning uchun bu nurlarning nomi. Aynan spektral farqlar tufayli bremsstrahlung va xarakterli rentgen nurlari deganda nimani nazarda tutishi aniq.
Ba'zida ortiqcha energiya atom tomonidan chiqarilmaydi, lekin uchinchi elektronni urib tushirishga sarflanadi. Bu jarayon - Auger effekti deb ataladigan jarayon elektronning bog'lanish energiyasi 1 keV dan oshmaganda sodir bo'lish ehtimoli ko'proq. Chiqarilgan Auger elektronining energiyasi atomning energiya darajalari tuzilishiga bog'liq, shuning uchun bunday elektronlarning spektrlari ham diskretdir.
Xarakteristik spektrning umumiy ko'rinishi
Rentgen spektrida tor xarakterli chiziqlar doimiy bremsstrahlung spektri bilan birga mavjud. Agar spektrni to'lqin uzunligiga (chastotaga) nisbatan intensivlik grafigi sifatida ifodalasak, biz chiziqlar joylashgan joylarda keskin cho'qqilarni ko'ramiz. Ularning joylashuvi anod materialiga bog'liq. Bu maksimallar har qanday potentsial farqda mavjud - agar rentgen nurlari mavjud bo'lsa, har doim ham cho'qqilar mavjud. Quvur elektrodlarida kuchlanish kuchayishi bilan ham uzluksiz, ham xarakterli rentgen nurlanishining intensivligi oshadi, lekin cho'qqilarning joylashishi va ularning intensivligi nisbati o'zgarmaydi.
X-nurlari spektrlaridagi cho'qqilar elektronlar tomonidan nurlantirilgan antikatodning materialidan qat'i nazar, bir xil shaklga ega, ammo turli materiallar uchun ular turli chastotalarda joylashgan bo'lib, chastota qiymatlarining yaqinligiga ko'ra ketma-ket birlashadi. Seriyalarning o'rtasida chastotalar farqi ancha sezilarli. Maksimallarning shakli anod materialining sof kimyoviy elementni ifodalashi yoki uning murakkab modda ekanligiga hech qanday bog'liq emas. Ikkinchi holda, uning tarkibiy elementlarining xarakterli rentgen spektrlari oddiygina bir-birining ustiga qo'yiladi.
Kimyoviy elementning atom raqamining ortishi bilan uning rentgen nurlari spektrining barcha chiziqlari ortib borayotgan chastota tomon siljiydi. Spektr o'z shaklini saqlab qoladi.
Moseley qonuni
Xarakterli chiziqlarning spektral siljishi hodisasi 1913 yilda ingliz fizigi Genri Mozili tomonidan eksperimental ravishda kashf etilgan. Bu unga spektrning maksimal chastotalarini kimyoviy elementlarning tartib raqamlari bilan bog'lash imkonini berdi. Shunday qilib, xarakterli rentgen nurlanishining to'lqin uzunligi, ma'lum bo'lishicha, ma'lum bir element bilan aniq bog'lanishi mumkin. Umuman olganda, Mozeley qonunini quyidagicha yozish mumkin: √f = (Z - S n)/n√R, bu erda f - chastota, Z - elementning tartib raqami, S n - skrining doimiysi, n - bosh kvant. soni, R esa doimiy Rydberg. Bu munosabat chiziqli bo'lib, Mozeli diagrammasida n ning har bir qiymati uchun bir qator to'g'ri chiziqlar sifatida ko'rinadi.
n ning qiymatlari xarakterli rentgen cho'qqilarining individual seriyalariga mos keladi. Moseley qonuni qattiq elektronlar tomonidan nurlantirilgan kimyoviy elementning seriya raqamini rentgen nurlari spektrining maksimal o'lchangan to'lqin uzunliklaridan (ular chastotalar bilan yagona bog'liq) aniqlashga imkon beradi.
Kimyoviy elementlarning elektron qobiqlarining tuzilishi bir xil. Bu rentgen nurlanishining xarakterli spektridagi siljish o'zgarishining monotonligi bilan ko'rsatiladi. Chastota siljishi tizimli emas, balki har bir element uchun o'ziga xos bo'lgan elektron qobiqlar orasidagi energiya farqlarini aks ettiradi.
Mozeli qonunining atom fizikasidagi roli
Moseley qonuni bilan ifodalangan qat'iy chiziqli munosabatlardan kichik og'ishlar mavjud. Ular, birinchidan, ba'zi elementlardagi elektron qobiqlarni to'ldirish tartibining o'ziga xos xususiyatlari bilan, ikkinchidan, og'ir atomlardagi elektronlar harakatining relativistik ta'siri bilan bog'liq. Bundan tashqari, yadrodagi neytronlar soni o'zgarganda (izotopik siljish deb ataladigan), chiziqlarning holati biroz o'zgarishi mumkin. Bu ta'sir atom tuzilishini batafsil o'rganish imkonini berdi.
Mozeli qonunining ahamiyati nihoyatda katta. Uning Mendeleyev davriy sistemasining elementlariga izchil tatbiq etilishi xarakterli maksimallarning har bir kichik siljishiga qarab seriya raqamini oshirish sxemasini o‘rnatdi. Bu elementlarning tartib sonining fizik ma'nosi haqidagi savolni oydinlashtirishga yordam berdi. Z ning qiymati shunchaki raqam emas: bu yadroning musbat elektr zaryadidir, ya'ni uni tashkil etuvchi zarrachalarning birlik musbat zaryadlarining yig'indisi. Jadvaldagi elementlarning to'g'ri joylashishi va undagi bo'sh pozitsiyalarning mavjudligi (o'sha paytda ular hali ham mavjud edi) kuchli tasdiqni oldi. Davriy qonunning haqiqiyligi isbotlandi.
Bundan tashqari, Moseley qonuni eksperimental tadqiqotlarning butun yo'nalishi - rentgen spektrometriyasi paydo bo'lishiga asos bo'ldi.
Atomning elektron qobiqlarining tuzilishi
Elektron qanday joylashishini qisqacha eslaylik.U K, L, M, N, O, P, Q harflari yoki 1 dan 7 gacha raqamlar bilan belgilangan qobiqlardan iborat. mumkin bo'lgan energiya qiymatlarini aniqlaydigan kvant soni n. Tashqi qobiqlarda elektronlarning energiyasi yuqoriroq va tashqi elektronlar uchun ionlanish potentsiali mos ravishda past bo'ladi.
Qobiq bir yoki bir nechta pastki darajalarni o'z ichiga oladi: s, p, d, f, g, h, i. Har bir qobiqda pastki darajalar soni avvalgisiga nisbatan bittaga ko'payadi. Har bir pastki darajadagi va har bir qobiqdagi elektronlar soni ma'lum bir qiymatdan oshmasligi kerak. Ular asosiy kvant sonidan tashqari, shaklni aniqlaydigan orbital elektron bulutining bir xil qiymati bilan tavsiflanadi. Pastki darajalar ular tegishli bo'lgan qobiq bilan belgilanadi, masalan, 2s, 4d va boshqalar.
Pastki sathda asosiy va orbitaldan tashqari yana bitta kvant soni - magnit mavjud bo'lib, u elektron orbital momentumning magnit maydon yo'nalishi bo'yicha proyeksiyasini aniqlaydi. Bitta orbitalda ikkitadan ko'p bo'lmagan elektronlar bo'lishi mumkin, ular to'rtinchi kvant soni - spinning qiymatida farqlanadi.
Keling, qanday xarakterli rentgen nurlanishi paydo bo'lishini batafsil ko'rib chiqaylik. Ushbu turdagi elektromagnit emissiyaning kelib chiqishi atom ichida sodir bo'ladigan hodisalar bilan bog'liq bo'lganligi sababli, uni elektron konfiguratsiyalarning yaqinlashuvida aniq tasvirlash eng qulaydir.
Xarakterli rentgen nurlarini hosil qilish mexanizmi
Shunday qilib, bu nurlanishning sababi yuqori energiyali elektronlarning atomga chuqur kirib borishi tufayli ichki qobiqlarda elektron bo'shliqlarining paydo bo'lishidir. Qattiq elektronning o'zaro ta'sir qilish ehtimoli elektron bulutlarining zichligi bilan ortadi. Shuning uchun, to'qnashuvlar, ehtimol, eng past K-qobig'i kabi zich joylashgan ichki qobiqlarda bo'ladi. Bu erda atom ionlanadi va 1s qobiqda bo'sh joy hosil bo'ladi.
Bu bo'sh joy qobiqdan yuqori energiyaga ega bo'lgan elektron bilan to'ldiriladi, uning ortiqcha qismi rentgen fotoni tomonidan olib tashlanadi. Bu elektron ikkinchi L qavatdan, uchinchi M qavatdan va hokazo "tushi" mumkin. Xarakteristik qator shunday shakllanadi, bu misolda K-seriya. Bo'sh joyni to'ldiruvchi elektron qayerdan kelganligi ko'rsatkichi qatorni belgilashda yunon indeksi shaklida beriladi. "Alfa" L-qobig'idan, "beta" - M-qobig'idan kelganligini anglatadi. Hozirgi vaqtda yunoncha harf indekslarini qobiqlarni belgilash uchun qabul qilingan lotin harflari bilan almashtirish tendentsiyasi mavjud.
Seriyadagi alfa chizig'ining intensivligi har doim eng yuqori bo'ladi, ya'ni qo'shni qobiqdan bo'sh joyni to'ldirish ehtimoli eng yuqori.
Endi biz savolga javob berishimiz mumkin, xarakterli rentgen kvantining maksimal energiyasi nima. U E \u003d E n 2 - E n 1 formulasiga ko'ra, elektron o'tish sodir bo'ladigan darajalarning energiya qiymatlari farqi bilan aniqlanadi, bu erda E n 2 va E n 1 - bu elektronlarning energiyalari. o'tish sodir bo'lgan elektron davlatlar. Ushbu parametrning eng yuqori qiymati og'ir elementlarning atomlarining mumkin bo'lgan eng yuqori darajalaridan K-seriyali o'tishlar bilan beriladi. Ammo bu chiziqlarning intensivligi (cho'qqi balandligi) eng kichikdir, chunki ular eng kam ehtimol.
Agar elektrodlardagi kuchlanish etarli bo'lmaganligi sababli, qattiq elektron K darajasiga chiqa olmasa, u L darajasida bo'sh joy hosil qiladi va to'lqin uzunligi uzunroq bo'lgan kamroq energiyali L seriyasi hosil bo'ladi. Keyingi seriyalar ham xuddi shunday tarzda tug'iladi.
Bundan tashqari, vakansiya to'ldirilganda, elektron o'tish natijasida ustki qobiqda yangi vakansiya paydo bo'ladi. Bu keyingi seriyalarni yaratish uchun sharoit yaratadi. Elektron bo'sh o'rinlar darajadan yuqoriga ko'tariladi va atom ionlangan holda o'ziga xos spektral qatorlar kaskadini chiqaradi.
Xarakteristik spektrlarning nozik tuzilishi
Xarakterli rentgen nurlanishining atom rentgen spektrlari, optik spektrlarda bo'lgani kabi, chiziqlarning bo'linishida ifodalangan nozik tuzilish bilan tavsiflanadi.
Nozik struktura energiya darajasi - elektron qobiq - bir-biriga yaqin joylashgan komponentlar to'plami - pastki qavatlar ekanligi bilan bog'liq. Pastki qavatlarni tavsiflash uchun elektronning ichki va orbital magnit momentlarining o'zaro ta'sirini aks ettiruvchi yana bitta ichki kvant soni j kiritiladi.
Spin-orbitaning o'zaro ta'siri bilan bog'liq holda, atomning energiya tuzilishi murakkablashadi va natijada xarakterli rentgen nurlanishi juda yaqin joylashgan elementlarga ega bo'linish chiziqlari bilan tavsiflangan spektrga ega bo'ladi.
Nozik tuzilish elementlari odatda qo'shimcha raqamli indekslar bilan belgilanadi.
X-nurli nurlanishning xarakterli xususiyati faqat spektrning nozik tuzilishida aks ettirilgan xususiyatga ega. Elektronning eng past energiya darajasiga o'tishi yuqori darajadagi pastki pastki qavatdan sodir bo'lmaydi. Bunday hodisaning ahamiyatsiz ehtimoli bor.
Spektrometriyada rentgen nurlaridan foydalanish
Bu nurlanish, Mozeley qonunida tasvirlangan xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, moddalarni tahlil qilish uchun turli xil rentgen spektral usullari asosida yotadi. Rentgen nurlari spektrini tahlil qilishda nurlanishning kristallar bilan diffraksiyasi (to'lqin-dispersiv usul) yoki so'rilgan rentgen nurlari fotonlari energiyasiga sezgir bo'lgan detektorlar (energiya-dispersiv usul) qo'llaniladi. Aksariyat elektron mikroskoplar rentgen spektrometrining ba'zi bir qo'shimchalari bilan jihozlangan.
To'lqin-dispersiv spektrometriya ayniqsa yuqori aniqlik bilan ajralib turadi. Maxsus filtrlar yordamida spektrdagi eng qizg'in cho'qqilar tanlanadi, buning yordamida aniq ma'lum chastotali deyarli monoxromatik nurlanishni olish mumkin. Kerakli chastotaning monoxromatik nurlanishini ta'minlash uchun anod materiali juda ehtiyotkorlik bilan tanlanadi. Uning o'rganilayotgan moddaning kristall panjarasiga diffraksiyasi panjara tuzilishini katta aniqlik bilan o'rganish imkonini beradi. Bu usul DNK va boshqa murakkab molekulalarni o'rganishda ham qo'llaniladi.
Xarakterli rentgen nurlanishining xususiyatlaridan biri gamma-spektrometriyada ham hisobga olinadi. Bu xarakterli cho'qqilarning yuqori intensivligi. Gamma-spektrometrlar o'lchovlarga xalaqit beradigan tashqi fon nurlanishidan qo'rg'oshin ekranidan foydalanadi. Ammo qo'rg'oshin gamma kvantlarini o'zlashtiradi, ichki ionlanishni boshdan kechiradi, buning natijasida u rentgen nurlari diapazonida faol ravishda chiqaradi. Qo'rg'oshindan xarakterli rentgen nurlanishining kuchli cho'qqilarini olish uchun qo'shimcha kadmiy himoyasi qo'llaniladi. U, o'z navbatida, ionlanadi va rentgen nurlarini ham chiqaradi. Kadmiyning xarakterli cho'qqilarini zararsizlantirish uchun uchinchi himoya qatlami - mis ishlatiladi, uning rentgen nurlari maksimal gamma spektrometrining ish chastotasi diapazonidan tashqarida joylashgan.
Spektrometriya ham bremsstrahlung, ham xarakterli rentgen nurlaridan foydalanadi. Shunday qilib, moddalarni tahlil qilishda turli moddalar tomonidan uzluksiz rentgen nurlarining yutilish spektrlari o'rganiladi.
Zamonaviy tibbiyot diagnostika va davolash uchun ko'plab shifokorlardan foydalanadi. Ulardan ba'zilari nisbatan yaqinda qo'llanilgan, boshqalari esa o'nlab, hatto yuzlab yillar davomida qo'llanilgan. Bundan tashqari, bir yuz o'n yil oldin Uilyam Konrad Rentgen ilm-fan va tibbiyot olamida sezilarli rezonansga sabab bo'lgan ajoyib rentgen nurlarini kashf etdi. Va endi butun sayyoradagi shifokorlar ularni o'z amaliyotlarida qo'llashadi. Bugungi suhbatimiz mavzusi tibbiyotda rentgen nurlari bo'ladi, biz ularning qo'llanilishini biroz batafsilroq muhokama qilamiz.
X-nurlari elektromagnit nurlanishning turlaridan biridir. Ular nurlanishning to'lqin uzunligiga, shuningdek nurlangan materiallarning zichligi va qalinligiga bog'liq bo'lgan sezilarli penetratsion fazilatlar bilan tavsiflanadi. Bundan tashqari, rentgen nurlari bir qator moddalarning porlashiga olib kelishi, tirik organizmlarga ta'sir qilishi, atomlarni ionlashtirishi, shuningdek, ba'zi fotokimyoviy reaktsiyalarni katalizlashi mumkin.
Tibbiyotda rentgen nurlaridan foydalanish
Bugungi kunga kelib, rentgen nurlarining xususiyatlari ularni rentgen diagnostikasi va rentgen terapiyasida keng qo'llash imkonini beradi.
Rentgen diagnostikasi
Rentgen diagnostikasi quyidagi hollarda qo'llaniladi:
rentgen nurlari (uzatish);
- rentgenografiya (rasm);
- florografiya;
- rentgen va kompyuter tomografiyasi.
Floroskopiya
Bunday tadqiqotni o'tkazish uchun bemor o'zini rentgen trubkasi va maxsus floresan ekran o'rtasida joylashtirishi kerak. Mutaxassis radiolog rentgen nurlarining kerakli qattiqligini tanlaydi, ekranda ichki organlarning rasmini, shuningdek, qovurg'alarni oladi.
Radiografiya
Ushbu tadqiqot uchun bemor maxsus filmni o'z ichiga olgan kassetaga joylashtiriladi. Rentgen apparati to'g'ridan-to'g'ri ob'ektning ustiga o'rnatiladi. Natijada, plyonkada ichki organlarning salbiy tasviri paydo bo'ladi, u bir qator nozik tafsilotlarni o'z ichiga oladi, floroskopik tekshiruvdan ko'ra batafsilroq.
Fluorografiya
Ushbu tadqiqot aholini ommaviy tibbiy ko'rikdan o'tkazish, shu jumladan sil kasalligini aniqlash uchun amalga oshiriladi. Shu bilan birga, katta ekrandan olingan rasm maxsus plyonkaga proyeksiya qilinadi.
Tomografiya
Tomografiyani o'tkazishda kompyuter nurlari bir vaqtning o'zida bir nechta joylarda organlarning tasvirini olishga yordam beradi: to'qimalarning maxsus tanlangan ko'ndalang bo'limlarida. Ushbu rentgen nurlari tomogramma deb ataladi.
Kompyuter tomogrammasi
Bunday tadqiqot rentgen skaneri yordamida inson tanasining bo'limlarini ro'yxatga olish imkonini beradi. Ma'lumotlar kompyuterga kiritilgandan so'ng, kesmada bitta rasm olinadi.
Ro'yxatda keltirilgan diagnostika usullarining har biri rentgen nurlarining plyonkani yoritish xususiyatlariga, shuningdek, inson to'qimalari va suyak skeletlari ularning ta'siriga nisbatan turli o'tkazuvchanligi bilan farqlanishiga asoslanadi.
Rentgen terapiyasi
Rentgen nurlarining to'qimalarga maxsus ta'sir qilish qobiliyati o'sma shakllanishini davolash uchun ishlatiladi. Shu bilan birga, ushbu nurlanishning ionlashtiruvchi fazilatlari, ayniqsa, tez bo'linishga qodir bo'lgan hujayralar ta'sirida faol ravishda seziladi. Aynan shu fazilatlar malign onkologik shakllanishlarning hujayralarini ajratib turadi.
Ammo shuni ta'kidlash kerakki, rentgen terapiyasi juda ko'p jiddiy yon ta'sirga olib kelishi mumkin. Bunday ta'sir gematopoetik, endokrin va immun tizimlarining holatiga agressiv ta'sir ko'rsatadi, ularning hujayralari ham juda tez bo'linadi. Ularga tajovuzkor ta'sir nurlanish kasalligining belgilarini keltirib chiqarishi mumkin.
Rentgen nurlanishining odamlarga ta'siri
Rentgen nurlarini o'rganish davomida shifokorlar terining quyosh yonishiga o'xshash o'zgarishlarga olib kelishi mumkinligini aniqladilar, ammo terining chuqurroq shikastlanishi bilan birga keladi. Bunday yaralar juda uzoq vaqt davomida davolanadi. Olimlar nurlanish vaqtini va dozasini kamaytirish, shuningdek, maxsus ekranlash va masofadan boshqarish usullarini qo'llash orqali bunday jarohatlardan qochish mumkinligini aniqladilar.
Rentgen nurlarining agressiv ta'siri uzoq muddatda ham o'zini namoyon qilishi mumkin: qon tarkibidagi vaqtinchalik yoki doimiy o'zgarishlar, leykemiyaga moyillik va erta qarish.
Rentgen nurlarining insonga ta'siri ko'plab omillarga bog'liq: qaysi organga nurlanish va qancha vaqt davomida. Gematopoetik organlarning nurlanishi qon kasalliklariga olib kelishi mumkin, jinsiy a'zolarga ta'sir qilish esa bepushtlikka olib kelishi mumkin.
Tizimli nurlanishni o'tkazish tanadagi genetik o'zgarishlarning rivojlanishi bilan to'la.
Rentgen diagnostikasida rentgen nurlarining haqiqiy zarari
Tekshiruv davomida shifokorlar minimal mumkin bo'lgan rentgen nurlaridan foydalanadilar. Barcha radiatsiya dozalari ma'lum qabul qilinadigan standartlarga javob beradi va insonga zarar etkaza olmaydi. Rentgen diagnostikasi faqat uni amalga oshiradigan shifokorlar uchun katta xavf tug'diradi. Va keyin zamonaviy himoya usullari nurlarning tajovuzkorligini minimal darajada kamaytirishga yordam beradi.
Radiodiagnozning eng xavfsiz usullari ekstremitalarning rentgenografiyasini, shuningdek, tish rentgenogrammasini o'z ichiga oladi. Ushbu reytingning keyingi o'rnida mammografiya, undan keyin kompyuter tomografiyasi va undan keyin rentgenografiya.
Tibbiyotda rentgen nurlaridan foydalanish insonga faqat foyda keltirishi uchun ularning yordami bilan faqat ko'rsatmalarga muvofiq tadqiqot o'tkazish kerak.
1895 yilda nemis fizigi Rentgen vakuumda ikkita elektrod o'rtasida oqim o'tishi bo'yicha tajribalar o'tkazar ekan, lyuminestsent modda (bariy tuzi) bilan qoplangan ekran porlashini aniqladi, garchi tushirish trubkasi qora karton ekran bilan yopilgan bo'lsa - X-nurli rentgen nurlari deb ataladigan shaffof bo'lmagan to'siqlar orqali o'tadigan nurlanish shu tarzda aniqlandi. Aniqlanishicha, odamlarga ko'rinmaydigan rentgen nurlari shaffof bo'lmagan ob'ektlarda qanchalik kuchli bo'lsa, to'siqning atom raqami (zichligi) qanchalik katta bo'lsa, shuning uchun rentgen nurlari inson tanasining yumshoq to'qimalaridan osongina o'tadi, lekin saqlanib qoladi. skelet suyaklari tomonidan. Metall qismlar orqali porlash va ulardagi ichki nuqsonlarni topish imkonini beruvchi yuqori quvvatli rentgen nurlari manbalari ishlab chiqilgan.
Nemis fizigi Laue rentgen nurlari ko'rinadigan yorug'lik nurlari bilan bir xil elektromagnit nurlanishdir, ammo to'lqin uzunligi qisqaroq va optikaning barcha qonunlari ularga nisbatan qo'llaniladi, shu jumladan diffraktsiya mumkin. Ko'zga ko'rinadigan yorug'lik optikasida elementar darajadagi diffraktsiya yorug'likning yivlar tizimidan aks etishi sifatida ifodalanishi mumkin - diffraktsiya panjarasi, faqat ma'lum burchaklarda sodir bo'ladi, nurlarning aks etish burchagi esa tushish burchagi bilan bog'liq. diffraktsiya panjarasining yivlari orasidagi masofa va tushayotgan nurlanishning to'lqin uzunligi. Diffraktsiya uchun zarbalar orasidagi masofa taxminan tushayotgan yorug'likning to'lqin uzunligiga teng bo'lishi kerak.
Laue, rentgen nurlarining kristallardagi alohida atomlar orasidagi masofaga yaqin to'lqin uzunligiga ega ekanligini taklif qildi, ya'ni. kristalldagi atomlar rentgen nurlari uchun difraksion panjara hosil qiladi. Kristal yuzasiga yo'naltirilgan rentgen nurlari nazariya tomonidan bashorat qilinganidek, fotografik plastinkada aks ettirilgan.
Atomlarning joylashuvidagi har qanday o'zgarishlar difraksiya naqshiga ta'sir qiladi va rentgen nurlarining difraksiyasini o'rganish orqali kristalldagi atomlarning joylashishini va kristallga har qanday fizik, kimyoviy va mexanik ta'sirlar ostida bu joylashuvning o'zgarishini bilib olish mumkin. .
Hozirgi vaqtda rentgenologik tahlil fan va texnikaning ko'plab sohalarida qo'llaniladi, uning yordamida ular mavjud materiallarda atomlarning joylashishini o'rgandilar va berilgan tuzilish va xususiyatlarga ega yangi materiallarni yaratdilar. Ushbu sohadagi so'nggi yutuqlar (nanomateriallar, amorf metallar, kompozit materiallar) keyingi ilmiy avlodlar uchun faoliyat sohasini yaratadi.
Rentgen nurlarining paydo bo'lishi va xossalari
Rentgen nurlarining manbai rentgen trubkasi bo'lib, unda ikkita elektrod - katod va anod mavjud. Katod qizdirilganda elektronlar emissiyasi sodir bo'ladi, katoddan chiqarilgan elektronlar elektr maydon tomonidan tezlashadi va anod yuzasiga uriladi. Rentgen trubkasi an'anaviy radio chiroqdan (diod) asosan yuqori tezlashtiruvchi kuchlanish (1 kV dan ortiq) bilan ajralib turadi.
Elektron katoddan uchib ketganda, elektr maydoni uni anod tomon uchishga majbur qiladi, uning tezligi doimiy ravishda oshib boradi, elektron magnit maydonni olib yuradi, uning intensivligi elektron tezligi bilan ortadi. Anod yuzasiga etib kelganida, elektron keskin sekinlashadi va ma'lum diapazondagi to'lqin uzunliklari bilan elektromagnit impuls paydo bo'ladi (bremsstrahlung). Radiatsiya intensivligining to'lqin uzunliklari bo'yicha taqsimlanishi rentgen trubkasi anodining materialiga va qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liq, qisqa to'lqinlar tomonida esa bu egri chiziq qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liq bo'lgan ma'lum bir chegara minimal to'lqin uzunligidan boshlanadi. Barcha mumkin bo'lgan to'lqin uzunliklariga ega bo'lgan nurlar to'plami uzluksiz spektrni hosil qiladi va maksimal intensivlikka mos keladigan to'lqin uzunligi minimal to'lqin uzunligidan 1,5 baravar ko'pdir.
Kuchlanish kuchayishi bilan atomlarning yuqori energiyali elektronlar va birlamchi rentgen nurlarining kvantlari bilan o'zaro ta'siri tufayli rentgen nurlari spektri keskin o'zgaradi. Atomda ichki elektron qobiqlar (energiya darajalari) mavjud bo'lib, ularning soni atom raqamiga bog'liq (K, L, M va hokazo harflar bilan belgilanadi) Elektronlar va birlamchi rentgen nurlari elektronlarni bir energiya darajasidan ikkinchisiga chiqarib yuboradi. . Metastabil holat yuzaga keladi va barqaror holatga o'tish uchun elektronlarning teskari yo'nalishda sakrashi kerak. Bu sakrash energiya kvantining chiqishi va rentgen nurlarining paydo bo'lishi bilan birga keladi. Uzluksiz spektrli rentgen nurlaridan farqli o'laroq, bu nurlanish juda tor to'lqin uzunligi diapazoniga va yuqori intensivlikka ega (xarakterli nurlanish) ( sm. guruch.). Xarakterli nurlanishning intensivligini aniqlaydigan atomlar soni juda katta, masalan, 1 kV kuchlanishli mis anodli rentgen trubkasi uchun 15 mA oqim, 10 14-10 15 atom xarakterli nurlanishni beradi. 1 s uchun. Bu qiymat rentgen nurlarining umumiy quvvatining K-qobig'idan rentgen kvantining energiyasiga nisbati sifatida hisoblanadi (K-seriyasi rentgen nurlanishining xarakteristikasi). Bu holda rentgen nurlanishining umumiy quvvati iste'mol qilinadigan quvvatning atigi 0,1% ni tashkil qiladi, qolgan qismi asosan issiqlikka o'tish tufayli yo'qoladi.
Yuqori intensivlik va tor to'lqin uzunligi diapazoni tufayli xarakterli rentgen nurlanishi ilmiy tadqiqotlar va jarayonlarni boshqarishda qo'llaniladigan asosiy nurlanish turi hisoblanadi. K seriyali nurlar bilan bir vaqtda L va M seriyali nurlar hosil bo'ladi, ular ancha uzun to'lqin uzunliklariga ega, ammo ularning qo'llanilishi cheklangan. K-seriyasi yaqin to'lqin uzunliklari a va b bo'lgan ikkita komponentga ega, b-komponentning intensivligi esa a dan 5 baravar kam. O'z navbatida, a-komponent ikkita juda yaqin to'lqin uzunligi bilan tavsiflanadi, ulardan birining intensivligi ikkinchisidan 2 marta katta. Bir to'lqin uzunligi (monoxromatik nurlanish) bilan nurlanishni olish uchun rentgen nurlarining yutilishi va diffraktsiyasining to'lqin uzunligiga bog'liqligidan foydalanadigan maxsus usullar ishlab chiqilgan. Elementning atom raqamining oshishi elektron qobiqlarning xarakteristikalari o'zgarishi bilan bog'liq va rentgen trubkasi anod materialining atom raqami qanchalik katta bo'lsa, K seriyali to'lqin uzunligi shunchalik qisqa bo'ladi. Atom raqamlari 24 dan 42 gacha (Cr, Fe, Co, Cu, Mo) va to'lqin uzunligi 2,29 dan 0,712 A (0,229 - 0,712 nm) gacha bo'lgan elementlardan anodli eng ko'p ishlatiladigan quvurlar.
Rentgen trubkasidan tashqari, radioaktiv izotoplar rentgen nurlarining manbalari bo'lishi mumkin, ba'zilari to'g'ridan-to'g'ri rentgen nurlarini chiqarishi mumkin, boshqalari metall nishonlarni bombardimon qilishda rentgen nurlarini hosil qiluvchi elektronlar va a-zarrachalarni chiqaradi. Radioaktiv manbalarning rentgen nurlanishining intensivligi odatda rentgen trubkasidan ancha past (nuqsonlarni aniqlashda qo'llaniladigan va juda kichik to'lqin uzunlikdagi nurlanishni beruvchi radioaktiv kobaltdan tashqari - g-nurlanish), ular hajmi kichik va elektr energiyasini talab qilmaydi. Sinxrotron rentgen nurlari elektron tezlatgichlarda ishlab chiqariladi, bu nurlanishning to'lqin uzunligi rentgen naychalarida (yumshoq rentgen nurlari) olinganidan ancha yuqori, uning intensivligi rentgen naychalarining intensivligidan bir necha marta yuqori. X-nurlarining tabiiy manbalari ham mavjud. Ko‘pgina minerallarda radioaktiv aralashmalar topilgan, kosmik jismlardan, jumladan, yulduzlardan olingan rentgen nurlari qayd etilgan.
Rentgen nurlarining kristallar bilan o'zaro ta'siri
Kristalli tuzilishga ega bo'lgan materiallarni rentgen nurlari bilan o'rganishda kristall panjara atomlariga tegishli elektronlar tomonidan rentgen nurlarining tarqalishi natijasida yuzaga keladigan interferentsiya naqshlari tahlil qilinadi. Atomlar harakatsiz hisoblanadi, ularning issiqlik tebranishlari hisobga olinmaydi va bir atomning barcha elektronlari bir nuqtada - kristall panjaraning tugunida to'plangan deb hisoblanadi.
Kristaldagi rentgen nurlari diffraktsiyasining asosiy tenglamalarini olish uchun kristall panjarada to'g'ri chiziq bo'ylab joylashgan atomlar tomonidan sochilgan nurlarning interferensiyasi ko'rib chiqiladi. Monoxromatik rentgen nurlanishining tekis to'lqini bu atomlarga kosinasi 0 ga teng burchak ostida tushadi. Atomlar tomonidan tarqalgan nurlarning interferensiya qonunlari yorug'lik nurlanishini ko'rinadigan to'lqin uzunligi oralig'ida tarqatadigan diffraktsiya panjarasi uchun mavjud bo'lganlarga o'xshaydi. Barcha tebranishlarning amplitudalari atom qatoridan katta masofada qo'shilishi uchun qo'shni atomlarning har bir juftidan keladigan nurlar yo'lidagi farq butun son to'lqin uzunliklarini o'z ichiga olishi zarur va etarli. Qachon atomlar orasidagi masofa a bu holat quyidagicha ko'rinadi:
a(a – a0) = h l,
Bu erda a - atom qatori va egilgan nur orasidagi burchakning kosinasi; h- butun son. Ushbu tenglamani qanoatlantirmaydigan barcha yo'nalishlarda nurlar tarqalmaydi. Shunday qilib, tarqoq nurlar koaksiyal konuslar tizimini hosil qiladi, ularning umumiy o'qi atom qatoridir. Atom qatoriga parallel tekislikdagi konuslarning izlari giperbolalar, qatorga perpendikulyar tekislikda esa aylanalardir.
Nurlar doimiy burchak ostida tushganda, polixromatik (oq) nurlanish qat'iy burchak ostida burilgan nurlar spektriga parchalanadi. Shunday qilib, atom seriyasi rentgen nurlari uchun spektrografdir.
Ikki o'lchovli (tekis) atom panjarasiga, so'ngra uch o'lchovli hajmli (fazoviy) kristall panjaraga umumlashtirish yana ikkita o'xshash tenglamani beradi, ular rentgen nurlarining tushish va aks etish burchaklari va uchta atom orasidagi masofani o'z ichiga oladi. yo'nalishlari. Bu tenglamalar Laue tenglamalari deb ataladi va rentgen nurlari difraksion tahlilining asosini tashkil qiladi.
Parallel atom tekisliklaridan aks ettirilgan nurlarning amplitudalari qo'shiladi va shundan beri atomlar soni juda katta, aks ettirilgan nurlanish eksperimental tarzda aniqlanishi mumkin. Ko'zgu holati Vulff-Bragg tenglamasi bilan tavsiflanadi2d sinq = nl, bu erda d - qo'shni atom tekisliklari orasidagi masofa, q - tushayotgan nurning yo'nalishi va kristalldagi bu tekisliklar orasidagi ko'rish burchagi, l - rentgen nuri. to'lqin uzunligi, n esa aks etish tartibi deb ataladigan butun sondir. Burchak q - atom tekisliklariga nisbatan tushish burchagi bo'lib, ular o'rganilayotgan namunaning yuzasiga yo'nalishda to'g'ri kelishi shart emas.
Uzluksiz spektrli nurlanishdan ham, monoxromatik nurlanishdan ham foydalangan holda rentgen nurlari difraksion tahlilining bir qancha usullari ishlab chiqilgan. Bunday holda, o'rganilayotgan ob'ekt statsionar yoki aylanuvchi bo'lishi mumkin, bitta kristall (yagona kristal) yoki ko'p (polikristal) dan iborat bo'lishi mumkin, difraksiyalangan nurlanish tekis yoki silindrsimon rentgen plyonkasi yoki harakatlanuvchi rentgen detektori yordamida qayd etilishi mumkin. aylana bo'ylab, ammo barcha holatlarda, tajriba va natijalarni sharhlash vaqtida Vulf-Bragg tenglamasidan foydalaniladi.
Fan va texnikada rentgenologik tahlil
Rentgen nurlari diffraktsiyasining kashf etilishi bilan tadqiqotchilar ixtiyorida alohida atomlarning joylashishini va bu joylashuvdagi o'zgarishlarni tashqi ta'sirlar ostida mikroskopsiz o'rganish imkonini beruvchi usul mavjud.
Fundamental fanda rentgen nurlarining asosiy qo'llanilishi strukturaviy tahlildir, ya'ni. kristalldagi alohida atomlarning fazoviy joylashuvini o'rnatish. Buning uchun monokristallar o'stiriladi va rentgenologik tahlil o'tkaziladi, aks ettirishning joylashishi va intensivligi o'rganiladi. Endi nafaqat metallarning, balki elementar hujayralar minglab atomlarni o'z ichiga olgan murakkab organik moddalarning ham tuzilishi aniqlandi.
Minerologiyada minglab minerallarning strukturasi rentgenologik tahlil yordamida aniqlangan va mineral xom ashyoni tahlil qilishning ekspress usullari yaratilgan.
Metalllar nisbatan oddiy kristall tuzilishga ega va rentgen usuli turli texnologik ishlov berish jarayonida uning o'zgarishlarini o'rganish va yangi texnologiyalarning fizik asoslarini yaratish imkonini beradi.
Qotishmalarning fazaviy tarkibi rentgen naqshlari bo'yicha chiziqlarning joylashishi, kristallarning soni, o'lchami va shakli ularning kengligi bilan belgilanadi, kristallarning yo'nalishi (teksturasi) difraksion konusdagi intensivlikning taqsimlanishi bilan belgilanadi.
Bu metodlar plastik deformatsiyalar jarayonida, jumladan kristallarning maydalanishi, ichki kuchlanishlar va kristall strukturasidagi nomukammalliklarning (dislokatsiyalar) paydo bo‘lishini o‘rganishda qo‘llaniladi. Deformatsiyalangan materiallar qizdirilganda kuchlanishni bartaraf etish va kristall o'sishi (qayta kristallanish) o'rganiladi.
Qotishmalarni rentgenologik tahlil qilishda qattiq eritmalarning tarkibi va konsentratsiyasi aniqlanadi. Qattiq eritma paydo bo'lganda, atomlararo masofalar va shuning uchun atom tekisliklari orasidagi masofalar o'zgaradi. Bu o'zgarishlar kichik, shuning uchun kristall panjaraning davrlarini an'anaviy rentgen usullari bilan o'lchash aniqligidan ikki baravar yuqori aniqlik bilan o'lchash uchun maxsus aniqlik usullari ishlab chiqilgan. Kristal panjara davrlarining aniq o'lchovlari va fazaviy tahlillarning kombinatsiyasi holat diagrammasida faza mintaqalarining chegaralarini chizish imkonini beradi. Rentgen usuli, shuningdek, qattiq eritmalar va kimyoviy birikmalar o'rtasidagi oraliq holatlarni aniqlay oladi - tartibli qattiq eritmalar, ularda aralashmalar atomlari qattiq eritmalardagi kabi tasodifiy joylashmaydi va shu bilan birga kimyoviy kabi uch o'lchovli tartibda emas. birikmalar. Buyurtma qilingan qattiq eritmalarning rentgen naqshlarida qo'shimcha chiziqlar mavjud; rentgen naqshlarining talqini shuni ko'rsatadiki, nopoklik atomlari kristall panjarada ma'lum joylarni egallaydi, masalan, kubning uchlarida.
Fazali o'zgarishlarga uchramaydigan qotishmani so'ndirish paytida o'ta to'yingan qattiq eritma paydo bo'lishi mumkin va keyinchalik qizdirilganda yoki hatto xona haroratida ushlab turilganda, qattiq eritma kimyoviy birikmaning zarralari ajralib chiqishi bilan parchalanadi. Bu qarishning ta'siri bo'lib, u rentgenogrammalarda chiziqlarning holati va kengligidagi o'zgarish sifatida namoyon bo'ladi. Qarishni o'rganish rangli qotishmalar uchun ayniqsa muhimdir, masalan, qarish yumshoq qotib qolgan alyuminiy qotishmasini mustahkam strukturaviy material duraluminga aylantiradi.
Po'latni issiqlik bilan ishlov berishning rentgenologik tadqiqotlari eng katta texnologik ahamiyatga ega. Po'latning qattiqlashishi (tez sovutish) vaqtida diffuziyasiz ostenit-martensit fazasi o'tishi sodir bo'ladi, bu strukturaning kubikdan tetragonalgacha o'zgarishiga olib keladi, ya'ni. birlik hujayra to'rtburchaklar prizma shaklini oladi. Rentgenogrammalarda bu chiziqlarning kengayishi va ba'zi chiziqlarning ikkiga bo'linishi sifatida namoyon bo'ladi. Bunday ta'sirning sabablari nafaqat kristall strukturasining o'zgarishi, balki martensitik strukturaning termodinamik nomutanosibligi va tez sovutish tufayli katta ichki stresslarning paydo bo'lishidir. Temperlash (qattiqlashtirilgan po'latni isitish) paytida rentgen naqshlaridagi chiziqlar torayadi, bu muvozanat tuzilishiga qaytish bilan bog'liq.
So'nggi yillarda konsentrlangan energiya oqimlari (lazer nurlari, zarba to'lqinlari, neytronlar va elektron impulslar) bo'lgan materiallarni qayta ishlash bo'yicha rentgenologik tadqiqotlar katta ahamiyatga ega bo'ldi, ular yangi texnikalarni talab qildi va yangi rentgen effektlarini yaratdi. Masalan, lazer nurlarining metallarga ta'siri ostida qizdirish va sovutish shu qadar tez sodir bo'ladiki, metallda sovutilganda kristallar bir necha birlik hujayralar (nanokristallar) hajmiga qadar o'sishga vaqt topadi yoki hosil bo'lishga vaqtlari yo'q. umuman. Sovutgandan keyin bunday metall oddiyga o'xshaydi, lekin rentgen naqshida aniq chiziqlarni bermaydi va aks ettirilgan rentgen nurlari ko'rish burchaklarining butun diapazoniga taqsimlanadi.
Neytron nurlanishidan so'ng rentgen naqshlarida qo'shimcha dog'lar (diffuz maksimal) paydo bo'ladi. Radioaktiv parchalanish strukturaning o'zgarishi bilan bog'liq o'ziga xos rentgen effektlarini ham keltirib chiqaradi, shuningdek, o'rganilayotgan namunaning o'zi rentgen nurlari manbaiga aylanadi.
