Rentgenové záření: Porovnání verzí
Feedback

Z WikiSkript

Vizuální
Řádek 51: Řádek 51:


===Retgen v medicíně===
===Retgen v medicíně===
Rentgenové paprsky mohou procházet lidskými tkáněmi a v důsledku svého průchodu vytvářet stíny podobné obrazu struktur v těle (př.: kosti, některé orgány a v neposlední řadě různé patologické stavy). Rentgenový snímek je nepohyblivý obraz, zjednodušeně řečeno jde o rentgenovou fotografii. Jedním z nejznámějších přístrojů využívající rentgenové záření v medicíně je beze sporu '''CT (Počítačová tomografie)''' .Charakteristickým rysem rentgenového záření je, že má mnohem vyšší energii než viditelné světlo a ta je právě z části pohlcena během průchodu lidským tělem. Absorbovaná energie rentgenového záření může mít i různé biologické účinky uvnitř tkáně a jejímu množství se říká '''dávka záření'''. Velmi velké dávky záření se používají v radiační onkologii nebo při terapii k zastavení množení nádorových buněk. Ovšem dávka záření v průběhu zobrazovacích metod je velmi malá a nemá žádné nežádoucí účinky. K vytvoření potřebné kvality obrazu při diagnostických zobrazovacích metodách se totiž používá co nejmenší možná dávka záření.
Rentgenové paprsky mohou procházet lidskými tkáněmi a v důsledku svého průchodu vytvářet stíny podobné obrazu struktur v těle (př.: kosti, některé orgány a v neposlední řadě různé patologické stavy). Rentgenový snímek je nepohyblivý obraz, zjednodušeně řečeno jde o rentgenovou fotografii. Jedním z nejznámějších přístrojů využívající rentgenové záření v medicíně je beze sporu '''CT (Počítačová tomografie)'''. Charakteristickým rysem rentgenového záření je, že má mnohem vyšší energii než viditelné světlo a ta je právě z části pohlcena během průchodu lidským tělem. Absorbovaná energie rentgenového záření může mít i různé biologické účinky uvnitř tkáně a jejímu množství se říká '''dávka záření'''. Velmi velké dávky záření se používají v radiační onkologii nebo při terapii k zastavení množení nádorových buněk. Ovšem dávka záření v průběhu zobrazovacích metod je velmi malá a nemá žádné nežádoucí účinky. K vytvoření potřebné kvality obrazu při diagnostických zobrazovacích metodách se totiž používá co nejmenší možná dávka záření.


===Závěr===
===Závěr===

Verze z 12. 1. 2014, 21:42


Rentgenové záření objevil roku 1895 v podstatě náhodou Wilhelm Conrad Röntgen.

Rentgenové paprsky jsou elektromagnetické ionizující záření s vlnovou délkou 10nm – 1pm (10-9 ÷ 10-11 m). Vzhledem ke kvantové dualitě je můžeme nahlížet též jako fotony s energií 5 keV ÷ 200 keV [1], dostačující k vyražení elektronu z atomového obalu (ionizaci).

Zdroje RTG záření

  • Přirozenými zdroji RTG je záření hvězd (např. Slunce), ale i dalších kosmických zdrojů.
  • Umělým zdrojem RTG záření je například rentgenová lampa - rentgenka.

Typy RTG záření

Původ RTG záření je v elektronovém obalu. Používané zdroje RTG produkují dva typy záření s odlišným rozložením energie ve spektru:

Spektrum rentgenového záření: modře spojité, červeně charakteristické.

Brzdné rentgenové záření

Elektron rychle letící (při napětí 100kV je jejich rychlost cca 165 km/h) od katody k anodě se při nárazu do anody dostává do silného elektrostatického pole, kde dochází k zakřivení jeho dráhy a ke zbrždění. Kinetická energie, kterou elektron ztratil, je vyzářena ve formě fotonu RTG záření. Při tomto procesu jsou vyzařovány fotony o různých vlnových délkách. Čím více se elektron přiblíží k jádru a čím větší je jeho energie, tím větší je energie vznikajícího kvanta RTG záření. Energie brzdného rentgenového záření nezávisí na materiálu anody, ale jen na rychlosti elektronů (tedy na velikosti napětí mezi elektrodami rentgenky). Toto záření se vyznačuje širokým spojitým energetickým spektrem, protože rychlost elektronů emitovaných katodou není jednotná. Brzdné RTG záření vytváří spojité spektrum. Elektrony ale mohou být urychleny i jiným způsobem než pouhým vystavením velmi vysokému napětí - v urychlovačích částic jako je např. lineární urychlovač, betatron nebo mikrotron se dosahuje výrazně vyšších energií než u rentgenky a vznikající RTG záření je podstatně tvrdší.

Brzdné záření se využívá v lékařské diagnostice a v radioterapii, příp. v průmyslu v defektoskopii.

Brzdné záření.

Charakteristické rentgenové záření

Charakteristické RTG záření se liší podle materiálu, ze kterého je zhotovena anoda. Elektrony dopadající na anodu (většinou wolframovou) předávají svoji energii elektronům v atomech anody, tyto elektrony jsou excitovány (vyraženy do vyšší energetické hladiny), nebo úplně ionizovány (vytrženy z obalu). Pokud byl elektron pouze excitován, následně se vrací zpět do původního základního stavu, pokud byl "vyražen", potom se jeho místo zaplní elektronem z jedné z energeticky bohatších hladin vzdálenějších od jádra. Při obou variantách sestupu elektronu se uvolní značné množství energie ve formě RTG záření. Energie fotonu záření je rovna energetickému rozdílu mezi elektronovými hladinami, mezi kterými došlo k přesunutí elektronu. Rozdíl energie mezi jednotlivými hladinami je stále stejný, proto vzniká RTG záření pouze o určitých vlnových délkách – odtud plyne název charakteristické záření, protože onen energetický rozdíl, který určuje vlnovou délku záření, závisí na materiálu, ze kterého je anoda vyrobena. Získáme tedy RTG záření charakteristické pro určitý konkrétní prvek (materiál anody); jeho energie je tím vyšší, čím vyšší je protonové číslo prvku, tvořícího anodu. Vzniklé záření tvoří tzv. diskrétní - čárové spektrum.

Charakteristické rentgenové záření se využívá v analytické chemii.

Výsledné záření reálného zdroje RTG je součtem brzdného a charakteristického záření.

Rentgenka

Schéma rentgenky.
Rentgenka.

Jedná se o vakuovou trubici obsahující 2 elektrody: katodu a anodu. Nejčastěji bývají obě zhotoveny z wolframu, pro mammografické vyšetření se používá molybdenová anoda (měkčí RTG záření). Pro snížení radiační dávky a vyšší ostrost při zobrazování se stíní (nejčastěji olovem). Na elektrody je přiváděno velmi vysoké napětí, což vede k urychlení elektronů.

Katoda

Katoda má tvar spirály. Při rozžhavení katody dojede k emisi elektronů a vzniká elektronový mrak. Hustota mraku je dána žhavícím proudem katody. Po připojení vysokého stejnosměrného napětí začnou záporně nabité elektrony vylétávat z oblaku směrem k anodě (+ současné urychlování silným elektrickým polem). Při zbrzdění na anodě vzniká RTG záření pouze z 1 % pohybové energie elektronů.

Anoda

Anoda může být pevná nebo rotační. Při dopadu elektronů na anodu dochází totiž k jejímu zahřívání a proto je nutné chlazení. Pro rentgenky s nízkým výkonem stačí chlazení vzduchem. Rentgenka s vysokým výkonem má uvnitř dutinku pro chladící kapalinu.

Princip

U rentgenky lze nezávisle na sobě regulovat napětí mezi katodou a anodou (anodové napětí) a intenzitu žhavícího proudu katody (katodový proud).

Na katodovém proudu závisí intenzita záření. Čím vyšší bude katodový proud, tím vyšší bude intenzita záření.

Na anodovém napětí závisí tvrdost, penetrace, absorpce a vlnová délka záření. S rostoucím anodovým napětím poroste tvrdost a penetrace záření a naopak bude klesat absorpce a vlnová délka. Čím je potenciál mezi katodou a anodou větší, tím větší je urychlení elektronů a tím kratší vlnovou délku má vznikající RTG záření.

Retgen v medicíně

Rentgenové paprsky mohou procházet lidskými tkáněmi a v důsledku svého průchodu vytvářet stíny podobné obrazu struktur v těle (př.: kosti, některé orgány a v neposlední řadě různé patologické stavy). Rentgenový snímek je nepohyblivý obraz, zjednodušeně řečeno jde o rentgenovou fotografii. Jedním z nejznámějších přístrojů využívající rentgenové záření v medicíně je beze sporu CT (Počítačová tomografie). Charakteristickým rysem rentgenového záření je, že má mnohem vyšší energii než viditelné světlo a ta je právě z části pohlcena během průchodu lidským tělem. Absorbovaná energie rentgenového záření může mít i různé biologické účinky uvnitř tkáně a jejímu množství se říká dávka záření. Velmi velké dávky záření se používají v radiační onkologii nebo při terapii k zastavení množení nádorových buněk. Ovšem dávka záření v průběhu zobrazovacích metod je velmi malá a nemá žádné nežádoucí účinky. K vytvoření potřebné kvality obrazu při diagnostických zobrazovacích metodách se totiž používá co nejmenší možná dávka záření.

Závěr

Objev rentgenu je bezpochyby jedním z největších objevů v medicíně a nejen v ní a znamenal velký pokrok v diagnostice. Umožnil lékařům vcelku lehké pozorování mnoha lidských struktur. Využití rentgenového záření bylo postupně modifikováno a umožnilo pozorování i měkčích tkání, jako jsou například plíce či cévy a mnoho dalších.


Odkazy

Související články

Literatura

Reference

  • ↑ ULLMANN, Vojtěch. Jaderná fyzika, radiační fyzika, radioisotopy: Rentgenová diagnostika. [online]. [cit. 2012-02-13]. Dostupné z: http://astronuklfyzika.cz/JadRadMetody.htm#2

    • Externí odkazy


    Zdroj

    • Výukové materiály LFP UK
    • CHUDÁČEK, Z.: Radiodiagnostika, 1. vydání Vydavateľstvo Osveta, 1993, 440 s.
    Citováno z „https://www.wikiskripta.eu/index.php?title=Rentgenové_záření&oldid=248434“