Rendgenske zrake: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
m r2.6.4) (robot Mijenja: et:Röntgenkiirgus |
m sitno, mala dorada |
||
| (Nisu prikazane 43 međuinačice 24 suradnika) | |||
Redak 1:
[[
[[datoteka:Electromagnetic-Spectrum.png|desno|mini|250px|Rendgenske zrake kao dio [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskog zračenja]].]]
[[datoteka:Weld radiograph with burnthrough defect.jpg|mini|desno|250px|Snimka [[Radiografska kontrola|radiografske kontrole]] [[zavarivanje|zavarenog spoja]] gdje se vidi da je unutrašnjost [[materijal]]a pregorjela.]]
[[datoteka:Coolidge_xray_tube.jpg|mini|desno|250px|[[William David Coolidge|Coolidgeova]] [[rendgenska cijev]] iz 1917. Užarena [[katoda]] je na lijevo, a [[anoda]] je na desno. Rendgenske zrake zrače u sredini prema dolje.]]
[[datoteka:hvtubes.jpg|mini|desno|250px|Dvije visokonaponske [[ispravljač]]ke [[Elektronska cijev|elektronske cijevi]] koje mogu stvoriti rendgensko zračenje.]]
[[datoteka:Glow discharge regions.jpg|mini|desno|250px|Otkriće rendgenskih zraka nastalo je s ispitivanjem [[Katodno zračenje|katodnih zraka]].]]
[[datoteka:X-ray diffraction pattern 3clpro.jpg|mini|desno|250px|Svaka točka, nazvana [[refleksija]], u ovom [[ogib]]nom (difrakcijskom) uzorku nastaje iz konstruktivne [[Interferencija valova|interferencije]] raspršenih rendgenskih zraka koje prolaze kroz [[kristal]]. Podaci se mogu koristiti za određivanje kristalne strukture.]]
[[datoteka:PIA16217-MarsCuriosityRover-1stXRayView-20121017.jpg|mini|desno|250px|Prvi rendgenski [[difrakcija|difrakcijski]] pogled na [[mars]]ovsku analizu tla - ''CheMin'' otkriva [[feldspat]], [[Pirokseni|piroksene]], [[olivin]] i druge (Curveness rover na "Rocknest", 17. listopada 2012.).]]
[[datoteka:Bremsstrahlung.svg|mini|desno|250px|Skica [[Zakočeno zračenje|rendgenskog zakočnog zračenja]] putem zakočenja brzog [[elektron]]a u [[Coulombova barijera|Coulombovom polju]] [[atomska jezgra|atomske jezgre]].]]
[[datoteka:800 nasa structure renderin2.jpg|mini|desno|250px|Dva ogromna balona [[Rendgenska astronomija|rendgenskog]] i [[Gama-čestica|gama zračenja]] zračenja u samom središtu [[Mliječni put|Mliječnog puta]] (2010.).]]
'''Rendgenske zrake''' ili '''rendgensko zračenje''' ([[Njemački jezik|njem.]] ''Röntgenstrahlung''), poznate i kao '''X-zrake''' (njem. ''X-Strahlen'', [[engleski jezik|eng.]] ''X-rays''<ref>[https://www.britannica.com/science/X-ray X-ray], ''Britannica''</ref>), područje su [[elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskog zračenja]] s [[valna duljina|valnim duljinama]] između 0,01 i 10 [[nanometar|nm]],<ref>{{Citiranje weba|title=rendgensko zračenje|url=http://struna.ihjj.hr/naziv/rendgensko-zracenje/20213/#naziv|url-status=live|access-date=23. prosinca 2024.|website=Hrvatsko strukovno nazivlje}}</ref> što približno odgovara području između [[ultraljubičasto zračenje|ultraljubičastog]] i [[gama zračenje|gama zračenja]]. Najpoznatija njihova primjena u dijagnostičkoj je [[Radiologija|radiografiji]] i [[kristalografija|kristalografiji]]. Zbog svoje [[energija|energije]] ubrajaju se u [[ionizirajuće zračenje]].
'''Rendgensko zračenje''' nastaje u [[Rendgenska cijev|rendgenskoj cijevi]] kada brzi [[elektron]]i udaraju u [[metal]]nu [[anoda|anodu]] ili u drugim [[uređaj]]ima (na primjer [[betatron]]u i [[sinkrotron]]u) ili prirodnim procesima u [[svemir]]u. Otkrio ga je [[Wilhelm Conrad Röntgen|W. C. Röntgen]] 1895. Proučio je i opisao širenje [[zračenje|zračenja]] u [[električno polje|električnom]] i [[magnetsko polje|magnetskom polju]], njegovo djelovanje na [[Fotografska emulzija|fotografsku ploču]], izazivanje [[Fluorescencija|fluorescencije]] na nekim [[kemijska tvar|kemijskim tvarima]] te izvanrednu prodornost. [[Max von Laue|M. von Laue]] 1912. pokazao je da rendgensko zračenje nakon [[ogib]]a (difrakcije) na [[kristal]]u stvara slične ogibne slike kao što ih stvara [[svjetlost]] nakon prolaska kroz [[Optička rešetka|optičku rešetku]]. Najkraće valne duljine rendgenskoga zračenja zalaze u područje [[Gama zračenje|gama-zračenja]], a najdulje graniče s [[Ultraljubičasto zračenje|ultraljubičastim zračenjem]].
Primjena rendgenskog zračenja većinom se zasniva na prodiranju zračenja kroz kemijsku tvar. Što su [[atom]]i neke tvari veće [[Relativna atomska masa|mase]], to jače upijaju ([[Apsorpcija (razdvojba)|apsorbiraju]]) rendgensko zračenje: [[Olovo (element)|olovo]] jače nego [[aluminij]], [[kalcij]] u [[kost]]ima jače nego [[ugljik]], [[kisik]] i [[vodik]] u [[mišić]]ima. To se svojstvo primjenjuje kako bi se učinila vidljivom unutrašnjost tijela.<ref> '''rendgensko zračenje''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=52438] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019.</ref>
Rendgenske zrake dijele se na tvrde i mekane rendgenske zrake s obzirom na mogućnost prodiranja kroz razne materijale. '''Mekane rendgenske zrake''' imaju [[valna duljina|valnu duljinu]] od 0,1 [[metar|nm]] do 10 nm (0,12 do 12 [[elektronvolt|keV]]). '''Tvrde rendgenske zrake''' imaju valnu duljinu od 0,001 nm do 0,1 nm (12 do 120 keV). Osnovna razlika između rendgenskih i [[Gama-čestica|gama-zraka]] jest u načinu njihova nastanka. Rendgenske zrake nastaju u vanjskome [[elektron]]skom omotaču [[atom|atomâ]], dok gama zrake nastaju u [[Atomska jezgra|jezgri atomâ]].<ref>Holman Gordon, Benedict Sarah: "Hard X-Rays", publisher = Goddard Space Flight Center, [http://hesperia.gsfc.nasa.gov/sftheory/xray.htm] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110721050138/http://hesperia.gsfc.nasa.gov/sftheory/xray.htm|date=21. srpnja 2011.}} 2011.</ref> Tvrde rendgenske zrake prolaze kroz [[metal]]e i na mjestima gdje su pukotine nailaze na manji otpor. Prema tome čine na [[fotografija|fotografskoj ploči]] svjetlije ili tamnije slike. Tako se vrši ispitivanje ispravnosti [[Lijevanje|lijeva]], [[Valjanje|valjanih predmeta]], [[Zavareni spoj|zavarenih spojeva]] ([[radiografska kontrola]]) i tako dalje.
Rendgenske zrake imaju jako [[Fiziologija|fiziološko]] djelovanje jer razaraju [[Stanica|stanice]] ljudskog organizma, na čemu se temelji njihovo ljekovito djelovanje. Ako se na bolesno mjesto u tijelu uprave rendgenske zrake, one mogu izazvati raspadanje stanica koje uzrokuju određenu bolest. Međutim, prekomjerna upotreba tih zraka štetno utječe na zdrave stanice. Stoga se za zaštitu od rendgenskih zraka upotrebljavaju [[Olovo (element)|olovne]] ploče koje ih ne propuštaju.<ref>Velimir Kruz: ''Tehnička fizika za tehničke škole'', Školska knjiga, Zagreb, 1969.</ref>
== Otkriće ==
[[Wilhelm Conrad Röntgen]] objavljuje [[1895.]]
Röntgen je odmah uočio mnoge sličnosti s [[svjetlost|vidljivom svjetlošću]]. Rendgenske zrake se šire u pravcima, bacaju oštre sjene, djeluju na [[Fotografija|fotografsku]] ploču i u nekim tvarima izazivaju [[Fluorescencija|fluorescenciju]]. Ali po nekim svojstvima činilo se da se razlikuju od vidljive svjetlosti. Zapazio je njihovu izvanrednu prodornost, i nije ih mogao sabiti s [[Leća (optika)|lećom]] u [[
Otkriće rendgenskih zraka nastalo je s ispitivanjem [[Katodno zračenje|katodnih zraka]]. Röntgen je 1895. opazio da iz mjesta na koje padnu katodne zrake izlaze neke zrake. Nove zrake pokazuju slične osobine s [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskim valovima]]. One se ne daju svinuti električnim ili magnetskim poljima, nisu dakle struje nabijenih električnih čestica. Iz ovih osobina Röntgen je zaključio da su nove zrake [[val]]ovi. Kasnije ispitivanje potpuno je potvrdilo ovo mišljenje. Deset godina poslije Röntgenova otkrića uspio je [[Charles Glover Barkla|C. B. Barkla]] proizvesti [[Polarizirana svjetlost|polarizirane]] rendgenske zrake. [[Polarizacija]] bila je znak da su rendgenske zrake [[transverzalni val]]ovi.
Konačno se to pitanje moglo riješiti tek otkrićem [[Interferencija valova|interferentnih]] i [[ogib]]nih pojava. Međutim, tu su sva nastojanja ostala dugo vremena uzaludna. Svi [[optika|optički]] aparati pokazali su se pregrubi. [[Valna duljina]] rendgenskih zraka morala je biti vrlo sitna. Tad je [[Max von Laue|M. Laue]] 1912. došao na sretnu ideju da interferencije izazove prolaskom rendgenskih zraka kroz [[kristal]]. U kristalu su [[atom]]i poredani u pravilnim razmacima, i takav raspored atoma mora djelovati kao optička mreža na one valove kojima je valna duljina otprilike jednaka razmaku između atoma. Pokusi su potpuno potvrdili Laueova očekivanja. Prolazeći kroz kristale, rendgenske zrake bacaju slične ogibne slike kao i [[vidljiva svjetlost]] kad prođe kroz optičku mrežu. Iz same ogibne slike može se po zakonima optike proračunati valna duljina rendgenskih zraka, kao i razmak između atoma u [[kristalna rešetka|kristalnoj rešetki]].
Od obične svjetlosti rendgenske se zrake razlikuju mnogo manjom valnom duljinom. Valne duljine rendgenskih zraka po tisuću puta su manje od vidljive svjetlosti. Kratka valna duljina daje rendgenskim zrakama veliku prodornost. One mogu nesmetano prolaziti kroz tanke listiće materije. Tek prolazom kroz deblje slojeve bivaju zrake postepeno apsorbirane. Apsorpcija rendgenskih zraka jako zavisi od vrste tvari. Jače ih apsorbiraju elementi s većom [[Relativna atomska masa|atomskom težinom]]. Tako [[Olovo (element)|olovo]] znatno jače prigušuje rendgenske zrake od lakog [[vodik]]a ili [[kisik]]a. Na tom svojstvu osniva se primjena rendgenskih zraka u [[medicina|medicini]]. Kosti živih bića građene su pretežno od [[kalcij]]a, dok se meso sastoji ponajviše od [[ugljik]]a, vodika i kisika. Budući da kalcij apsorbira rendgenske zrake mnogo jače od ugljika, vodika i kisika, to prolazom kroz organizam ostavljaju rendgenske zrake na fotografskoj ploči slike kostiju, kao i ostalih osobitih tvari, na primjer [[Žučni kamenci|žučnih kamenaca]].
Rendgenske zrake nastaju udarom katodnih zraka na čvrste tvari na [[metal]]e. Kad prolaze pored [[atomska jezgra|atomskih jezgri]], [[elektron]]i bivaju zakočeni, a tom prilikom [[Emisija|emitiraju]] [[svjetlost]]. Po [[Maxwellove jednadžbe|Maxwellovoj teoriji]] svako usporavanje [[električni naboj|električnih naboja]] praćeno je emisijom elektromagnetskih valova. Što su veće početne [[brzina|brzine]] i što su elektroni naglije zakočeni, to prodornije rendgenske zrake emitiraju. Rendgenske zrake koje nastaju kočenjem elektrona imaju kontinuirano raspodijeljene [[frekvencija|frekvencije]] (takozvana bijela rendgenska svjetlost).
U Lauevu pokusu prolazi bijela rendgenska svjetlost kroz kristal i ostavlja na fotografskoj ploči ogibnu sliku. Svijetle točke na Laueovu dijagramu odgovaraju rendgenskim zrakama s točno određenom valnom duljinom. Prolazeći kroz kristal, nije rendgenska zraka svake valne duljine sposobna da interferira. [[Kristalna rešetka]] "odabire" iz kontinuuma valnih duljina one koje se prilagođuju prostornom rasporedu njenih čvorišta. Laueov pokus ustvari je vrlo zamršen i ne da se tako lako odgonetati.
Pregledniji su odnosi kod modifikacije Lauova pokusa, koju je izveo [[William Henry Bragg|W. H. Bragg]]. Tu interferiraju rendgenske zrake, koje se "reflektiraju" na kristalu. Kristal neka je tako rezan da njegova granica teče paralelno s ravninama simetrije kristala. Kod [[grafit]]a to su ravnine u kojima su [[atom]]i gusto poredani u pravilne šesterokute. Kad rendgenske zrake padnu na kristal, tad se jedan dio reflektira već na samoj granici, a drugi dio ulazi u kristal. Taj dio opet se djelomično reflektira na prvoj paralelnoj ravnini simetrije kristala, a djelomično ulazi dublje u kristal. Na taj način reflektiranu rendgensku zraku sastavljaju one zrake, koje su reflektirane na prvoj, drugoj, trećoj ravnini i tako dalje. [[Superpozicija titranja|Superpozicijom tih zraka]] može se rendgenska svjetlost oslabiti ili pojačati. Ako je razlika u putovima zraka između dviju kristalnih ravnina jednaka valnoj duljini ili cijelom broju valnih duljina, tad se sve reflektirane zrake sastavljaju s istom fazom. Imamo pojačanje.
Razmak između dviju ravnina simetrije označit ćemo s ''d''. Kut zrake s granicom kristala označit ćemo s ''θ''. Između zrake koja se reflektira na granici kristala i zrake koja se reflektirala na prvoj paralelnoj ravnini postoji razlika u putovima jednaka 2∙''d∙sin θ''. Najveća (maksimalna) jakost (intenzitet) rendgenskih zraka dobiva se tamo, gdje je:
:<math> 2 \cdot d \cdot \sin \theta = n \cdot \lambda </math>
gdje je: ''n'' = 1, 2, 3, …
Zbog svoje velike prodornosti, rendgenske se zrake reflektiraju na velikom broju ravnina, pa se znatna jakost (intenzitet) dobiva tamo gdje je točno ispunjen Braggov uvjet. Inače, superpozicijom mnoštva valova različitih faza rendgenske zrake se ugase.
Bacimo li bijelu rendgensku zraku pod određenim kutom na kristal, dobivamo reflektirane zrake samo određene valne duljine. Prilike su tu slične Laueovu pokusu. Prednost Braggove metode vidi se tek jasno kad se uzmu monokromatske rendgenske zrake. Kut ''θ'', pod kojim padaju rendgenske zrake na kristal, može se u pokusu lako mijenjati. Kad rendgenske zrake određene valne duljine padnu na kristal, opazit će se refleksija samo kod određenih kutova ''θ''. Ti kutovi odgovaraju Braggovu uvjetu za ''n'' = 1, 2, 3, … i tako dalje. Motreći ove određene kutove refleksije, možemo izmjeriti valnu duljinu rendgenskih zraka ili razmak između ravnina u kristalu. Na ovaj način odredio je Bragg prvi put razmak između atoma u kristalu [[Kuhinjska sol|kuhinjske soli]].
Na osnovu Braggova uvjeta mogu se izgraditi posebni aparati za mjerenje rendgenskih spektara. Često se upotrebljava rendgenski [[spektrograf]] s kristalom koji se vrti. Kroz uski otvor baci se na kristal oštri snop rendgenskih zraka. Vrtnjom kristala mijenja se kut ''θ''. Imamo li rendgenske zrake tek nekoliko valnih duljina, ta se refleksija opaža samo kod nekih određenih kutova kristala. Imamo li bijelu rendgensku svjetlost, to nam osvjetljenje filma daje sprektralnu raspodjelu energije na valne duljine.
Jednu drugu metodu za ispitivanje kristalnih struktura pomoću rendgenskih zraka pronašli su [[Peter Debye|P. Debye]] i [[Paul Hermann Scherrer|P. H. Scherrer]]. Njihova metoda u neku ruku je obrat Laueova pokusa. Dok Laue pušta bijelu rendgensku svjetlost kroz pravilni kristal, Debye i Scherrer došli su na ideju da monokromatske rendgenske zrake puste kroz zbijenu kristalnu prašinu. Ona se sastoji od mnoštva sitnih kristala, koji su nasumce razbacani u svim smjerovima. Prolaze li monokromatske rendgenske zrake kroz mnoštvo kristalića, naići se na niz kristalnih ravnina, kod kojih je ispunjen Braggov uvjet. Ne "bira" tu kristal određene valne duljine, kao kod Laueova pokusa, nego monokromatska svjetlost "bira" kristaliće, na kojima se može reflektirati. Tih kristalića ima u kaotičnom mnoštvu uvijek dovoljan broj da se dobije mjerljiva jakost (intenzitet) rendgenskih zraka. Prednost je Debye-Scherrerove metode u tome što joj nisu potrebni veliki pravilni kristali.
Rendgenoskopskim metodama osvijetljena je struktura čvrstog tijela. [[Kristalna rešetka]] sa svom geometrijskom pravilnošću odražava se u rendgenskoj svjetlosti. No pored toga može se na osnovu rendgenskih snimaka dobiti i uvid u strukturu [[ion]]a ili [[molekula]] koji izgrađuju kristalne rešetke. Rendgenoskopske metode postaju sve više najmoćnijim sredstvom [[kemičar]]a za proučavanje materije.<ref> [[Ivan Supek]]: "Nova fizika", Školska knjiga Zagreb, 1966.</ref>
== Dobivanje ==
Rendgensko zračenje nastaje kada [[elektroni]] velikom brzinom udaraju u [[metal]], pri čemu dolazi do njihovog naglog usporavanja i izbijanja elektrona iz unutarnjih ljuski [[atom]]a metala. Pri bombardiranju [[Kovine|metala]] brzim [[elektron]]ima nastaju dvije različite komponente rendgenskog zračenja. Naglim kočenjem brzih elektrona u metalu nastaje
Uobičajeni način dobivanja je u [[Rendgenska cijev|rendgenskoj cijevi]]. To je [[vakuum]]ska cijev u kojoj se s jedne strane nalazi [[anoda]], a s druge [[katoda]] uz koju se nalazi žarna nit. Katoda je na visokom [[napon]]u u odnosu na anodu. Kada žarnom niti teče [[električna struja]] ona se užari ([[volfram]] se užari na oko 2 600 [[Kelvin|K]]), pa katoda izbacuje elektrone koji se ubrzavaju u [[električno polje|električnom polju]] između katode i anode. Elektroni udaraju u anodu koja je načinjena od materijala koji su otporni na visoku [[temperatura|temperaturu]], poput [[molibden]]a i [[volfram]]a, a ujedno se i vrti kako bi imala što bolje hlađenje. Pri tome se 99 % energije elektrona pretvara u [[toplina|toplinu]], a samo 1 % odlazi u obliku [[Ionizirajuće zračenje|ionizirajućeg zračenja]] koje pod pravim kutom izlazi kroz mali otvor na rendgenskoj cijevi.<ref>Bushburg Jerrold, Anthony Seibert, Edwin Leidholdt, John Boone: "The Essential Physics of Medical Imaging", publisher = Lippincott Williams & Wilkins, 2002., [http://books.google.com/?id=VZvqqaQ5DvoC&pg=PT33&dq=radiography+kerma+rem+Sievert]</ref>
U prirodi rendgensko zračenje može nastati kod plinskog kovitlaca oko [[crna jama|crne jame]]. Rendgenske zrake nastaju kad se sudare brzi [[elektron]]i i mikrovalni [[foton]]i. Pri tome nastaju mlazevi rendgenskog zračenja dugi i po 10 svjetlosnih godina. Tako [[kvazar]]i svemirskim teleskopima daju dodatne informacije, jer osim što se na snimkama vidi kvazar, rendgensko zračenje koje prođe kroz objekte na putu napravi jednu drukčiju, rendgensku sliku tih objekata, koji neke pute nisu dijelom ljudskom oku vidljiva spektra.<ref>[http://free-st.t-com.hr/Zoran_Knez/Nebeske/All/05.htm Nebeske staze] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304224128/http://free-st.t-com.hr/Zoran_Knez/Nebeske/All/05.htm |date=4. ožujka 2016. }} Zoran Knez: Galaktika na rendgenu</ref>
=== Zakočno rendgensko zračenje ===
{{glavni|Zakočeno zračenje}}
Prolaskom [[elektron]]a u neposrednoj blizini [[Atomska jezgra|atomske jezgre]], on se naglo usporava i [[brzina]] mu se smanjuje. Posljedica toga je i veliko smanjenje početne energije, a razlika [[energija|energije]] se pretvara u [[foton]] [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskog zračenja]]:
:<math>E =
gdje je: ''f'' – [[frekvencija]] i ''h''
:<math>E =\frac{
gdje je: ''λ'' – [[valna duljina]] i ''c'' – [[brzina svjetlosti]] u [[vakuum]]u. Intenzitet zračenja ovisi i o materijalu anode, i što je veći [[atomski broj]] ''Z'' metala od kojeg je anoda, to je veći i intenzitet (jakost) zračenja.
{| class="wikitable" style="float:right; margin-left:1em"
|+ Spektralne valne duljine K-serija rendgenskih zraka (nm) za neke metale anoda.<ref>
! Anoda
Line 75 ⟶ 128:
Tek uz visok anodni napon (oko 400 000 [[volt|V]]) i velik atomski broj ''Z'' metala na anodi, može se postići visok [[stupanj iskorištenja]], a on je oko 3 % rendgenskog zračenja, a 97 % odlazi na zagrijavanje anode.
=== Karakteristično rendgensko zračenje ===
{{glavni|Karakteristično zračenje}}
Neki od [[elektron]]a koji bombardiraju anodu izbacuju elektrone iz atomskih ljuski najnižih energetskih razina. Popunjavanjem tih praznih mjesta elektronima s viših energetskih razina, zrači se razlika energije viših i nižih razina u obliku [[foton]]a ili karakterističnog rendgenskog zračenja. Na taj način nastaje zračenje točno određene frekvencije ili valne duljine (linijski [[Spektar (fizika)|spektar]]), karakteristično za [[kemijski element]] od kojeg je anoda. Uz karakteristično rendgensko zračenje uvijek nastaje i zakočno rendgensko zračenje.
== Gušenje rendgenskog zračenja u tvarima ==
Kod rendgenskih cijevi, kojih se anoda može smatrati približno točkastim izvorom, [[jakost zračenja]] opada s kvadratom udaljenosti od izvora. Prolaskom rendgenskog zračenja kroz neku tvar, zračenje se guši (njegov intenzitet pada), ovisno o debljini sloja i koeficijentu gušenja zračenja u toj tvari. Koeficijent gušenja zračenja ovisi o upijanju (apsorpciji) i raspršenju rendgenskog zračenja.
Pri apsorpciji se [[kvant]] rendgenskog zračenja dijelom troši na udaljavanje elektrona iz njegove ljuske. Na taj se način rendgensko zračenje pretvara u druge oblike [[energija|energije]], kao što su [[svjetlost|svjetlosna]] ili [[toplina|toplinska]] energija. Koeficijent apsorpcije proporcionalan je [[gustoća|gustoći]] tvari kroz koju zračenje prolazi, [[atomski broj|atomskom broju]] elementa i [[valna duljina|valnoj duljini]]. Prema tome, rendgenskog zračenja kraćih valnih duljina ili tvrdo rendgensko zračenje, bit će manje apsorbirano, dakle je prodornije od onoga duljih valnih duljina. Prolaskom kroz nehomogeno tijelo rendgensko zračenje se više apsorbira na mjestima veće gustoće i na mjestima koja su od elemenata većeg atomskog broja. Upravo ta pojava primjenjuje se u medicinskoj [[Radiologija|dijagnostičkoj radiografiji]], kod snimanja [[kost]]iju.
{| class="wikitable" style = "float: right; margin-left:15px; text-align:center"
|-
Line 110 ⟶ 165:
|900 kV || 51,0 mm
|}
Kod
Kod
[[Olovo (element)|Olovo]] je najčešći materijal za zaštitu od rendgenskog zračenja, zbog svoje velike gustoće, jednostavne ugradnje, velikog atomskog broja i relativno niske cijene. U tablici imamo preporuke za zaštitu s olovom, u ovisnosti od anodnog napona rendgenske cijevi.
== Otkrivanje rendgenskog zračenja ==
=== Rendgenski fotomaterijal ===
[[Fotografija|Fotomaterijal]] koji je poglavito osjetljiv na rendgensko zračenje zove se rendgenski fotomaterijal. Danas je to rendgenski film. Rendgenski film može biti jednoslojan ili dvoslojan ovisno o tome ima li jedan ili dva fotosloja. Rendgenski film je fotografski materijal koji na jednoj ili na objema stranama podloge sadrži fotonanos osjetljiv na djelovanje rendgenskih zraka. Rendgenski film je najčešći i najjednostavniji medij za pohranjivanje dijagnostičkih informacija, koje dobivamo nakon izlaganja nekog dijela tijela rendgenskim zrakama.
[[
[[
[[
Za rendgenski fotomaterijal se uglavnom upotrebljava fotosloj sa [[srebro|srebrnim]] [[brom]]idom (AgBr), jer je spoj srebra s bromom postojaniji i za oko 20 do 30 % osjetljiviji na rendgensko zračenje od ostalih srebrnih halogenida. Kristali srebrnog bromida su kuboidne forme.
Drugi važan sastavni dio fotosloja je
Fotografske i radiografske podloge su različite debljine: 0,21 [[metar|mm]] za planfilm, 0,08 – 0,13
Obično svjetlo, zbog slabije prodornosti, djeluje samo na najpovršniji sloj fotonanosa filma. Rendgenske zrake, kao daleko prodornije zračenje od običnog svjetla, djeluju na cjelokupnu dubinu fotosloja jednakomjerno. Pri tome fotosloj apsorbira samo 1 % sveukupne količine rendgenskih zraka koje su emitirane kod snimanja. Poznato je da samo apsorbirano zračenje djeluje na fotosloj, prema tome gotovo 99 % rendgenskog zračenja prolazi kroz film bez ikakvog fotografskog učinka.
S
Dvoslojni rendgenski film ima ukupno sedam slojeva. Fotosloj debljine 0,013 do 0,020
=== Fluorescentni zastor ===
[[Fluorescencija|Fluorescentni]] zastor se upotrebljava za direktno promatranje rendgenskog zračenja. Fluorescentni materijal apsorbira zračenje koje na njega pada i jedan dio pretvara u sekundarno zračenje druge valne duljine. Stokesovo pravilo kaže da je valna duljina sekundarnog emitiranog fluorescentnog zračenja uvijek veća od valne duljine primarnog zračenja. Na taj se način kod izbora odgovarajućih fluorescentnih materijala rendgenskog zračenje pretvara u zračenje u vidljivom dijelu spektra.
Kao fluorescentni materijal upotrebljava se [[cink]]ov sulfid,
Fluorescentni zastor sastoji se od podloge koja vrlo slabo apsorbira rendgensko zračenje, reflektirajućeg sloja i fluorescentnog sloja. Usmjeravajuća rešetka onemogućuje pristup zračenja iz drugih smjerova. Kao posljednji sloj upotrebljavaju se prozračno staklo ili plastična folija s primjesom [[Olovo (element)|olova]] koje zastićuje promatrača.
=== Fosforescentni zaslon ===
Aktivni sloj je nanesen na krutu ili fleksibilnu podlogu. U aktivnom se sloju apsorbira rendgenske zrake, stvara i pohranjuje latentna slika i odvija stimulirana emisija svjetlosti, dok podloga ([[aluminij]], [[staklo]], polietilen tereftalat=PET) osigurava glatku površinu za osjetljivi [[Fosforescencija|fosforescentni]] sloj, pridonosi optičkim performansama i omogućava rukovanje, primjerice prijenos zaslona od radiografskog uređaja do skenera. Debljina aktivnog sloja se prilagođava kliničkoj aplikaciji. Sloj sadrži nepravilne granule fosforescentnog materijala promjera 3
=== Geigerov brojač ===
{{glavni|Geigerov brojač}}
[[datoteka:Geiger counter.jpg|mini|250px|desno|[[Geigerov brojač]].]]
'''Geigerov brojač''' je instrument koji se upotrebljava za otkrivanje i mjerenje [[Radioaktivnost|radioaktivnog zračenja]], te se rutinski primjenjuje za mjerenje stupnja ozračenosti iz bilo kojeg izvora: [[Nuklearna elektrana|nuklearnih elektrana]], istraživačkih laboratorija ili atmosfere. Budući da jako nuklearno zračenje predstavlja opasnost po život, neobično su važne pouzdane i brze detekcije nuklearnog zračenja. Tome služi Geigerov brojač koji je ostao uglavnom nepromijenjen otkako je prvi puta izumljen.
=== Scintilator ===
{{glavni|Scintilator}}
[[datoteka:SGCat24454-scint-gris.noirEtBlanc.jpg|mini|desno|250px|[[Scintilator]]ski kristal okružen s različitim scintilatorskim [[detektor]]ima.]]
'''Scintilator''' upotrebljava[[gadolinij]]ev oksisulfid ili [[cezij]]ev [[jod]]id kao pretvorbeni sloj koji apsorbira rendgensko zračenje. Taj se sustav naziva neizravnim (engl. ''indirect digital'') jer rabi intermedijarni korak stvaranja vidljive svjetlosti. Ravni detektor predstavlja kombinaciju detektorskog niza amorfnog [[silicij]]a i medija osjetljivog na rendgensko zračenje. Detektorski niz je povezan s vanjskom [[elektronika|elektronikom]] koja pojačava (multiplicira) signal, sinkronizira uključivanje/isključivanje linija očitavanja i digitalizira signal. U konačnici se mjeri [[električna struja]]. Nakon završetka ekspozicije, elektronika usmjerava tu struju prema pojačalima i analogno-digitalnim pretvaračima koji stvaraju sirovu digitalnu sliku.
=== Poluvodički detektor ===
[[Poluvodič]]ki [[detektor]]
== Primjena ==
=== Medicinska radiologija i radiografija ===
{{glavni|Radiologija}}
Suvremena '''radiologija''' sve više primjenjuje digitalne sustave za dobivanje slike ljudskog tijela koji postupno zamjenjuju analogne uređaje u kliničkoj praksi. Digitalna tehnologija se odavno primjenjuje kod slojevnog snimanja, a početak takvog slikovnog zapisa se može pripisati [[Računalna tomografija|računalnoj tomografiji]]. Danas je većina [[Ultrazvuk|ultrazvučnih]] skenera također digitalizirana. Oslikavanje ljudskog tijela pomoću [[Magnetska rezonancija|magnetske rezonancije]] je nezamislivo bez digitalne konverzije analognog signala.
Primjer analogne slike je standardni radiografski zapis na rendgenskom filmu. Ako ga se želi digitalizirati, sliku treba podijeliti u mrežu kvadratnih elemenata ([[piksel]]i) i svakom kvadratiću pridijeliti jednu nijansu sive skale izraženu numeričkom vrijednošću. Tek tada je slika spremna za kompjutorsku obradu, distribuciju ili reprodukciju.
Projekcijska radiografija i dijaskopija prikazuju snimani dio tijela kao sumaciju sjena nastalu projekcijom iz jedne točke, žarišta rendgenske cijevi. Nejednakim slabljenjem rendgenskog snopa u različitim organima i tkivima nastaje virtualna slika snimanog dijela tijela koju receptor slike pretvara u vidljivi radiogram. Receptor slike može biti analogni, primjerice film-folijski sustav, odnosno luminiscentno pojačalo na dijaskopskim uređajima ili digitalni.
=== Računalna tomografija ===
{{glavni|Računalna tomografija}}
[[datoteka:Schaedel-CT.gif|mini|desno|250px|Animirana [[računalna tomografija]] ljudske [[Lubanja|lubanje]].]]
'''Računalna tomografija''' ili skraćeno CT (engl. ''Computed tomography'') računalna je rekonstrukcija tomografirane ravnine tijela. Slikovna je radiološka metoda koja nam daje slojevni prikaz pregledavanog dijela tijela, a za nastanak slike rabi se ionizirajuće rengensko zračenje.
===
Pretrage barijem, pri kojima bolesnik guta [[barij]], često se izvode na [[jednjak]]u. Za takvo ispitivanje (zvano gutanje barijeve kaše), doktori nastoje primijeniti fluoroskopiju, trajnu rendgensku tehniku koja omogućuje promatranje ili slikanje kako barij prolazi kroz jednjak. Fluoroskopija omogućuje doktoru da vidi stezanja jednjaka i bilo koju anatomsku manu kao što su suženja ili rane. Često se ti prikazi zabilježe na filmu ili videovrpci.
=== Radioterapija ===
{{glavni|Radioterapija}}
[[datoteka:Radiation therapy.jpg|mini|desno|250px|[[Radioterapija]] [[Zdjelica|zdjelice]].]]
Uz [[Kirurgija|kirurške metode]] i [[Kemoterapija|kemoterapiju]], '''radioterapija''' već dugi niz godina zauzima važnu ulogu u liječenju [[Rak (bolest)|raka]]. Prvi poznati prirodni izvor radioaktivnog zračenja bio je [[radij]], čija svojstva su otkrili i opisali još 1898. [[Maria Skłodowska-Curie|Maria]] i [[Pierre Curie]]. Radij se u liječenju počinje primjenjivati 1902. i primjenjivan je skoro 100 godina. Oko 1990. radij se prestao primjenjivati na preporuku Svjetske agencije za kontrolu atomske energije, ponajprije zbog opasnosti od ozračenja za osoblje koje ga je upotrebljavalo i zbog mogućnosti dugotrajnog onečišćenja u slučaju nepažljivog rukovanja i oštećenja ili gubljenja izvora. Kroz godine nakon otkrića radioaktivnosti radija, slijedilo je otkriće svojstva zračenja niza drugih prirodnih izvora. Kroz iskustvo i praksu, od njih se u radioterapiji danas najčešće primjenjuju radioaktivni [[kobalt]], [[cezij]], [[tehnecij]], [[iridij]], [[jod]] i, rjeđe, [[zlato]].
== Štetnost rendgenskog zračenja ==
Spoznaja o štetnosti rendgenskog zračenja kasni za ogromnim entuzijazmom zbog novih dijagnostičkih mogućnosti i prvi liječnici koji primjenjuju rendgensko zračenje obolijevaju od njega, odnosno od njegovih posljedica. Danas radiološka dijagnostika predstavlja najveći umjetni izvor zračenja prosječne populacije u medicini. Mjera zaštite od [[ionizirajuće zračenje|ionizirajućeg zračenja]] mora se pridržavati profesionalno osoblje koje to zračenje primjenjuje. Najbolja je zaštita za bolesnika smanjivanje rendgenskih pretraga na razumnu mjeru.
U [[Radiologija|radiološkoj dijagnostici]] zrače uređaji za rendgensko snimanje (primjerice, za snimanje [[kost]]iju ili [[pluća]]), uređaji za dijaskopiju (primjerice za pregled [[Želudac|želuca]], irigografija) i uređaji za [[Računalna tomografija|računalna tomografiju]] (CT). [[Magnetska rezonancija]] i [[ultrazvuk]] ne koriste štetno ionizirajuće zračenje za oslikavanje ljudskoga tijela. Ipak, magnetska rezonancija može biti opasna kod metalnih stranih tijela ili ugrađenog pace-makera. Nažalost, niti jedna od metoda ne pokriva sve dijagnostičke potrebe. Odabir dijagnostičke pretrage treba prepustiti liječniku koji će odrediti najkraći put do točne dijagnoze, uz najmanju štetu za zdravlje bolesnika.
Logičan nastavak na konvencionalnu radiografiju i dijaskopiju su složeniji uređaji koji upotrebljavaju rendgensko zračenje: uređaj za angiografiju i računalnu tomografiju. Slijede magnetska rezonancija i ultrazvuk, kao slikovna dijagnostička metoda u suvremenoj medicinskoj praksi koja se najčešće primjenjuje.<ref>Narodni zdravstveni list, Mr.sc. Davor Petranović, dr.med: "Aparati u radiološkoj dijagnostici i njihov utjecaj na zdravlje ljudi", [http://www.zzjzpgz.hr/nzl/31/aparati.htm] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110827090609/http://www.zzjzpgz.hr/nzl/31/aparati.htm|date=27. kolovoza 2011.}}</ref>
== Povezani članci==
* [[Rendgenska astronomija]]
* [[Rendgenska cijev]]
== Izvori ==
{{izvori|
== Vanjske poveznice ==
* [https://www.enciklopedija.hr/clanak/rendgensko-zracenje rendgensko zračenje], ''Hrvatska enciklopedija''
* [https://cancer-code-europe.iarc.fr/index.php/hr/12-nacina/zracenje/2723-trebam-li-biti-zabrinut-zbog-rizika-od-raka-koji-dolazi-od-rendgenskog-zracenja Trebam li biti zabrinut zbog rizika od raka koji dolazi od rendgenskog zračenja?] ''Europski kodeks protiv raka''
[[Kategorija:Elektromagnetsko zračenje]]
| |||