RÖNTGENOVÉ ŽIARENIE Objaviteľ: Wilhelm Conrad Röntgen Narodil sa 27.marca 1845 v Lenepe v Nemecku. V Utreche navštevoval gymnázium, kde bol priemerným študentom a na maturitnej skúške neprešiel. Bez maturity sa mohol zapísať iba na polytechniku v Zűrichu. Počas štúdia ho viac zaujímala fyzika ako technické predmety. Diplom strojného inžinierstva dostal v r. 1968. Od r. 1888 pôsobil na univerzite vo Wűtembergu, kde 8.nov.1895 objavil lúče X, ktoré na zjazde lekárov a fyzikov r. 1896 pomenovali ako Röntgenové žiarenie. Zomrel 10.feb.1923 v ústraní a chudobe. V r. 1901 bol prvým nositeľom Nobelovej ceny v odbore fyzika. Vlastnosti: • má frekvenciu od 1017 Hz → 1020 Hz a vlnovú dĺžku 10-12 – 10-9 m • RTG je elektromagnetické vlnenie, šíri sa rýchlosťou svetla, prenos energie sa deje nespojite v elementárnych energetických kvantách- fotónoch • má silné ionizačné účinky(napr. ionizuje vzduch), ktoré vyplývajú z toho, že kvantá hυ nesú už dostatočnú energiu potrebnú na to, aby došlo k ionizácii • pôsobí na fotografické filmy a spôsobuje ich sčernenie • šíri sa priamočiaro do priestoru na všetky strany a jeho intenzita klesá so štvorcom vzdialenosti • preniká čiastočne do všetkých látok a súčasne sa v nich pohlcuje(silná prenikavosť s následnými biologickými účinkami). Pohlcovanie a prienik röntgenového žiarenia sú závislé od protónového čísla atómov prostredia, závisia aj od hrúbky látky, frekvencie žiarenia a vzdialenosti od zdroja žiarenia. • vyvoláva fluorescenciu a fosforescenciu • ľudské oko nie je na RTG- žiarenie citlivé • má luminiscenčné účinky • zdroje RTG žiarenia: prirodzený zdroj: Slnko, ale aj iné nebeské telesá umelý zdroj: röntgenka(röntgenová lampa )- vákuová trubica, ktorá obsahuje rozžeravenú katódu z volfrámového drôtu. Elektróny sú emitované zo žeravej katódy, sú urýchľované elektrickým poľom(pri napätí 10kV- 400kV) medzi katódou a anódou. Pri dopade na anódu sa zabrzdia, pričom sa značná časť ich kinetickej energie mení na vnútornú energiu anódy a len 1% na energiu RTG žiarenia. Vznik: RTG žiarenie vzniká v röntgenových prístrojoch a v urýchľovačoch častíc pri prudkom zabrzdení vysokoenergetických elektrónov v elektrónovom obale. Energia vznikajúceho žiarenia je závislá od energie urýchlených elektrónov. V röntgenových prístrojoch sú elektróny urýchlené potenciálnym napäťovým rozdielom medzi anódou a katódou. RTG žiarenie → s vysokou frekvenciou sa nazýva TVRDÉ (s vlnovou dĺžkou menšou než 10-10 m): Prechádza aj cez značne silné vrstvy látok a menej sa pohlcuje. Použitie nachádza v defektoskopii a v diagnostike. →s nižšou frekvenciou sa nazýva MÄKKÉ( s vlnovou dĺžkou väčšou než 10-10 m): Viac sa pohlcuje ako tvrdé RTG. Používa sa v röntgenovej terapii, svojimi účinkami vyvoláva v ľudskom tele potrebné fyziologické zmeny. Využíva sa aj na zistenie skrytých chýb materiálu. Spektrum RTG žiarenia: o spojité (tzv. brzdné žiarenie) – vysielajú rýchle nabité častice pri svojom brzdení atómami antikatódy o čiarové (tzv. charakteristické žiarenie) – vzniká po ionizovaní atómu vyrazením elektrónu z niektorej z vnútorných dráh elektrického obalu Využitie: → RÖNTGENOVEJ DEFEKTOSKOPII- v priemysle → defekty v kovových materiáloch poškodenia - najväčšie využitie nachádza RTG žiarenie v MEDICÍNE pri diagnostike aj liečbe: → RÖNTGENOVEJ DIAGNOSTIKE  Pre RTG- diagnostiku sa používa RTG- žiarenie s vlnovou dĺžkou 10nm- 50pm(oproti svetelnému žiareniu má 10 000- krát kratšiu vlnovú dĺžku, teda aj úmerne väčšiu energiu) - pre vznik odrazu sú rozhodujúce tieto vlastnosti:  priamočiaré šírenie zo zdroja  prenikanie hmotou  diferencovaná absorbcia(rôzne tkaniny ľudského tela rôzne absorbujú RTG- žiarenie čím dostávame diferencované tiene rôznych orgánov a útvarov, hlavne odlišnosť od iných tkanín ). Najviac RTG pohlcujú kosti, menej obličky, pečeň, najmenej plyny a vzduchom naplnené orgány  luminisenčný účinok(vytvorenie obrazu, ktorý možno priamo pozorovať)  fotochemický účinok(schopnosť vytvoriť obraz na fotografickom materiále)  Nepriaznivé fyzikálne vlastnosti pre RTG- diagnostiku- v lekárstve sú:  Rozptyl žiarenia- znižuje kontrast  Ionizačný účinok- absorbované žiarenie v tkanivách môže následne vyvolať škodlivé biologické účinky → pri testovaní chorôb- nádorov, zápalov pľúc, RTG- snímky kostí pri úrazoch → pri liečení chorôb je dôležitou vlastnosťou aj biologický efekt- t.j. účinok RTG žiarenia na bunky živých organizmov → v rádioterapii- v nádorovej i nenádorovej Röntgenová štruktúrna analýza umožňuje určiť priestorové rozloženie atómov v kryštalických látkach i v molekulách. Využíva sa skutočnosť, že vlnová dĺžka röntgenového žiarenia je porovnateľná so vzdialenosťou častíc v kryštáloch. Röntgenová spektroskopia skúma spektrá RTG žiarenia za účelom nájsť zákonitosti stavby atómov a molekúl. Röntgenová spektrálna analýza sa zaoberá určovaním kvalitatívneho a kvantitatívneho zloženia látky(z polohy a intenzity čiar v spektre RTG žiarenia)  RTG žiarenie vo väčších dávkach je zdraviu škodlivé. (kosti pohltia viac RTG žiarenia- na foto negatíve svetlý obraz-obr.3, na pozitíve tmavší obraz)  RTG žiarenie- pri dlhodobom alebo intenzívnom pôsobení na ľudský organizmus môže vyvolať negatívne účinky (smrteľná dávka žiarenia – 10 Gy pre 50 % ľudí, prípustná ročná dávka – 10-1 Gy) Dávky RTG žiarenia závisia od technického stavu röntgenových prístrojov, aj od odbornej úrovne obsluhujúceho personálu. Napr. priemerná dávka na pokožku hrude pri bežnom snímku pľúc je asi 50,4 mGy na jeden snímok. Pri správnom nastavení röntgenu a obrazového zosilňovača je možné túto priemernú dávku znížiť až na 0,15 mGy, čo je asi 340-krát menej.