![]()
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів
Контакти
Тлумачний словник Авто Автоматизація Архітектура Астрономія Аудит Біологія Будівництво Бухгалтерія Винахідництво Виробництво Військова справа Генетика Географія Геологія Господарство Держава Дім Екологія Економетрика Економіка Електроніка Журналістика та ЗМІ Зв'язок Іноземні мови Інформатика Історія Комп'ютери Креслення Кулінарія Культура Лексикологія Література Логіка Маркетинг Математика Машинобудування Медицина Менеджмент Метали і Зварювання Механіка Мистецтво Музика Населення Освіта Охорона безпеки життя Охорона Праці Педагогіка Політика Право Програмування Промисловість Психологія Радіо Регилия Соціологія Спорт Стандартизація Технології Торгівля Туризм Фізика Фізіологія Філософія Фінанси Хімія Юриспунденкция |
|
|||||||
Первинні фізичні механізми взаємодії рентгенівського випромінювання з речовиною
Механізм взаємодії з речовиною рентгенівських променів визначається довжиною їх хвилі (частотою). Випромінювання з довжиною хвилі Потрапляючи в речовину (наприклад, тіло людини), рентгенівське випромінювання частково поглинається і розсіюється в речовині, частково проходить через речовину. Дію на речовину чинить випромінювання, поглинуте і розсіяне в речовині. Фотони рентгенівського випромінювання взаємодіють в основному з електронами атомів і молекул речовини. Є три первинні процеси взаємодії рентгенівського випромінювання з речовиною: когерентне розсіяння, фотоефект, комптон-ефект (некогерентне розсіяння). Когерентне розсіяння спостерігається при взаємодії рентгенівського фотона з електронами внутрішніх, міцно пов'язаних з ядром оболонок. При цьому змінюється тільки напрямок первинного фотона, довжина хвилі залишається незмінною. На рис. 8.9 схематично зображений процес когерентного розсіяння, який відбувається за умови, що енергія Рис. 8.9. Процес когерентного розсіяння, при якому енергія рентгенівського кванта h v залишається незмінною, а змінюється лише напрямок поширення кванта. Слід зазначити, що саме ся лише напрямок поширення механізм когерентного роз-кванта. сіяння рентгенівських променів лежить в основі рентгеноструктурного аналізу. За допомогою рентгеноструктурного аналізу були вперше визначені, як зазначалося в розділі 6, просторова структура білкової молекули гемоглобіну кита та спіральна структура ДНК. Отримаємо основну формулу Вульфа-Брегга, що використовується в рентгеноструктурному аналізі. Для спрощення розглянемо кубічну кристалічну решітку з періодом На рис. 8.10 зображено розріз кристалічної решітки. Виділимо в кристалі сімейство паралельних атомних площин 1,2,3, ... , які утворюють з пучком первинних променів з довжиною хвилі Рис. 8.10. Розріз кристалічної решітки: 1,2,3 - атомні площини. Таким чином, умова інтерференційного максимуму відбитих рентгенівських променів має вигляд де дифракції рентгенівських променів ґрунтується рентгено-структурний аналіз кристалічних решіток твердих розчинів, сплавів і чистих речовин, а також інших систем, включаючи біологічні об'єкти. Формула (8.33) має назву формула Вульфа-Брегга. Ця формула була отримана в 1913 р. незалежно російським кристалофізиком Ю.В. Вульфом та англійським фізиком Л. Бреггом. Останній разом із своїм батьком – англійським фізиком Г. Бреггом були нагороджені в 1915 р. Нобелев-ською премією за значний внесок у вивчення внутрішньої структури кристалів за допомогою рентгенівських променів. Фотоефект спостерігається, коли енергії фотона Залежно від енергії квантів, рентгенівські промені можуть викликати фотоефект з різних електронних оболонок атомів. Із збільшенням енергії квантів (зменшенням довжини хвилі) коефіцієнт поглинання зменшується. Однак на деяких частотах поглинання він різко зростає. Це пов'язано з появою додаткового поглинання за рахунок виривання електронів з відповідної внутрішньої оболонки атома. Значення цих частот рентгенівських променів дає змогу визначити енергію електронів в станах, що відповідають різним підоболонкам. Результатом фотоефекту є інтенсивна іонізація атомів і молекул речовини. Рис.8.11.Процес фотоефекту. Рис. 8.12.Процес некогерентного розсіяння. Некогерентне розсіяння, або ефект Комптона, спостерігається при взаємодії фотонів досить великих енергій Запишемо закон збереження енергії у випадку ефекта Комптона: Згідно з цим рівнянням енергія налітаючого рентгенівського кванта (фотона) Якщо енергія фотона недостатня для відриву електрона, може відбуватися збудження атома чи молекули. Переходячи із збудженого стану в стабільний, атом (молекула) випромінює фотон. У деяких речовин це випромінювання відбувається в області видимого спектра (рентгенолюмініс-ценція). В тканинах організму при цьому можливе збільшення швидкості перебігу фотохімічних реакцій. Швидкі електрони і фотони, що утворилися при первинних процесах, можуть викликати ряд так званих вторинних ефектів. Так, електрони, що утворились при фотоефекті і комптон-ефекті, за наявністю достатньої кінетичної енергії можуть іонізувати сусідні атоми шляхом зіткнення. Па місце електронів, вибитих при фотоефекті із внутрішніх оболонок, можуть переходити електрони з більш високих рівнів, що супроводжується вторинним характеристичним випромінюванням. Фотони цього випромінювання, а також фотони, що утворюються при комптон-ефекті, можуть, в свою чергу, викликати явища фотоефекту і комптон-ефекту. Слід зазначити, що із зростанням енергії рентгенівського кванта (фотона) зростає роль процесу некогерент-ного розсіяння (ефекту Комптона) у порівнянні з процесом фотоефекту. Так, якщо енергія фотона становить При проходженні рентгенівських променів через речовину їх інтенсивність зменшується внаслідок істинного поглинання і розсіяння. Інтенсивність де Враховуючи (8.36), формулу (8.35) записують у вигляді Експериментальне встановлена формула залежності коефіцієнта істинного поглинання де Дуже важлива залежність Залежність виборі матеріалу фільтрів, за допомогою яких із даного випромінювання виділяються компоненти з потрібною жорсткістю. Фільтр становить металеву пластинку із алюмінію, міді, інколи свинцю, яка ставиться на шляху променів. М'яке, тобто довгохвильове, рентгенівське випромінювання інтенсивно поглинається шкірою людини, тому потрібно захищати від цього випромінювання і пацієнта, і рентгенолога під час проведення рентгенологічних обстежень. Для захисту рентгенолога використовують свинцеве скло, свинцеві гумові фартухи, рукавички, а для захисту пацієнта -фільтри. Для таких речовин, як повітря, вода, м'які тканини організму, що містять близькі за атомним номером елементи, залежність коефіцієнта поглинання т від довжини хвилі практично не відрізняється. Це використовується при дозиметрії рентгенівського випромінювання, а саме: вимірюють експозиційну дозу, тобто енергію випромінювання, поглинутого в повітрі, далі помножують її на відповідний коефіцієнт і визначають за формулою (8.26) поглинуту в тканинах організму енергію цього ж випромінювання.
Читайте також:
|
||||||||
|