Рентген сәулелері қолданылу аймағы Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ВЕСТНИК КАЗНМУ, №2-2012

РЕНТГЕН СЭУЛЕЛЕР1 КОЛДАНЫЛУ АЙМАГЫ

Алмабаева Н.М., Бопанова А.О., Умирбекова З.К. ^аз¥МУ-ныЦ биофизика, информатика жэне математикалы;статистика кафедрасы

Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности электромагнитных полей во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего электромагнитного поля современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне - принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм.

BIOLOGICAL ACTIVITY OF ELECTROMAGNETIC FIELDS

Experimental information of both domestic and foreign researchers testify to high biological activity of the electromagnetic fields in all frequency ranges. At in relation to high levels of the exposing to rays electromagnetic field a modern theory acknowledges the thermal mechanism of influence. At relatively low level - it is accepted to talk about non-thermal or informative character of affecting organism.

Елiмiздегi жэне шет ел зерттеуштер^ц эксперименттертен алынган мэлiметтерiнен барлык жишш диапазонындагы электромагнитпк ер^ц жогары биологиялык белсендттке ие болатыны белплк Салыстырмалы жогаргы децгейдеп электромагнитпк ер^пен сэулеленуi жылулык эсер механизмы тудыратынын казiрri теория керсетедк Ал салыстырмалы теменг децгейдеп сэулелену жылулык емес немесе агзага эсерi акпараттык сипат беретшш айтуга болады.

Рентген сэулелерi ультра^лпн сэулелерi мен гамма сэулелер^ц энергетикалык шкалаларыныц арасында жататын электромагниттiк толкындар. Рентген сэулелерi мен гамма сэулелер^ц энергетикалык диапазоны энергияныц кец аймагында жатады.

Осы екi типтi сэулелер электромагниттiк сэулелер болып табылады жэне фотон энергиялары бiрдей болганда -эквивалент^. Терминологиялык ерекшелiгi пайда болу тэсшшде - рентген сэулелерi электрондар (не атомдарда, не еркiн) катысуымен шыгарылса, ал гамма сэулелерi атом ядроларыныц кайтадан козган YPДiсiнде шыгарылады. Рентген сэулелер^ц фотондарыныц энергиясы 100 эВ-тан 250 эВ-ка жетсе, ал толкын

узындыГы Л = 0,005 - 10нм аралыкты камтиды. Жумсак рентген сэулесi ете темен фотон энергия мен сэуле шыгару жиштмен сипатталады (толкын узындыгы ете жогары), ал катты рентген фотон энергиясы мен сэуле шыгару жиiлiгi ете жогары болуымен (жэне толкын узындыгы ете темен) сипатталады. Рентген сэулелерi зарядталган белшектерд^ ете кYштi Yдетiлген кезде (тежелген сэуле), не атомдар мен молекулалардыц электрондык кабаттарындагы жогары энергетикалык ауысулар пайда болады. Бул екi эффектi де рентген тYтiгiнде пайдаланылады.

Yдету жэне тежелу YPДiсiнде электроннныц кинетикалык энергиясыныц 1% -ы Гана рентген сэулелерге, ал энергияныц 99%-ы жылуга айналады. Рентген сэулелерт сонымен катар зарядталган белшектердiц Yдеткiштерiнде де алуга болады. Ал синхротронды сэуле белшек шогыныц магнит ерiсiнде ауыткуынан пайда болады да, нэтижеанде олар козгалыска перпендикуляр багытында Yдеу алады. Бул сэуле жогары шекарасы бар тутас спектрге ие. Тацдалган параметрлерге сэйкес (магнит ерiсiнiц шамасы жэне белшектер энергясы) синхротронды сэуле спектртде рентген сэулесiн алынады. Рентген сэулелер^ц толкын узындыгы атом елшемдерiмен тец, сол себептен рентген сэулелерi Yшiн линза жасайтын материал жок. Сонымен катар бетке перпендикуляр тYскен рентген сэулелерi мYлдем шагылмайды. Осыган карамастан рентген оптикасында рентген сэулелерi Yшiн оптикалык элементтер салу мYмкiндiктерi табылды.

Рентген сэулелерi заттан етт кете алады, тYрлi заттар оларды эртYрлi жутады. Бул сэулелердiц жутылуы рентгендiк алмалы-салмалы (тYсiрiлiмде) кезтде ете мацызды касиетi болып табылады. Рентген сэулелер^ц каркындылыГы жутылу жYрiлген жолга тэуелдi экспоненциалды кемидi

кабатында ( 1 = 10e

kd

, мундагы d-кабат калыцдыгы, К коэффициентi

Z Л

пропорционал, мундагы Z-элементriц атомдык нвмер^

А — толкын узындыГы). Жутылу фотожутылу (фотоэффект) жэне комптондык шашырау нэтижеанде жYредi. Фотожутылу кезiнде атом кабатынан электронды фотон ыршытып шыгарады, сол Yшiн фотон энергиясы кандай да бiр минимал шамасынан квп болуы керек. Энергияныц жогаргы мэндерi Yшiн ыктималдылык Yздiксiз азаяды. Осы тэуелдтт себебiнен жутылу шекарасы бар. Жутылу кезтде ыршытып шыккан электронныц орнына баска электрон келедi, сонда фотон энергиясы аз сэуле шыгарылады, флюоресценция YPДiсi жYредi.

Сонда бул сэулелер кейбiр заттарда жарык шыгарады (флюоресценция). Бул эффект медициналык диагностикада рентгеноскопияда (флюоресценциялык экранда кескiндi бакылау) жэне рентген тYсiрiлiмiнде (рентгенографияда) колданылады.

Рентген фотоны тек байланыс электрондармен взара эсерлеап кана коймай, еркiн жэне элаз байланыскан электрондармен байланысады. Электрондарда фотондар шашырауы Комптон шашырауы пайда болады. Шашырау бурышына байланысты фотонныц толкын узындыгы белгiлi бiр шамага дейiн артады, соган сэйкес энергиясы твмендейдк Комптон шашырауы фотожутылумен салыстырганда вте жогары фотон энергияларында басым кврiнедi.

Сонымен катар жогарыда кврсеттген YPДiстерге тагы бiр электрон - позитрон жубыныц пайда болу есебтен жYретiн жутылу мYмкiндiгiн жаткызуга болады. Бiрак та ол Yшiн 1,022 МэВ-тан жогары энергия кажет.

Медициналык пленкалар курамына кiретiн

рентгенолюминофорлар (рентген сэулелерi эсерiнен жарык шыгарады жэне жарык сезпш фотоэмульцияны жарыктандырады) ^шейттген экранмен комбинациялы тYPде пайдаланылады. Кескiндi алу эдiсi рентгенография деп аталады. Ал флюорографияда кескiн азайтылган масштабта алынады. Люминесценциялык заттарды (сцинтилятор) жарык сэулеаыц (фотоэлектронды квбейткiштер, фотодиод жэне т.б.) электронды детекторымен оптикалык жалгауга болады, алынган куралды сцентилляциялы% детектор деп атайды. Ол аркылы жеке фотондарды тiркеуге жэне олардыц энергиясын влшеуге мYмкiндiк бередi. Жартылай вткiзгiштi детекторларда рентген сэулелерi диодтыц р-п ауысуында электрон-кемтiк жубын шыгарады. Сонда аз шамада ток агып втедi, оныц амплитудасы тYскен рентген сэулеаыц каркындылыгы мен энергиясына пропорционал. Импульсты режимде жеке рентген фотондарын тiркеуге жэне олардыц энергиясын влшеуге мYмкiн болады. Рентген сэулелерi иондалган сэулелерi болып табылады. ол тiрi агзаныц улпаларына эсер етедi жэне сэуле ауруыныц, сэулеге кYю, катерлi iсiк ауруларыныц себебi болуы мYмкiн. Сол себептен рентген сэулелерiмен жумыс жасаганда коргану шараларын жасау кажет.

www.kaznmu.kz