Рентгеновское излучение: общая характеристика.

Различают мягкое и жесткое рентгеновское излучение. Условная граница между ними: λ = 0.2 нм, Е= 6000 эВ = 6 кэВ.

На рис.1 в правой части шкалы на длинах волн λ˂0,05 нм находится участок шкалы, принадлежащий и рентгеновскому, и гамма-излучению. Кванты этих видов излучений, имеющие одинаковую длину волны и частоту, абсолютно одинаковы. Их отличает только происхождение: рентгеновское излучение возникает при взаимодействии быстрых электронов с электронами вещества, а гамма-излучение – результат процессов, происходящих в ядрах атомов.

Природными источниками рентгеновского излучения являются солнце, звезды, черные дыры. Рентгеновское излучение, возникающее за пределами Земли и ее атмосферы, земной поверхности не достигает. Изучение Вселенной в рентгеновском диапазоне производится с помощью спутниковых рентгеновских телескопов.

Рентгеновское излучение было открыто в 1895 году немецким физиком Вильгельмом Рентгеном при экспериментах с катодными лучами. Катодные лучи – поток быстрых электронов. Он создавал их с помощью катодной трубки – вакуумированного стеклянного сосуда с двумя электродами, один из которых – катод – имел электрический подогрев и был источником катодных лучей. Целью экспериментов было изучение свойств катодных лучей. Неизученным в них оставалось еще многое: достаточно сказать, что открытие элементарной частицы «электрон» состоялось позднее, в 1897 году.

Рентген обнаружил, что торможение катодных лучей в материале катодной трубки сопровождается появлением за пределами трубки ранее неизвестного излучения, названного им икс-лучами. Это название – x-rays – применяется и поныне в большинстве западных стран. Открытие состоялось случайно, по люминесцентному свечению некоторых кристаллов, оказавшихся вблизи катодной трубки.

Надо заметить, что эти x-rays намекали о своем существовании еще за восемь лет до опытов Рентгена, в опытах таких известных людей, как Никола Тесла и Генрих Герц, которые, однако, не оценили эти излучения по достоинству и информацию о них не опубликовали. Рентген вплотную занялся исследованием открытого им излучения (в России и ряде других стран оно называется рентгеновским). Он, в частности, изменил конструкцию катодной трубки, сделав ее анод более эффективным для торможения катодных лучей. Катодная трубка, усовершенствованная Рентгеном, стала называться рентгеновской трубкой и широко применяется как источник рентгеновского излучения (схема рис. 2).

За год работы Рентген установил, что открытые им лучи, в отличие от катодных, не отклоняются ни в электрическом, ни в магнитном поле, не отражаются и не преломляются при входе в преграду. Проходят через многие непрозрачные материалы. При этом их проникающая способность зависит не только от толщины преграды, но и от свойств материала. Глаза на это излучение не реагируют, но наблюдалась засветка фотоматериалов и были получены фотографии в проходящем излучении. Икс-лучи вызывают люминесценцию ряда материалов и ионизацию воздуха.

2. Методы получения рентгеновского излучения.

Ниже рассматриваются методы получения рентгеновского излучения, применяемые в медицине.