Рентгеновское излучение

30 ноября 2021

Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением (от ~10 эВ до нескольких МэВ), что соответствует длинам волн от ~103 до ~10−2 Å (от ~102 до ~10−3 нм) .

Чем опасен рентген?

Каждый человек, который сталкивался с рентгеном, слышал о его вреде.Когда лучи проходят сквозь ткани человека, атомы и молекулы клеток ионизируются.Из-за этого их структура необратимо меняется.
Каждая клетка по-своему реагирует на облучение, поэтому некоторые ткани и органы подвергаются патологии сразу же после контакта с радиацией, а для некоторых нужна доза несколько больше или более длительное воздействие.Больше всех подвержены влиянию рентгеновских лучей органы кроветворения — красный костный мозг.Для нервной системы это наименее опасно.Всё зависит от способности клеток к делению.
После полученного облучения заболеть может или сам человек (лучевая болезнь, соматические нарушения, бесплодие) или его потомки (генетические мутации и патологии).
Человек, который подвергся облучению, в первую очередь чувствует гриппоподобные симптомы: тошноту, слабость, ненавязчивую боль в мышцах, головокружение.Первые изменения проявляются в общем анализе крови.

Начальные симптомы у человека:

  • обратимая смена состава элементов крови после незначительного облучения;
  • лейкемия (уменьшение количества лейкоцитов) с первого дня лучевой нагрузки, вследствие чего, снижается иммунитет и человек стает уязвим к разным заболеваниям;
  • лимфоцитоз (увеличение содержания лимфоцитов) на фоне лейкемии — один с главных признаков, по которым можно заподозрить рентгеновское облучение;
  • тромбоцитопения (уменьшение тромбоцитов в объеме крови), которая может привести к синякам, кровотечениям и усугубить процесс;
  • эритроцитопения (снижение количества эритроцитов) а также их распад, что ведет к гипоксии всех тканей организма.

Отдаленные последствия:

  • развитие злокачественных процессов; бесплодие;
  • преждевременное старение; развитие катаракты.

Все эти симптомы и патологические состояния возникают только, если рентгеновское излучение было очень интенсивное, а контакт с человеком очень длительный.Современные медицинские рентген аппараты могут зафиксировать нужные изменения исследованного органа при минимальной дозе облучения.С этого следует, что процедypa относительно безвредной, даже если исследование приходится делать много раз.

Сколько раз можно делать рентген?

Если речь идет об аналоговых аппаратах, то специалисты рекомендуют перерыв между облучениями в 3 недели и за посещение делать один снимок.Однако случается, что необходимо увеличить количество исследований, тогда их проводят с периодичностью в пару дней, максимально сокращая негативное воздействие.Несколько рентгенограмм на аналоговом аппарате в один день могут плохо сказаться на здоровье.

Изобретение цифрового оборудования позволило сильно снизить риски и проводить более частые рентгеновские обследования.Больше не нужно искать компромиссов между вредом и пользой для здоровья, врачи назначают столько процедур, сколько необходимо для эффективного отслеживания хода лечения.

10 фактов о рентгеновских лучах

  • Рентгеновскими лучами обычно называют электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне от 10 нанометров до 10–3 нанометра, что соответствует энергии фотонов от 100 эВ до 1 МэВ.
  • Общепринятого четкого разграничения с ультрафиолетовым (в мягкой области) и гамма-излучением (в жесткой области) не существует.
  • Рентгеновские фотоны, проходя сквозь вещество, могут рассеиваться либо поглощаться, что приводит к ослаблению начального потока.
  • Коэффициент ослабления быстро возрастает с ростом зарядового числа ядер атомов вещества Z.Поэтому, например, человеческие кости, содержащие в своем составе кальций, ослабляют рентгеновское излучение значительно сильнее, чем мягкие ткани, состоящие из воды более чем на 70%.Этот факт лежит в основе медицинской рентгенографии (рис. 1).

рис.1.рентгенограмма руки берты рентген.фото с сайта en.wikipedia.org

Рис.1. Рентгенограмма руки Берты Рентген.Фото с сайта en.wikipedia.org

В рентгеновской трубке излучение возникает при бомбардировке анода электронами, ускоренными высоким напряжением.Излучение трубки (рис. 2) складывается из обладающего непрерывным спектром тормозного излучения электронов в поле атомных ядер вещества анода и узких линий, возникающих при выбивании налетающими электронами электронов из внутренних оболочек атомов анода и последующем заполнении образовавшихся вакансий электронами с внешних оболочек.Каждый химический элемент обладает своим уникальным набором таких линий, поэтому такое излучение называют характеристическим.

рис.2.спектр излучения рентгеновской трубки с родиевым анодом, работающей под напряжением 60 киловольт.изображение с сайта en.wikipedia.org https://elementy.ru/images/eltnewdesign/zoomnw2.png

Рис.2. Спектр излучения рентгеновской трубки с родиевым анодом, работающей под напряжением 60 киловольт. Изображение с сайта en.wikipedia.org

Длина волны рентгеновского излучения сравнима с межатомными расстояниями в твердом теле.Поэтому кристалл может играть роль дифракционной решетки для рентгеновских лучей.При этом симметрия максимумов интенсивности прошедшего сквозь кристалл рентгеновского излучения будет отражать симметрию расположения атомов в кристалле.

Эксперименты в этой области послужили независимым подтверждением существования атомов и заложили основу рентгеноструктурного метода анализа вещества.

В частности, возможность выращивать кристаллы из таких сложных молекул, как гемоглобин и ДНК, позволила применить рентгеноструктурные методы к исследованию структуры этих биологически важных соединений.

В силу тех же дифракционных эффектов кристалл, ориентированный определенным образом по отношению к падающему потоку рентгеновского излучения, будет отражать лишь излучение определенной длины волны, выполняя роль монохроматора.

Монохроматическое рентгеновское излучение необходимо для решения многих прикладных задач.

В частности, оно позволяет реализовать идею двухлучевой ангиографии (рис. 3).Однако для реализации этой методики желательно иметь источник излучения более высокой интенсивности, нежели рентгеновская трубка.

рис.3.принцип двухлучевой ангиографии (synchrotron-based k-edge digital subtraction angiography): пациент просвечивается двумя монохроматическими пучками рентгеновского излучения, энергия одного из которых немного ниже, а второго — немного выше k-края полосы поглощения контрастного вещества (йода), вводимого внутривенно.второй пучок будет интенсивно поглощаться атомами йода, находящегося в кровотоке.компьютерное вычитание двух снимков даст четкую картину кровеносных сосудов https://elementy.ru/images/eltnewdesign/zoomnw2.png

Рис.3. Принцип двухлучевой ангиографии (Synchrotron-based k-edge digitaL subtraction angiography): пациент просвечивается двумя монохроматическими пучками рентгеновского излучения, энергия одного из которых немного ниже, а второго — немного выше k-края полосы

Поглощения контрастного вещества (йода), вводимого внутривенно.

Второй пучок будет интенсивно поглощаться атомами йода, находящегося в кровотоке.

Для создания высокоинтенсивного пучка рентгеновского излучения можно заставить электроны высокой энергии двигаться с ускорением в макроскопических внешних полях.

Так происходит, например, в синхротронах — кольцевых ускорителях электронов.

Если когда-то синхротронное излучение считалось исключительно вредным эффектом, ограничивающим энергию электронов, достижимую на ускорителе, то теперь во многих странах действуют синхротроны, специально построенные для генерации излучения.

Как синхротроны, так и рентгеновские лазеры на свободных электронах — громоздкие и дорогие машины.

В настоящее время идет интенсивный поиск возможностей создания недорогого и компактного источника интенсивного, монохроматичного и перестраиваемого по частоте рентгеновского излучения, пригодного для установки в обычной клинике.

Еще одним способом генерировать жесткое электромагнитное излучение в лаборатории является обратный эффект Комптона.Если посветить лазером навстречу пучку электронов высокой энергии, рассеянные фотоны будут обладать большей энергией, нежели налетающие.

рис.4.современная рентгенограмма кисти руки.изображение с сайта www.articlesweb.org

Рис.4. Современная рентгенограмма кисти руки.Изображение с сайта www.articlesweb.org

И синхротронный, и обратный комптоновский, другие механизмы генерации рентгеновского излучения реализуются в ходе различных астрофизических процессов.

Поэтому рентгеновское излучение, приходящее из космоса, несет в себе ценную информацию о том, что происходит во Вселенной.

Действие рентгеновского излучения на человека

Рентгеновское излучение – это электромагнитные волны, длина которых колеблется в интервале от 0,0001 до 50 нанометров.Излучение было открыто в ноябре в 1895 году физиком из Германии Вильгельмом Конрадом Рентгеном, работавшим в Вюрцбургском университете.

Он охарактеризовал свойства лучей, обнаружив их способность проникания через мягкие непрозрачные ткани.

Применение и свойства рентгеновского излучения

Излучение делится два типа:

  • Характеристическое;
  • Тормозное.

Лучи характеристического типа получаются при перестройке атомов анода рентгеновской трубки.Волны различаются длиной, на них воздействуют номера химических элементов, которые используются при получении трубки.

Тормозные лучи появляются из-за торможения электронов, которые испаряются из вольфрамовой спирали.

У электромагнитных волн существует ряд характеристик, объясняющихся их природой.Электромагнитные волны при перпендикулярном падении на плоскость не отражаются.

Это интересно! При перечне соблюдённых условий алмаз отразит их.

Электромагнитные волны пробиваются через непроницаемые предметы: бумага, металл, дерево, живые ткани. Чем поверхность материала плотнее и толще, тем лучи поглощаются интенсивнее и больше.

Рентгеновское излучение вызывает свечение некоторых элементов. Он останавливается после прекращения воздействия электромагнитных волн. Электромагнитные волны засвечивают фотоплёнку.

Как снизить вредное влияние рентгена

Современные рентгеновские аппараты намного безопаснее, нежели оборудование, которое использовались пару лет назад.Но защитить себя не станет лишним.Существует несколько таких рекомендаций:

    Выбирать метода с наименьшим облучением.Не проводить процедуру без обоснованных показаний.По возможности, заменить рентген на исследование без лучевой нагрузки.Не проводить обследование во время разгара болезни.Применить индивидуальные факторы защиты (фартуки, передники и прочее).

Получаемая человеком доза облучения при рентгене

Несмотря на появления огромного количества новых современных методов диагностики, рентгенологическое исследование до сих пор пользуется широкой популярностью.С течением времени рентген стал более совершенным, безопасным для человека и информативным для постановки диагноза.Но все эти попытки сделать исследование полностью безопасным не увенчались успехом.Дело в том, что доза облучения при рентгене любого органа человека способна суммироваться и превышать допустимые нормы.

Допустимая доза облучения

Сколько раз за год делать рентген обследование, чтобы не нанести вред своему здоровью? С одной стороны, все эти методы вполне безвредны.Но почему-то же их запрещают проводить у беременных и детей.Попробуем разобраться.
Считается, что облучение зависит от посещаемости рентген-кабинетов.Но на самом деле нужно ориентироваться на дозу излучения.Для каждого исследования существует своя допустимая доза облучения.

    Флюорография, маммография — 0,8 мЗв Дентальный (зубной) рентген — 0,15-0,35 мЗв (на цифровой аппарат даёт на порядок меньше облучения).Рентгенография (РГ/РТГ) органов грудной клетки — 0,15-0,40 мЗв.

За документами Минздрава, в год человек не должен получить больше 15 мЗв.Для рентгенологов эта доза увеличивается до 20 мЗв.

Опасная доза облучения

Допустимые дозы не должны наносить вред здоровью.Дозы выше нормы могут спровоцировать соматические патологии.Нагрузка в больше чем 3 Зв вызывает лучевую болезнь.
Важно знать, что человек подвергается облучению в большей степени, если делает рентген в разгар болезни.
Стоить отметить, что ионизирующее излучение используется не только в диагностических целях в медицине.Оно довольно популярное в лечении, особенно при опухолевых заболеваниях крови.Лучевая терапия подвергает человеческий организм облучению с такой нагрузкой, с которой не сравнится ни один рентгенологический метод исследования.

Как вывести радиацию после рентгена

При однократном рентгеновском облучении пациент получает дозу, которая может вызвать малигнизацию в 0,001%.Врядли такая маленькая доза вызовет симптомы лучевой болезни или других патологических состояний.Кроме этого, лучи рентгеновского аппарата прекращают свое действие сразу после прекращения процедуры.Они не могут накапливаться в организме или образовывать самостоятельные источники излучения.Поэтому, профилактические мероприятия нецелесообразны и нет никакого смысла выводить радиацию после рентгена.
Но, к сожалению, человек может подвергаться воздействия радиоактивных веществ с других источников.Кроме того, рентгеновские аппараты могут выходить из строя, чем вызывают опасность.

Рентген для детей и беременных женщин

Всегда актуален вопрос, опасно ли детям и беременным делать рентген? Поскольку облучению подвергаются в первую очередь клетки, которые постоянно делятся, а детский организм находится в процессе активного роста, для малышей запрещено назначать данное исследование.
Если речь идет о лучевой терапии или об обоснованном исследовании, можно сделать исключение.При этом выбирать метод с самой минимальной лучевой нагрузкой.Профилактические рентген методы детям до 14 лет категорически запрещены, ведь они могут нанести непоправимый вред.
Что касается женщин в положении, им назначают это исследование только в крайних случаях.Ни женщин, ни детей нельзя пускать на обследование без защитной одежды.Диагностические исследования, связанные с лучевым излучением, обязательно фиксируются с учетом дозовых нагрузок.

Кормящих мамочек также интересует, можно ли делать рентген в период лактации? Не повлияет ли это на качество грудного молока? В данном случаи, беспокоится не стоит, рентгенодиагностика влияет на них точно также, как и на обычных взрослых людей.

Источники:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Рентгеновское_излучение

https://detdom-vidnoe.ru/for_parents/19960.php

https://verficlinic.ru/blog/kak-chasto-mozhno-delat-rentgen/

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431896/10_faktov_o_rentgenovskikh_luchakh

https://luchevaya-diagnostica.med.cap.ru/informacionnij-blok/radiacionnaya-bezopasnostj-v-rentgenologii/dejstvie-rentgenovskogo-izlucheniya-na-cheloveka


Оцените статью:
[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]