biofyzika zkouška 2

• 1901 Nobelova cena za fyziku

• Vnik nového oboru: radiologie – radiodiagnostika

– radioterapie

• RTG záření je elektromagnetické vlnění (má podobný charakter jako gamma záření)

• V diagnostice se používá RTG záření o vlnových délkách 10 nm – 50 pm

Výhody RTG záření při uplatnění v diagnostice:

• Šíří se do prostoru všemi směry a jeho intenzita ubývá se čtvercem vzdálenosti

• Proniká hmotou v závislosti na vlastnostech absorbující hmoty a energii RTG záření

• Absorpce RTG záření přibývá s tloušťkou vrstvy, měrnou hmotností a velikostí protonového čísla prvků prozařované látky

• Luminiscenční účinek RTG záření při dopadu na některé materiály (světélkování, které je možno pozorovat při prosvěcování)

• RTG záření vytváří v citlivé vrstvě filmu latentní obraz (fotochemický účinek)

Nevýhody RTG záření při uplatnění v diagnostice:

• Ionizační účinek (škodlivé biologické účinky v tkáních)

• Rozptyl záření, který snižuje kontrast (Comptonův rozptyl)

RTG záření: zdroje a charakteristiky

Rentgenka

• Skleněná evakuovaná trubice se zabudovaným žhaveným vláknem (katoda) a terčíkem (anoda)

• Z nažhavené katody se termoemisí uvolňují elektrony a dopadají velkou rychlostí na anodu -> asi 1 % energie se přemění na RTG

• Vlnová délka RTG záření závisí na velikosti napětí mezi katodou a anodou (l = 1,24/U [nm; kV]); Umax = 150 kV (diagnostika)

• Intenzita RTG záření závisí na žhavení katody a její kvalitě

Brzdné RTG záření

- vzniká přeměnou kinetické energie (zabrzděním) elektronů na anodě rentgenky

- při průletu elektronu kolem atomového jádra materiálu anody, jeho dráha se zakřivuje a v důsledku působení elektrostatických sil se prudce snižuje jeho rychlost

- část kinetické energie, kterou elektron ztratil se přemění na RTG záření

- dopadající elektrony ztrácí různou část své energie na vnějších elektronových vrstvách atomů anody => vzniká spojité spektrum (zastoupeny různé vlnové délky)

- pro diagnostické účely je využívané brzdné RTG záření

Charakteristické RTG záření

- při dopadu elektronů na anodu odevzdají některé e- svoji energii některému elektronu z vnitřní slupky, což vede k jeho vyražení z atomu

- tím vzniká neobsazené místo, které je okamžitě obsazeno jiným elektronem z vnějších hladin za vyzáření fotonu rentgenového záření s energií rovnou energetickému rozdílu mezi elektronovými hladinami

- charakteristické záření má proto čárové spektrum, které je závislé na materiálu anody

- charakteristické záření se pro diagnostické účely nevyužívá, ale má velký význam při strukturní analýze látek

Interakce RTG záření s hmotou

- RTG záření má dostatek energie pro ionizaci atomů a rozštěpení molekulární vazby.

- Díky tomu je RTG záření druhem ionizujícího záření a je škodlivé pro živé tkáně.