«Х-лучи: известные и неизвестные».

Подготовил:

Макархин Дмитрий, ученик 8 класса

филиала МБОУ Сосновской СОШ № 1 в с.Отъяссы

Широкое использование рентгеновских лучей в настоящей и будущей жизни человека

Цель:

- исследование роли рентгеновского излучения в жизни человека

Задачи:

• изучить историю открытия Х-лучей;
• ознакомиться со свойствами рентгеновского излучения;
• рассмотреть применение рентгеновских лучей.

115 лет назад (1901 г.) первую Нобелевскую премию присудили немецкому физику Вильгельму Конраду Рентгену за открытие лучей (1895 г.), названных в последствии его именем (рентгеновские лучи).

Случайно ли Рентген открыл Х-лучи?

Университетский профессор, маститый ученый, солидный, педантичный, пунктуальный, в свои 50 лет по-юношески увлеченно бросился в погоню за Х-лучами. Он заперся в лаборатории, велел никого не пускать и занялся исследованиями.

Рентген просветил Х-лучами ящик с набором гирь. Но что это? Он увидел жуткое зрелище, способное повергнуть суеверную душу в мистический трепет: двигающийся живой скелет. Да это кости его собственной руки!

Через несколько дней был готов и первый рентгеновский снимок – рука жены с темными силуэтами тонких костей кисти, а на одной из фаланг – черная полоса обручального кольца. Это фотография явилась первой рентгенограммой, она обошла все ведущие мировые издания.

Открытие рентгеновских лучей привлекло внимание ученых всего света. На протяжении последующих двух лет ученый занимался их исследованием. В этот период были созданы первые рентгеновские трубки . Они являются наиболее распространенным источником излучения.

Дж. Стокс предсказал электромагнитную природу излучения, что было подтверждено экспериментально Ч.Баркла, который открыл также и поляризацию.

Немецкие физики Книппинг, Фридрих, Лауэ выявили дифракцию.

Известны и другие свойство рентгеновских лучей .

Александр Степанович Попов – известный русский ученый и изобретатель радио глубоко заинтересовался рентгеновыми лучами. При участии С.С.Колотева в январе 1896 г. он изготовил рентгеновскую трубку и начал экспериментировать с рентгенографией. А. С. Попов получил прекрасные рентгенограммы простейших объектов (циркули в футляре, ключи, медали и пр.). Известно, что в 1896 г. А. С. Попов лично произвел просвечивание раненного ружейной дробью. В том же году он при содействии главного врача Кронштадтского военного госпиталя Кравченко организовал первый рентгеновский кабинет на флоте. 

Рентгеновские лучи широко вошли в жизнь человека, области их применения многочисленны, но и по сей день открываются все новые.

Рентгеновское излучение и полезно, и вредно для человека, смотря, в каких целях и какими дозами применять. Внесистемная единица экспозиционной дозы рентгеновского излучения – рентген, [Р]

Для человека смертельная доза является 600 Р, для мышей – 650 Р, для змей – 8000…20000 Р, амебы выдерживают 100 кР, инфузории – более 300 кР. Семена лилии погибают при 2000 Р, а капуста выдерживает 64 кР. Некоторые микробы выдерживают сотни тысяч рентген, такая доза охрупчивает пластмассу. Однако большинство их гибнет при значительно меньшей дозе. Отсюда новые применение – в качестве средства холодной стерилизации медицинских изделий из полимерных материалов, не выдерживающих высоких температур, шовного материала, перевязочных средств, хирургических инструментов, лекарственных препаратов, вакцин.

Рентген сделал общедоступными антибиотики, избавившие стольких людей от неминуемой гибели. Гордость фармацевтики XX веков – антибиотик пенициллин – был получен в начале 40-х годов и был тогда дороже золота. Удешевить этот препарат, сделать его общедоступным лекарством позволило рентгеновское излучение.

Вредное биологическое действие рентгеновского излучения обнаружилось вскоре после его открытия Рентгеном. Оказалось, что новое излучение может вызвать что-то вроде сильного солнечного ожога (эритему), сопровождающееся, однако, более глубоким и стойким повреждением кожи. Появлявшиеся язвы нередко переходили в рак. Во многих случаях приходилось ампутировать пальцы или руки. Случались и летальные исходы. Было установлено, что поражения кожи можно избежать, уменьшив время и дозу облучения, применяя экранировку (например, свинец) и средства дистанционного управления. Но постепенно выявились и другие, более долговременные последствия рентгеновского облучения, которые были затем подтверждены и изучены на подопытных животных.

К эффектам, обусловленным действием рентгеновского излучения относятся:

• временные изменения в составе крови после относительно небольшого избыточного облучения;
• необратимые изменения в составе крови (гемолитическая анемия) после длительного избыточного облучения;
• рост заболеваемости раком (включая лейкемию);
• более быстрое старение и ранняя смерть;
• возникновение катаракт.

Рентгеноскопия  ( рентгеновское просвечивание ) — метод рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на светящемся (флуоресцентном) экране.

Обычно рентгеноскопию назначают при:

• генетической расположенности к раку;
• подозрении на язву;
• дефектах в развитии;
• деформировании оболочки органа пищеварения;
• воспалительных процессах;
• дискомфорте при глотании;
• боли в районе пуповины;
• наличии крови при дефекации;
• отрыжке и необоснованной потере массы тела.

Рентгеноскоп

Флюорография легких

Этот метод состоит в получении фотографии с изображением части тела пациента.

Используют, как правило, для предварительного исследования состояния внутренних органов пациентов с помощью малых доз рентгеновского излучения.  

Это способ рентгеновского исследования, при котором рентгеновское изображение объекта получают на твердом носителе.

Рентгенографию выполняют в целях выявления и профилактики различных заболеваний, основная цель её помочь врачам разных специальностей правильно и быстро поставить диагноз.

1) травматология и ортопедия , это снимки всех костей и суставов, здесь можно увидеть признаки различных переломов костей, вывихов в суставах, плоскостопия, доброкачественных и злокачественных новообразований костей, специфических и неспецифических воспалительных изменений костей и суставов (туберкулез, остеомиелит, артриты и др.), дегенеративно-дистрофических изменений суставов (артрозы и др.), нарушения развития костей (различные дисплазии и др.);

2) пульмонология , снимки легких, где можно увидеть различные тени, которых в норме не должно быть и по характеристике этих теней и клинической картине правильно поставить диагноз;

3) неврология и нейрохирургия – это снимки позвоночника и черепа, где можно выявить травматические поражения, оценить их характер, также различные заболевания этих органов;

4) оториноларингология – снимки придаточных пазух носа, в первую очередь выявляются воспалительные заболевая (гаймориты, фронтиты), искривления носовой перегородки;

5 ) кардиология , на снимках выявляются врожденные и приобретенные пороки, аневризмы сердца и аорты, перикардиты, опухоли и кисты перикарда;

6) у рология , выявляются птоз почек (опущения), камни в почках и мочевых путях;

7) абдоминальная хирургия , обзорная рентгенография живота является основным компонентом в быстрой диагностике кишечной непроходимости, также на обзорном снимке живота можно выявить такое осложнение язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, как перфорация;

8) гастроэнтерология , можно выявить различную патологию пищевода, желудка (язвенную болезнь, доброкачественные и злокачественные опухоли различной локализации, гастрит), тонкого кишечника (язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки, стеноз), толстого кишечника;

9) стоматология , применяются как снимки зубов, так и ортопантомограмма (все зубы на одном изображении), выявляются патологии врожденные и приобретенные деформации челюстной области, аномалии развития зубов, кариес, пульпит, периодонтит, заболевания пародонта;

10) гинекология , можно оценить проходимость маточных труб, которая является одной из важных проблем при бесплодии.

Это современный метод лучевой диагностики, позволяющий получить послойное изображение любой области человека толщиной среза от 0,5мм до 10мм.

Открытие рентгеновской компьютерной томографии (РКТ) дало толчок к развитию всех цифровых послойных методов исследования: 

• магнитно-резонансная томография (МРТ) ,
• однофотонная эмиссионная (радионуклидная) компьютерная томография (ОФЭКТ), 
• позитронно-эмиссионная (ПЭТ) компьютерная томография, цифровая рентгенография.

Компьютерная томография (КТ) на сегодняшний день - стантарный ведущий метод диагностики многих заболеваний головного мозга, позвоночника и спинного мозга, легких и средостения, печени, почек, поджелудочной железы, надпочечников, аорты и легочной артерии и ряда других органов.

В аэропортах, на таможнях и прочих контрольно-пропускных пунктах для обнаружения запрещенных для провоза предметов в багаже и прочих грузах, для обнаружения подозрительных предметов в местах большого скопления людей. 

Помогает выявить трещины, дефекты, посторонние включения в литых изделиях. Так же в сферу ее применения входит и проверка сварных швов на качество исполнения. 

Дает возможность делать выводы о химическом составе любого вещества.

Как известно, все элементы периодической системы при облучении рентгеновскими лучами обладают определенными спектрами.

Рентгеноспектральный анализ может быть проведен несколькими способами. 

Раздел астрономии, исследующий космические объекты по их рентгеновскому излучению.

Источниками рентгеновского излучения являются чёрные дыры, нейтронные звезды, квазары и другие объекты. Основным инструментом исследования является рентгеновский телескоп.

Рентгеновский телескоп

Используют в качестве поражающей противника силы или в противоракетной обороне. При помощи энергии атомного взрыва лазеры имеют особенность возбуждаться и передавать сфокусированную энергию на значительные расстояния. Именно по этой причине многие исследования в области рентгеновских лазеров засекречены.

Рентгеновский   лазер

Вариантов использования рентгена гораздо больше, чем перечислено выше.

За 121 год с момента открытия рентгеновских лучей, им было найдено десятки различных применений. И можно ожидать, что рентгеновские лучи таят в себе немало сюрпризов для исследователей.

Рентген использовал для своих опытов вакуумную трубку Ленарда

• Отражение. Если волна попадет на поверхность перпендикулярно, то она не отразится. В некоторых ситуациях свойством отражения обладает алмаз.
• Проникающая способность в ткани. Лучи могут проходить сквозь непрозрачные поверхности таких материалов, как дерево, бумага и т.п.
• Поглощаемость . Поглощаемость зависит от плотности материала: чем он плотнее, тем икс-лучи больше его поглощают.
• У некоторых веществ происходит флуоресценция , то есть свечение. Как только излучение прекращается, свечение тоже проходит. Если оно продолжается и после прекращения действия лучей, то этот эффект имеет название фосфоресценция.
• Рентгеновские лучи могут засветить фотопленку , так же как и видимый свет.
• Если луч прошел сквозь воздух, то происходит ионизация в атмосфере. Такое состояние называют электропроводным, и определяется оно с помощью дозиметра, которым устанавливается норма дозировки облучения.

• https://ru.wikipedia.org
• http://www.naukamira.ru/publ/istorija/nauchnye_otkrytija/istorija_otkrytija_rengenovskikh_luchej/4-1-0-11
• http://otravleniya.net/izluchenie/rentgenovskoe-izluchenie-dejstvie-na-cheloveka.html#h2_1
• http://lekar-n.com/diagnosticheskie-issledovaniya/istoriya-otkryitiya-rentgenovskih-luchey
• http://www.ja-zdorov.ru/blog/vred-rentgenovskix-luchej-kto-v-gruppe-riska
• http://www.vashaibolit.ru/1275-polza-i-vred-rentgenovskih-luchey.html