В. Фролов - Стоматология собак
После достопамятной ночи Рентген установил в лаборатории походную койку, окна завесил темными шторами и, уединившись, ставил опыт за опытом, тщательно анализируя полученные результаты. В последующих опытах для обнаружения нового вида лучей Рентген пользовался экраном – листом картона, покрытым слоем платиново-сине-родистого бария. Поместив толстую книгу между работающей трубкой и экраном, Рентген обнаружил отчетливое свечение последнего. Следовательно, лучи проникали через стекло трубки, покрывающий ее картон и толстую книгу.
В дальнейшем ученый установил, что данные лучи легко проходили через тонкие металлические пластинки, и только достаточно толстые пластинки из тех же металлов оказывались для них непроницаемыми. Кроме того, пластинки одинаковой толщины, но из разных металлов по-разному пропускали или задерживали лучи.
Еще до открытия Рентгена было известно, что нельзя держать фотографические пластинки в том помещении, где работает круксова трубка: пластинки неминуемо портились даже в том случае, если они лежали в деревянных ящиках, непроницаемых для световых лучей. Теперь стала ясна причина этого явления: открытые Рентгеном лучи проникали через дерево и вызывали фотохимическую реакцию в светочувствительном слое пластинки, подобную той, которую вызывают лучи видимого света.
Установив новое свойство лучей оказывать фотохимическое действие, ученый изменил опыты: вместо экрана он подставил под круксову трубку деревянную кассету с фотографической пластинкой. Между трубкой и фотопластинкой Рентген поместил кисть своей руки. Когда же пластинка была проявлена, на ней получилось отчетливое изображение костей руки. Следовательно, лучи прошли через дерево, кожу, мышцы, но задержались костями руки, в результате тень костей запечатлелась на фотографической пластинке. Так был сделан первый в мире снимок костей. За семь недель интенсивной и кропотливой работы Рентгену удалось выяснить основные свойства нового вида лучей.
После многократных проверок результатов опытов, окончательно убедившись в верности и точности их, он изложил полученные данные в брошюре «О новом роде лучей», которая вышла в свет в середине января 1896 г. Открытое им излучение Рентген назвал икс-лучами, аналогично тому, как математики обозначают термином «икс» неизвестные величины: еще не все в природе открытых лучей было ясно. 23 января 1896 г. на заседании физико-медицинского общества в Вюрцбурге Рентген сделал первое публичное сообщение о своем открытии. По предложению председателя Общества, известного анатома и гистолога Келликера, новый вид лучей был назван рентгеновыми лучами. Это новое название икс-лучей, одобренное Обществом, впоследствии было принято во всем мире (лишь в литературе США и некоторых других стран сохраняется название икс-лучи. Дело в том, что американец Ленард еще до Рентгена заметил некоторые явления, происходящие при работе с круксовой трубкой, например порчу фотопластинок, и впоследствии добивался признания своего приоритета в открытии икс-лучей, пытаясь даже называть их своим именем, но, несомненно, приоритет открытия нового вида лучей принадлежит Рентгену, который не только их заметил, но и впервые в мире их изучил.
Это замечательное свойство рентгеновых лучей сразу же привлекло к себе внимание врачей, которые увидели в нем метод исследования внутреннего строения тела человека. Уже в следующем (1896) году началось использование рентгеновых лучей в медицине с диагностической целью. С тех пор и до наших дней лучи Рентгена используются не только в медицине, но и во многих других областях науки и техники. Они помогли более полно исследовать строение вещества и природу света. Благодаря рентгеновым лучам был сделан существенный вклад в разрешение таких вопросов, как теория строения атомов, молекул, кристаллов и жидкостей, в развитие химии, оптики, квантовой теории света.
Природа и получение рентгеновых лучей
Природа рентгеновских лучей аналогична природе радиоволн, видимого света, инфракрасных, ультрафиолетовых и гамма-лучей. Различие этих видов лучистой энергии состоит только в условиях их получения и в их свойствах.
Рентгеновское излучение – это вид электромагнитных колебаний, возникающих при резком торможении ускоренных электронов в момент их столкновения с атомами вещества анода рентгеновской трубки. Так как рентгеновские лучи возникают при бомбардировке твердой поверхности потоком быстрых электронов, то для их получения необходимо устройство, которое бы обеспечивало получение свободных электронов, ускорение этих электронов, резкое торможение ускоренных электронов препятствием из твердого вещества.
Таким устройством является электронная рентгеновская трубка, которая была предложена в 1913 г. Кулиджем и целиком заменила используемые ранее ионные трубки, в которых электронный поток получали путем бомбардировки «холодного катода» положительными ионами, находящимися в трубке.
Рентгеновский излучатель, или трубка, представляет собой электровакуумный прибор, преобразующий электрическую энергию в энергию рентгеновского излучения. Любая рентгеновская трубка состоит из стеклянного баллона с высокой степенью разряжения (до 7—10 мм рт. ст.), в котором расположены 2 электрода – катод и анод. Катод рентгеновского излучателя представляет собой вольфрамовую спираль линейной формы, накаливающуюся током низкого напряжения. По числу нитей катода все трубки делятся на двухфокусные и однофокусные.
Анод может быть выполнен в виде массивного медного стержня со скошенной рабочей поверхностью, в которую вмонтирована пластина (зеркало) из тугоплавкого металла. Чаще всего это вольфрам, реже тантал или иридий. Данный вид анода называется «неподвижным». Стремление увеличить мощность рентгеновской трубки, сохранив или даже уменьшив величину оптического фокуса, привело к созданию трубок с вращающимся анодом. Анод в этом случае имеет вид вольфрамового диска диаметром 80—100 мм, толщиной 4–5 мм. Катод смещен таким образом, что электронный луч ударяет о скошенный край анодного диска, вращающегося со скоростью 3000–9000 об/мин. Ротор двигателя, вращающего анод, укреплен на подшипниках, впаянных в колбу трубки, а статор расположен вне колбы – в кожухе трубки. В трубках с подвижным анодом электронный луч соприкасается с подвижной поверхностью большой площади. Рентгеновская трубка обязательно заключается в стальной защитный кожух, заполненный минеральным маслом и имеющий выходное отверстие для рабочего пучка, закрытое пластиковой пробкой. По концам кожуха расположены цилиндрические гнезда для подсоединения высоковольтных проводов.
Нить накала катода разогревается и испускает электронное облачко. Ускорение излученных катодом электронов происходит в электрическом поле, образующемся в результате высокого напряжения, созданного между катодом и анодом; в результате электроны устремляются к аноду. Резкое торможение электронов происходит автоматически, так как свободные электроны, испускаемые катодом, после ускорения в электрическом поле попадают на анод трубки. При столкновении электронов с анодом в результате резкого торможения происходит превращение кинетической энергии электронов в тепловую энергию и энергию рентгеновского излучения.
Рентгеновские лучи, излучаемые анодом, имеют сложный спектральный состав, основу которого составляют два компонента:
1) излучение со сплошным спектром, называемое «тормозным излучением»;
2) излучение с линейчатым спектром, называемое «характеристическим излучением».
Интенсивность рентгеновского излучения пропорциональна силе тока, квадрату напряжения на трубке и атомному номеру вещества анода. Меняя накал анода, можно регулировать интенсивность рентгеновского излучения.
Применение рентгеновских лучей в медицине для диагностики и лечения основано на их способностях:
1) проникать через вещества, не пропускающие видимого света;
2) вызывать свечение некоторых химических веществ (флюоресценцию);
3) оказывать фотохимическое действие – разлагать галоидные соединения серебра (вызывать почернение серебра);
4) вызывать физиологические или патологические изменения (в зависимости от дозы) в облученных органах и тканях, т. е. оказывать биологическое действие, на котором основано их лечебное применение;
5) передавать энергию окружающей среде, вызывая ионизацию.
Защита от излучения при рентгеновской диагностике
Общие положения. Осуществление «полной» защиты от рентгеновых лучей, т. е. многократное уменьшение получаемой дозы по сравнению с предельно допустимой, связано с серьезными затруднениями, так как для этого необходимы очень массивные защитные устройства, которые, особенно в ветеринарной практике, сделали бы невозможной манипуляцию рентгеновской аппаратурой. Поэтому каждый специалист, работающий с рентгеновским аппаратом, должен знать, что нельзя рассчитывать только на одни защитные устройства этих аппаратов. Необходимо усвоить некоторые приемы, влияющие на уменьшение дозы облучения во время работы. Несмотря на то что внимание рентгенолога во время работы поглощено рентгенологическим исследованием, эти приемы должны выполняться обязательно. Многообразие манипуляций, которые совершает рентгенолог при рентгенологическом исследовании, требует от специалиста знания всех защищенных и незащищенных участков около рентгеновского аппарата.
