Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

Но помимо самой рентгеновской трубки, в рентгеновском аппарате применяется еще один очень важный компонент – трансформатор. Он необходим для нормальной работы прибора; для того чтобы получить рентгеновское изображение в результате излучения, необходимо подвести к полюсам трубки достаточно высокое напряжение.

Поскольку все городские электростанции дают ток напряжением 220 В, то такое низкое напряжение приходится трансформировать в более высокое при помощи специального трансформатора. Отдельный небольшой трансформатор, который способен понижать напряжение до 12 В, необходим для накала нити катода. Трансформаторы в основном дают переменный ток, в то время как направление тока

в рентгеновской трубке должно быть постоянным от анода к катоду. Для этой цели к данным трансформаторам присоединяются особые выпрямители тока, которые выполняются в форме вакуумных кенотронных трубок, пропускающих ток в одном направлении. В том случае, если присутствует слабая нагрузка, сама рентгеновская трубка может служить выпрямителем. Необходимой принадлежностью аппарата являются измерительные приборы для электрического тока и автоматический выключатель для очень коротких экспозиций.

История рентгеновского аппарата начинается с 1895 г. Тогда профессор физики Вюрцбургского университета в Германии В. К. Рентген сделал первое сообщение об открытых им лучах, которые еще тогда в честь автора были названы рентгеновскими. Подобное открытие было подготовлено всей тогдашней теоретической и экспериментальной физикой. Такие лучи возникают в специальной стеклянной, снабженной электродами трубке при разрежении воздуха в ней до 1/100 000 атмосферного давления и при достаточно высоком напряжении электрического тока. Именно данное сооружение являлось первым прототипом современной рентгеновской аппаратуры.

В дальнейших своих исследованиях В. Рентген использовал трубку с почти полностью откачанным воздухом, которую изобрел ученый И. Гитторф. Именно с этого времени и вследствие данных открытий начинается эпоха развития рентгеновского аппарата.

Со времени открытия В. Рентгена и вплоть до 1918—1919 гг. применялись так называемые газовые, или ионные, трубки, в которых поток электронов образуется за счет ионизации остатков воздуха, который находится в трубке после его откачивания.

В современной медицине применяются специальные модернизированные электронные трубки, в которых воздух откачан полностью, что благотворно влияет на успешность диагностического процесса.

Вообще рентгеновский метод основывается на зрительных впечатлениях. Данные, которые получают при некоторых заболеваниях, настолько ясны, что рентгеновское исследование зачастую играет самую важную роль и выдвигается на первое место.

Костная система, органы грудной клетки, желудочно-кишечный тракт являются основными объектами, на которых рентгеновское излучение очень широко применяется.

Развитие новых методик исследования, а именно методов искусственных контрастов, значительно расширило среду заболеваний, которые становятся доступными для рентгеновского исследования. Стоит отметить, что число заболеваний, при которых рентгенотерапия и рентгенодиагностика применимы, возрастает с каждым годом.

В некоторых случаях при помощи рентгеновского исследования можно получить патономоничные симптомы, т. е. характерные именно для данного заболевания и позволяющие уверенно поставить окончательный диагноз.

В настоящее время рентгенология не представляет собой только метод исследования, а уже начинает играть очень важную роль и в теоретических медицинских дисциплинах, таких как анатомия, физиология, патофизиология и патологическая анатомия. Это можно объяснить следующим: рентгеновский метод представляет единственную возможность наблюдения функции органов живого человека в физиологических условиях. Таким образом, рентгенология стала незаменимой составляющей современной медицины и играет очень важную роль в диагностике болезней

и их исследованиях.

Рентгеновский гониометр

(см. «Рентгеновская камера», «Рентгеновский дифрактометр»)

Рентгеновский гониометр – прибор, регистрирующий на фотопленке дифракционную картину, при помощи положения наблюдаемого образца и детектора он вызывает дифракцию рентгеновских лучей. Рентгеновский гониометр также может быть частью рентгеновского дифрактометра. Гониометр способен одновременно зарегистрировать положение наблюдаемого образца в момент появления дифракции и направление рентгеновских лучей, которые дифрагировали на этом объекте. Рентгеновские гониометры различаются по конструкции в зависимости от объекта исследований. При изучении монокристаллов образец и фотопленка движутся, и координаты на пленке означают угол поворота образца и угол дифрагированного на нем луча. Эти гониометры имеют щелевой экран, который определяет дифракционный конус. Поликристаллы исследуют расходящимся пучком рентгеновских лучей, сходящимся после дифракции в одну точку. При этом исследуемый образец, щель детектора и фокус рентгеновской трубки находятся на одной окружности.

Гониометр, являющийся конструктивной частью рентгеновского дифрактометра, детектора, имеет специальные валы, на которых установлены датчики, лимбы, показывающие углы поворота образца и детектора и угол наклона детектора. Счетчик движется в одной плоскости, исследуемый образец при этом поворачивается вокруг трех осей, эти оси взаимно перпендикулярны.

Дифрагированный пучок попадает в плоскость перемещения счетчика. По лимбам можно найти углы поворота образца вокруг осей и положение счетчика во время дифракции. Пучок первичного излучения в гониометре, как и в рентгеновской камере, формируют монохроматоры или коллиматоры (см. «Рентгеновская камера»).

Рентгеновский дифрактометр

(см. «Рентгеновский гониометр»)

Рентгеновский дифрактометр – прибор, определяющий интенсивность и направление рентгеновского излучения, которое дифрагирует на исследуемом объекте, имеющем кристаллическую структуру. Он измеряет интенсивность, направление излучения и углы дифракции с большой точностью. На этом приборе исследуют монокристаллические, поликристаллические объекты, текстуры и множество других веществ в различных условиях. Этот метод исследования называется «рентгеновский структурный анализ», так как он наблюдает структуру веществ и объектов, на которых рассеивается рентгеновское излучение.

Электроны исследуемого вещества и рентгеновское излучение взаимодействуют, и это взаимодействие вызывает дифрацию рентгеновских лучей.

Этим методом исследуют атомную структуру кристаллов, так как их структура является естественной трехмерной дифракционной решеткой для лучей.

Дифракция – это рассеяние рентгеновских лучей при прохождении их через структуру кристалла, электроны которого влияют на пучок первичного рентгеновского излучения. Это вызывает появление вторично отклоненных пучков, имеющих ту же длину волны, что и первичный пучок.

Структура рассеивающего кристалла определяет интенсивность и направление вторичных пучков.

Эту дифракцию рентгеновских лучей обнаружили в 1912 г. немецкие ученые М. Лауэ, В. Фридрих, П. Книппинг и на фотопластинке получили следы дифракционных лучей, которые рассеял кристалл. В 1913 г. У. Л. Брэгг изучал атомную структуру кристаллов. В 1916 г. П. Дебай исследовал структуру поликристалла. Метод рентгеновского структурного анализа оказался очень эффективным для изучения многих веществ, что способствовало его развитию и применению в различных отраслях производства.