Справочники. Словари. Энциклопедии

 Энциклопедический словарь юного техника

Х-лучами назвал открытое им в 1895 г. излучение немецкий физик В. К. Рентген, подчеркивая загадочность их поведения. В самом деле, не видимые глазом лучи легко проникали через непрозрачную ткань, бумагу, дерево и даже металлы, засвечивая тщательно упакованную фотопластинку. Через несколько лет после открытия выяснилось, что Х-лучи, как и свет,— электромагнитное излучение, только длина волны у них в тысячи раз короче, чем у света,— от 2 нм и менее (1 нм = 10~9м). Этим и объясняется высокая проницаемость Х-лучей, проходящих через большинство веществ, непроницаемых для световых волн.

В честь первооткрывателя Х-лучи стали называть рентгеновскими лучами. А удивительные свойства этих лучей определили необычайно широкое поле их деятельности в самых разных областях науки и техники.

Получают рентгеновские лучи с помощью рентгеновских трубок. Простейшая из них — стеклянный баллон, в котором воздух сильно разрежен (давление 10—100 мкПа). Внутри баллона два металлических электрода — отрицательный катод и положительный анод. К ним приложено высокое напряжение — от 20 до 1000 кВ, в зависимости от требуемых характеристик рентгеновского излучения. Под действием сильного электрического поля электроны, испускаемые поверхностью раскаленного катода, начинают двигаться к аноду, набирая высокую скорость. Достигнув анода, электроны резко затормаживаются при ударе о его поверхность, часть потерянной ими кинетической энергии преобразуется в электромагнитное излучение — рентгеновские лучи.

Сразу же после открытия рентгеновских лучей выяснилось одно из их замечательных свойств — фотографическое действие. Взаимодействуя с фотографической эмульсией, рентгеновские лучи, подобно свету, вызывают почернение светочувствительных зерен. Обнаружено также, что, несмотря на свою высокую проникающую способность, рентгеновские лучи все же ослабляются, проходя через вещество. Их энергия уменьшается тем сильнее, чем толще и плотнее материал, встречающийся на пути. На этих двух свойствах и основано применение рентгеновских лучей.

Поместим между рентгеновской трубкой и фотопластинкой, упакованной в светонепроницаемый футляр, какой-нибудь предмет. Лучи, на пути которых оказался предмет, дойдут до пластинки несколько ослабленными по сравнению с остальной частью пучка. В результате на фотопластинке появится теневое изображение предмета. Если предмет неоднороден по своему составу, если какие-то его части, узлы, детали имеют большую плотность вещества, а другие — меньшую, то рентгеновские лучи отобразят на фотографии его внутреннюю структуру.

Такой метод исследования, когда с помощью рентгеновских лучей получают теневое фотографическое изображение объектов, называется рентгенографией (от греческого слова «графо»—«пишу»). Очень часто вместо фотопластинки используют специальный флюоресцирующий экран, на котором рентгеновские лучи создают светящееся изображение. Этот метод визуального исследования объектов называется рентгеноскопией (от греческого «скопео»—«смотрю»).

Рентгеновские лучи сразу же после их открытия стали применять в медицине (см. Медицинская техника). Врачи получили возможность заглянуть внутрь человеческого организма. Проходя через тело, рентгеновские лучи ослабляются не одинаково: больше всего они задерживаются в костях и других плотных тканях, меньше — в мягких тканях (коже, мышцах,   сосудах).   Этим   обстоятельством   и определяется характер картины на пленке или экране: на светлом фоне наиболее темные, плотные тени дает скелет, мягкие ткани выглядят менее плотными, а наиболее прозрачными будут тени легочной ткани, содержащей воздух. Повреждение органов или тканей, например перелом кости, разрыв сосудов, воспалительный или опухолевый процесс проявляются как затемнение на обычно светлом фоне или, наоборот, посветление на темном.

На этом принципе основана рентгенодиагностика — распознавание болезней с помощью рентгеновских лучей. Каждый из нас хорошо знаком с этой процедурой, которую проводят во всех поликлиниках и больницах.

Почти одновременно рентгеновские лучи стали применять и в технике. Рентгенодефектоскопия позволяет исследовать внутреннее строение различных изделий, не разрушая их. Просвечивая материалы рентгеновскими лучами, можно обнаруживать в них скрытые дефекты: трещины или раковины, проверять качество сварных швов, равномерность толщины стенок в трубах. Аппаратура для дефектоскопии почти такая же, как и в медицине. Изображение можно рассматривать на экране или фотографировать на пленку. Правда, для просвечивания материалов и изделий большой толщины нужны более энергичные рентгеновские лучи, поэтому используют специальные трубки с напряжением в 1 MB и выше.

Изучение физических свойств рентгеновских лучей, особенностей их взаимодействия с веществом на уровне молекул и атомов позволило создать тонкие, чувствительные методы исследования. С помощью рентгеновского спектрального анализа можно исследовать состав смесей элементов трудно разделимых методами аналитической химии, определять содержание редких элементов в рудах. А рентгеноструктурный анализ позволяет изучать строение тел на уровне атомов и молекул, микроструктуру живых клеток, кристаллическую, волокнистую или аморфную структуру всевозможных веществ и материалов.