|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Maszyna rentgenowska. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Aparat rentgenowski – zespół urządzeń służących do wytwarzania i wykorzystania promieniowania rentgenowskiego. Stosowane w medycynie (radiografia, fluoroskopia, terapia rentgenowska), wykrywanie wad. Urządzenia rentgenowskie o specjalnej konstrukcji wykorzystywane są w widmach rentgenowskich i rentgenowskiej analizie strukturalnej.
8 listopada 1895 roku Wilhelm Roentgen, profesor Uniwersytetu w Würzburgu (Niemcy), życzył żonie dobrej nocy i poszedł do swojego laboratorium, aby popracować dalej. Kiedy zegar ścienny wybił jedenastą, naukowiec zgasił lampę i nagle zobaczył upiorną zielonkawą poświatę rozlaną po stole. Pochodzi ze szklanego słoika zawierającego kryształy tlenku baru i platyny. Od dawna znana jest zdolność tej substancji do fluorescencji pod wpływem światła słonecznego. Ale zwykle w ciemności blask ustał. Rentgen znalazł źródło promieniowania. Okazało się, że była to rurka Crookesa, która przez nieuwagę nie została wyłączona i znajdowała się półtora metra od słoika z solą. Tubka znajdowała się pod grubą tekturową osłoną bez żadnych szczelin. Rurka Crookesa została wynaleziona około 40 lat przed obserwacjami Roentgena. Była to elektryczna lampa próżniowa, źródło, jak wtedy mówiono, „promieni katodowych”. Promienie te, uderzając w szklaną ściankę lampy, zostały spowolnione i wytworzyły na niej plamę świetlną, która nie mogła jednak uciec poza lampę. Zauważywszy poświatę, Roentgen pozostał w laboratorium i rozpoczął metodyczne badanie nieznanego promieniowania. Zainstalował ekran pokryty solą baru w różnych odległościach od rury. Migotało nawet w odległości dwóch metrów od tubusu. Nieznane promienie, czyli jak promienie rentgenowskie nazywały je Khluchi, przenikały przez wszystkie przeszkody, jakie znajdowały się w zasięgu ręki naukowca: książkę, tablicę, ebonitową płytkę, folię aluminiową, a nawet talię kart, która pojawiła się znikąd. Wszystkie materiały wcześniej uważane za nieprzezroczyste stały się przepuszczalne dla promieni nieznanego pochodzenia. Rentgen zaczął układać arkusze staniolu: dwie warstwy, trzy, dziesięć, dwadzieścia, trzydzieści. Ekran stopniowo zaczął ciemnieć, aż w końcu stał się całkowicie czarny. Gruby tom liczący tysiąc stron nie dał takiego efektu. Na tej podstawie profesor wywnioskował, że przepuszczalność przedmiotu zależy nie tyle od grubości, ile od materiału. Kiedy naukowiec oświetlił pudełko zestawem odważników, zauważył, że sylwetki metalowych odważników były widoczne znacznie lepiej niż słaby cień drewnianej skrzynki. Następnie dla porównania kazał przynieść swój pistolet dwulufowy. Wtedy Roentgen ujrzał niesamowity widok: poruszające się cienie żywego szkieletu. Okazało się, że kości dłoni są dla Chluchi mniej przezroczyste niż otaczająca je tkanka miękka. Badacz badał odkryte przez siebie promieniowanie przez 50 dni. Jego żona, nie mogąc znieść cichego, dobrowolnego odosobnienia męża, wybuchnęła płaczem, a aby ją uspokoić, a jednocześnie zademonstrować ukochanej swój wynalazek, Roentgen wykonuje prześwietlenie ręki żony. Widoczne były na nim ciemne sylwetki kości, a na jednym z paliczków widniała czarna plama obrączki. Zaledwie siedem tygodni po rozpoczęciu dobrowolnego odosobnienia, 28 grudnia 1895 roku, Roentgen wysłał swój 30-stronicowy rękopis „O nowym typie promieni” do Towarzystwa Fizykomedycznego Uniwersytetu w Würzburgu, dodając adnotację: „Przesłanie wstępne”.
Pierwsza praca poświęcona wielkiemu odkryciu okaże się wówczas nieśmiertelna: nic w niej nie zostanie obalone ani uzupełnione przez wiele lat. Informacja o Khluchi, która rozeszła się po całym świecie w pierwszym tygodniu 1896 roku, zszokowała świat. Nowe promieniowanie zostało później nazwane „promieniowaniem rentgenowskim” na cześć odkrywcy. Roentgen wysłał swój rękopis na inne adresy, w szczególności do swojego wieloletniego kolegi, profesora Uniwersytetu Wiedeńskiego F. Exnera. Po przeczytaniu manuskryptu od razu go docenił i od razu przedstawił go swoim pracownikom. Wśród nich był asystent E. Lecher, syn redaktora wiedeńskiej gazety „Neue Freie Presse”. Poprosił Exnera o tekst na wieczór, zaniósł go ojcu i przekonał go, aby pilnie umieścił na sali ważne doniesienia naukowe. Opublikowano go na pierwszej stronie, dla czego musieli nawet zatrzymać maszyny drukarskie. Rankiem 3 stycznia 1896 roku Wiedeń dowiedział się o sensacji. Artykuł został powtórzony w innych publikacjach. Kiedy w czasopiśmie naukowym ukazał się oryginalny artykuł Roentgena, problem został poruszony w ciągu jednego dnia. Natychmiast pojawili się pretendenci do pierwszeństwa nowego odkrycia. Roentgenowi postawiono nawet zarzut plagiatu. Wśród kandydatów do mistrzostwa znalazł się profesor F. Lenard, który próbował nazwać promienie po imieniu. Okazało się, że pierwsze zdjęcie rentgenowskie faktycznie wykonano w USA już w 1890 roku. Amerykanie mieli większe prawa do pierwszeństwa w odkryciu niż ten sam Lenard, który później przeprowadzał swoje eksperymenty z lampą Crookesa. Ale profesor Goodspeed w 1896 r. po prostu poprosił o przypomnienie, że pierwsza fotografia elektronowa została wykonana w laboratorium Uniwersytetu Pensylwanii. Przecież prawdziwą naturę tych promieni ustalił dopiero Roentgen. Światowa sława, która niespodziewanie spadła na nieznanego dotąd prowincjonalnego naukowca, wprawiła go początkowo w zamieszanie. Zaczął unikać nie tylko reporterów, ale nawet naukowców. Profesor kategorycznie odrzucił zaloty biznesmenów, odmawiając udziału w eksploatacji swojego odkrycia, z przywilejów, licencji, patentów na swoje wynalazki, na udoskonalone przez siebie generatory promieni rentgenowskich. Brak monopolu na produkcję technologii rentgenowskiej spowodował jej szybki rozwój na całym świecie. Naukowcowi zarzucano brak patriotyzmu. Na propozycję Berlińskiej Elektrotechnicznej Spółki Akcyjnej, która oferowała dużo pieniędzy i pracę w dobrze wyposażonych laboratoriach, Roentgen odpowiedział: „Mój wynalazek należy do całej ludzkości”.
Po oszałamiającym sukcesie swojego odkrycia Roentgen ponownie dobrowolnie zamknął się w swoim laboratorium. Zrobił sobie przerwę dopiero po ukończeniu drugiego artykułu naukowego na temat nowo odkrytego promieniowania 9 marca 1896 roku. Trzecia i ostatnia – „Dalsze obserwacje właściwości Chluches” – ukazała się 10 marca 1897 roku. W 1904 roku Anglik C. Barcla eksperymentalnie potwierdził teoretyczne przypuszczenie swojego rodaka J. Stokesa, że promienie rentgenowskie mają naturę elektromagnetyczną. Obszar widma rentgenowskiego zajmuje obszar pomiędzy promieniowaniem ultrafioletowym i gamma. Według jednej klasyfikacji zakres ten wynosi od 10~5 do 10"12 centymetrów, według innej - od 10~6 do 10"10 centymetrów. Wynalazek niemieckiego naukowca wywołał nieoczekiwane reakcje na świecie. I tak w 1896 roku mieszkaniec amerykańskiego stanu New Jersey, Reed, zaproponował projekt ustawy zabraniający stosowania promieni rentgenowskich w lornetkach teatralnych, tak aby nie mogły one przenikać nie tylko przez ubranie, ale także przez ciało do wnętrza ciała. dusza. A prasa w Europie i Ameryce ostrzegała przed niebezpieczeństwami związanymi z „fotografią mózgu”, która pozwala odczytać najskrytsze myśli innych. W odpowiedzi niektórzy przedsiębiorcy reklamowali swoje produkty – torebki, pudełka, sejfy, a nawet kapelusze – które ich zdaniem mogą chronić ich zawartość przed strasznymi promieniami słońca. Szczególnym zainteresowaniem czytelników spotkała się informacja, że za pomocą promieni rentgenowskich można odcisnąć tekst lub narysować rysunek na zwojach kory mózgowej w celu zapamiętywania. Khluchom przypisywano zdolność przywracania młodości osobom starszym i życia umierającym. A także zamień ołów w złoto. Z drugiej jednak strony, tylko w roku „rentgenowskim” 1896 opublikowano ponad tysiąc prac naukowych i prawie 50 książek na temat zastosowania promieni rentgenowskich w medycynie. Już w lutym 1896 r. V. Tonkov przedstawił Petersburskiemu Towarzystwu Antropologicznemu raport na temat wykorzystania promieni rentgenowskich do badania szkieletu. W ten sposób położono podwaliny pod nową dyscyplinę - anatomię rentgenowską. Teraz stała się podstawą nowoczesnej diagnostyki. Nieco później A. Yanovsky zaczął go używać do systematycznego badania pacjentów. W sytuacji bojowej fluoroskopię zastosował rosyjski lekarz W. Krawczenko, który wyposażył gabinet rentgenowski na krążowniku Aurora. W bitwie pod Cuszimą badał rannych marynarzy, odnajdując i usuwając fragmenty ciała. Radiologia pomogła zdiagnozować raka i gruźlicę we wczesnych stadiach. Promieniowanie rentgenowskie w dużych dawkach jest szkodliwe dla organizmu ludzkiego. Niemniej jednak jest stosowany w walce z nowotworami złośliwymi. Na początku XX wieku. Aby wykonać zdjęcie rentgenowskie, ze względu na niedoskonały sprzęt i niską czułość kliszy konieczne było naświetlanie przez 1,5–2 godziny. Następnie zaczęto używać do filmowania ekranów wzmacniających, między którymi umieszczano film. Umożliwiło to kilkudziesięciokrotne skrócenie czasu naświetlania bez zwiększania czułości kliszy. Dzięki temu radiografia przewyższyła fluoroskopię pod względem rozdzielczości. Ponieważ klisza do zdjęć rentgenowskich wymagała dużej ilości srebra, radiografię stopniowo zaczęto zastępować fluorografią - fotografią z ekranu fluorescencyjnego. Fluorogram ma tylko jedną warstwę światłoczułą i ma 10-20 razy mniejszą powierzchnię niż standardowe zdjęcie rentgenowskie, co pozwala na większą oszczędność srebra przy jednoczesnym zmniejszeniu narażenia na promieniowanie. Obraz jest powiększany za pomocą projektorów. Kompaktowa kamera fluorograficzna zainstalowana na wzmacniaczu elektrooptycznym urządzenia stacjonarnego pozwala na uzyskanie wielokrotnych obrazów w krótkich odstępach czasu według zadanego programu. W ten sposób możesz rejestrować szybkie procesy. W szczególności metoda ta służy do kontrolowania ruchu specjalnej masy zawierającej bar (wyraźnie widocznej w promieniach rentgenowskich) przez przewód pokarmowy człowieka. Aby zaoszczędzić film, stosuje się specjalną płytkę selenową, która gromadzi ładunek elektrostatyczny. Pod wpływem promieniowania rentgenowskiego traci swój ładunek, zachowując go jedynie w zaciemnionych obszarach. W rezultacie na powierzchni płyty pojawia się ukryty obraz. Opracowuje się go poprzez opylenie drobno zdyspergowanym proszkiem koloryzującym, który dokładnie odwzorowuje rozkład światła i cieni. Jedna płytka selenowa wytrzymuje 2-3 tysiące zabiegów, oszczędzając do 3 kg srebra. Jakość obrazu nie jest gorsza od zdjęcia rentgenowskiego.
Oprócz czerni i bieli istnieje radiografia kolorowa. Najpierw uzyskano kolorowe zdjęcie rentgenowskie, naświetlając obiekt trzykrotnie promieniami o różnej twardości. Uzyskano w ten sposób trzy negatywy, które zabarwiono na kolor niebieski, zielony i czerwony, po czym połączono je i wykonano odbitkę na kliszy kolorowej. Później, aby zmniejszyć dawkę promieniowania, zastosowano metodę separacji tonów. Tutaj potrzebna była pojedyncza ekspozycja. Na obrazie zidentyfikowano różne strefy gęstości i dla każdej wykonano kopię radiogramu. Następnie połączono je na kliszy kolorowej, uzyskując obraz warunkowo pokolorowany. Regularne prześwietlenie daje jedynie płaski obraz. Często nie pozwala to na ustalenie np. dokładnego umiejscowienia ciała obcego w organizmie, a kilka zdjęć rentgenowskich uzyskanych z różnych pozycji daje jedynie przybliżone wyobrażenie o tym. Stereoradiografia służy do transformacji płaskiego obrazu w trójwymiarowy. W tym celu wykonuje się dwie fotografie, które tworzą parę stereo: przedstawiają ten sam obraz, ale uchwycony tak, jak widzi go prawe i lewe oko. Oglądając oba negatywy w specjalnym aparacie, łączy się je w jeden, tworząc głębię. Podczas stereofluoroskopii pacjent jest skanowany za pomocą dwóch rurek, które włączają się naprzemiennie z prędkością 50 razy na sekundę każda. Obie serie impulsów przesyłane są do przetwornika elektronowo-optycznego, skąd są naprzemiennie rejestrowane przez dwa systemy telewizyjne, synchronicznie z pracą lamp. Obydwa zdjęcia są łączone w jedno za pomocą okularów polaryzacyjnych. Głębokość, strukturę przestrzenną, kształt i wielkość formacji patologicznych ocenia się także prostszymi metodami, na przykład za pomocą tomografii - obrazów warstwa po warstwie. Podczas tomografii pacjent leży na stole. Nad nim przesuwa się pomieszczenie rentgenowskie, a pod nim film w przeciwnym kierunku. Ostre są jedynie te elementy, które znajdują się na osi obrotu dźwigni łączącej tubus z folią. Wykonywana jest seria zdjęć przedstawiających cienkie warstwy o grubości kilku milimetrów. Za ich pomocą łatwo określić, gdzie znajduje się ciało obce lub bolesne ognisko. Wraz z pojawieniem się komputerów elektronicznych i komputerów stało się możliwe programowe sterowanie całą procedurą diagnostyki rentgenowskiej - od wykonania zdjęcia po odbiór obrazów. Zakres zastosowań promieni rentgenowskich jest szeroki. W latach 20-30 ubiegłego wieku pojawiła się genetyka radiacyjna i selekcja, dzięki którym możliwe było uzyskanie trwałych wariantów drobnoustrojów o pożądanych właściwościach oraz odmian roślin o zwiększonej produktywności. Wystawiając organizmy na działanie promieniowania przenikającego, a następnie przeprowadzając selekcję, naukowcy przeprowadzają przyspieszoną ewolucję biologiczną. W 1912 roku w Monachium M. von Laue przedstawił pomysł wykorzystania promieni rentgenowskich do badania wewnętrznej struktury kryształu. Jego pomysł wywołał kontrowersje wśród kolegów i aby je rozwiązać, V. Friedrich umieścił na drodze promieni kryształ, a obok niego z boku kliszę fotograficzną, aby rejestrować je, gdy odchylają się pod kątem prostym jak w zwykłej dyfrakcji. Nie było żadnych rezultatów, dopóki P. Knipping nie umieścił płytki z boku, ale za kryształem. Pojawił się na nim symetryczny wzór ciemnych plam. Tak pojawiła się analiza dyfrakcji promieni rentgenowskich. Początkowo jego zastosowanie ograniczało się do uzyskiwania Lauegramów – obrazów odzwierciedlających strukturę pojedynczego kryształu. Umożliwiły one wykrywanie defektów sieci, naprężeń wewnętrznych itp. W 1916 roku P. Debye i P. Scherrer zaadaptowali tę metodę do badania materiałów polikrystalicznych – proszków, stopów. Takie obrazy nazywano Debyegramami. Służą do określenia struktury i składu próbek, wielkości i orientacji wtrąceń. W latach trzydziestych XX wieku angielscy naukowcy D. Bernal i D. Crowfoot-Hodgkin przeprowadzili analizę dyfrakcji promieni rentgenowskich białek. Filmowanie ujawniło ich wewnętrzny porządek. Dzięki tej analizie możliwy stał się przestrzenny model DNA, który został zaproponowany w 1930 roku przez D. Watsona i F. Cricka. W tym celu wykorzystali wzory dyfrakcyjne DNA uzyskane przez M. Wilkinsa. Promienie rentgenowskie służą do kontroli jakości różnych materiałów i produktów. Pozwalają zobaczyć defekty wewnętrzne - pęknięcia, ubytki, braki penetracji, wtrącenia. Metoda ta nazywana jest defektoskopią rentgenowską. Promienie rentgenowskie pozwalają historykom sztuki zajrzeć pod wierzchnią warstwę malowideł, czasami pomagając odkryć obrazy ukryte przez wieki. Tak więc, studiując obraz Rembrandta „Danae”, odkryto oryginalną wersję płótna, później przerobioną przez autora. Podobnym badaniom poddano wiele obrazów w różnych galeriach sztuki.
Promieniowanie rentgenowskie wykorzystywane jest w introskopach – urządzeniach, które są obecnie wyposażane w punktach celnych i kontrolnych. Pozwalają wykryć ukryte materiały wybuchowe, broń i narkotyki. Autor: Pristinsky V.L.
▪ Proch
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Sieć neuronowa niezależnie powtórzyła odkrycie Kopernika ▪ E-book z kolorowym ekranem PocketBook InkPad Color ▪ Tablet Nokia T20 Education Edition
▪ część witryny Zasilanie. Wybór artykułów ▪ artykuł Ofiara publicznego temperamentu. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Szpachlówka do metalowych liter na szkle. Proste przepisy i porady
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony