Рентгеновы лучи: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Для изготовления такого экрана берут большой лист картона и покрывают его тонким слоем клея, в котором размешан порошок светящегося состава, например сернистый цинк. Таким путём одна сторона картона будет равномерно покрыта слоем светящегося вещества. Картон вставляют в деревянную рамку, а с той стороны, с которой наблюдают свечение, покрывают куском свинцового стекла.

Свинцовое стекло — это прозрачное для видимых лучей стекло; в состав которого входит тяжёлый металл — свинец. Такое стекло позволяет видеть свечение сернистого цинка, но в то же время задерживает рентгеновы лучи, благодаря чему они не попадают на врачей и обслуживающий персонал рентгеновского кабинета. Предохранение обслуживающего персонала от длительного воздействия рентгеновых лучей необходимо, так как эти лучи могут вызвать опасные ожоги на человеческом теле.

Мы уже писали, что одним из замечательных свойств рентгеновых лучей является их способность проходить через тела, непрозрачные для видимого света. Но различные вещества пропускают лучи не в одинаковой степени. Лучи поглощаются, задерживаются телом. Происходит это потому, что электромагнитные волны рентгеновых лучей взаимодействуют с электрическими зарядами, находящимися внутри атомов вещества. Это легко видеть на следующем опыте. Если между рентгеновской трубкой и флюоресцирующим экраном поставить пластинку алюминия, свечение экрана станет слабее; чем толще будет стоящая на пути рентгеновых лучей пластинка, тем слабее будет светиться экран. Если вырезать в этой пластинке буквы или какую-либо фигуру, то лучи легче пройдут через вырезанное место, и в соответствующем месте экран засияет ярче. Это более яркое место покажет форму и положение выреза. Вырез может быть не сквозным, и можно даже сделать его внутри куска металла, а затем загородить ещё одним слоем алюминия. Тогда с помощью видимых лучей света этот вырез не будет заметен. Но на экране, светящемся под действием рентгеновых лучей, снова появится более яркое место, так как здесь лучам пришлось пройти меньшую толщу материала. На этом-то методе и основано просвечивание непрозрачных тел лучами Рентгена. Светящийся экран можно заменить фотографической пластинкой.

Первые опыты получения рентгеновских фотографий произвёл сам Рентген вскоре после открытия им «икс-лучей». Его опыты показали, что под действием рентгеновых лучей фотографическая пластинка чернеет так же, как и под действием солнечных лучей. Это дало возможность разработать способ фотографирования рентгеновских изображений.

На рисунке 8 показано, каким образом получается рентгеновский снимок с куска металла, внутри которого имеется раковина (пустота). Кусок просвечиваемого металла с раковиной помещается на пути рентгеновых лучей. Лучи, пройдя через кусок, попадают дальше на фотографическую пластинку, на которой и получается фотография металла.

Рис. 8. Схема просвечивания металла.

На рисунке 9 изображён рентгеновский снимок живого хамелеона. Как мы видим, эта удивительная фотография не похожа на обычный снимок. На рентгеновской фотографии видны не только мускулы и кожа, но и кости. Каждая отдельная кость заметна так хорошо, как будто бы фотографировался скелет, лишённый всяких мышц.

Рис. 9. Рентгеновский снимок хамелеона.

Рисунок 10 показывает рентгеновскую фотографию руки человека, раненного выстрелом дробью из охотничьего ружья. В пальцах и в ладони застряло много дробинок, положение которых очень хорошо видно; их легко сосчитать. Врачу-хирургу, имеющему такой рентгеновский снимок, значительно легче производить операцию по извлечению дробинок, чем делать это, руководствуясь только наружным осмотром.

Рис. 10. Рука человека, раненного выстрелом дробью.

На рисунке 11 изображён другой рентгеновский снимок. Это — фотография заряженной охотничьей двухстволки. На фотографии видно, что патрон в левом стволе ружья заряжен картечью, а в правом — пулей. В патронах хорошо видны капсюли для воспламенения пороха. Снимок, кроме того, показывает, что ружьё не вполне доброкачественное: в патронной части левого ствола имеется небольшая раковина, которая на фотографии видна в виде небольшого белого кружка.

Рис. 11. Фотография заряженной двухстволки.

Итак, мы видим, что рентгеновские снимки не похожи на обычные фотографии. На этих снимках выявляется внутреннее строение просвечиваемых тел. Объясняется это, как уже говорилось, тем, что рентгеновы лучи, проходя сквозь тела, задерживаются ими в различной степени. Поглощение рентгеновых лучей зависит от толщины и плотности тела и свойств самих рентгеновых лучей. Чем тело плотнее и тяжелее и чем оно толще, тем сильнее задерживаются им рентгеновы лучи.

При просвечивании руки рентгеновы лучи задерживаются и мышцами и костями, но так как кости плотнее мышц, то они задерживают рентгеновы лучи больше, чем мышцы. Металлы задерживают рентгеновы лучи сильнее, чем мышцы или кости. Поэтому если в человеческом теле имеются частицы металла (дробинки, пули, осколки), то эти частицы видны ещё яснее, чем кости и мышцы.

Из известных металлов легче всего лучи проходят через алюминий, идущий на изготовление самолётов; рентгеновы лучи могут пройти сквозь слой алюминия толщиной в полметра.

Больше всего задерживает рентгеновы лучи свинец. Слой этого металла толщиною в несколько миллиметров поглощает рентгеновы лучи почти полностью.

Проникающая способность рентгеновых лучей или, как говорят ещё, их жёсткость не одинакова для всех лучей. Самые «мягкие» лучи Рентгена задерживаются даже тонким слоем вещества, они не годятся для просвечивания. Другие, более жёсткие лучи пронизывают кожу и мускулы человека, но задерживаются костями. Наконец, если взять ещё более жёсткие лучи, они свободно пройдут и через кости человека или слой алюминия в десятки сантиметров толщиной, а поглотятся только более тяжёлыми металлами, как железо и сталь. Очевидно, такие лучи не годятся для исследования внутреннего строения человеческого тела (так как они пронизывают все его части, практически не поглощаясь) и их надо использовать при просвечивании тяжёлых металлов.

Но чем же определяется «жёсткость» рентгеновых лучей и как получить лучи нужной жёсткости?

Мы уже говорили, что рентгеновы лучи могут существенно отличаться друг от друга по своей длине волны. Имеются лучи с длиной волны, составляющей одну стомиллионную сантиметра, но можно получить лучи с ещё в сто раз меньшей длиной волны.

Опыт показал, что чем короче длина волны рентгеновых лучей, тем больше их жёсткость, т. е. проникающая способность. Но длина волны лучей, испускаемых рентгеновской трубкой, как мы уже писали, зависит от напряжения электрического тока, на неё подаваемого. Если питать рентгеновскую трубку напряжением всего в 10 000 или 15 000 вольт, то мы получим очень мягкие рентгеновы лучи, которые не выйдут даже из трубки наружу, а все задержатся её стенками. Если поднять напряжение до 50 000 или 100 000 тысяч вольт, то такие лучи будут очень удобны для просвечивания человеческого тела и не слишком больших толщин лёгких металлов (алюминия, магния), но не будут пригодны для просвечивания сталей.

Наконец, если поднять напряжение ещё выше, можно просвечивать даже тяжёлые металлы. Современные рентгеновские аппараты позволяют менять напряжение в широких пределах и, следовательно, получать как очень мягкие, так и очень жёсткие лучи.

С помощью приборов, изобретённых советскими учёными Терлецким и Векслером, теперь удаётся получать электроны, двигающиеся с огромными скоростями (только на сотые доли процента меньшими, чем скорость света).

Ударяясь об анод, такие электроны рождают рентгеновы лучи с длиной волны, меньшей даже, чем длина волны упоминавшихся выше гамма-лучей.

Эти «искусственные гамма-лучи» дают возможность просвечивать слои тяжёлых металлов большой толщины.

Рентгеновы лучи оказывают воздействие и на живые организмы. Если пользоваться ими осторожно и в небольших дозах, то действие это будет благотворно. Но в других случаях оно может принести и немалый вред. Больше всего этой опасности подвергаются люди, работающие в рентгеновских кабинетах, так как они больше и чаще других имеют дело с рентгеновыми лучами.

Вначале, когда только что были открыты рентгеновы лучи и свойства их ещё не были известны, учёные не знали, какую опасность могут они представлять. Но постепенно было выяснено, в чём заключается это вредное действие лучей, и найдены меры защиты от него.