|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Рентгенівський апарат. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Рентгенівський апарат - сукупність обладнання для отримання та використання рентгенівського випромінювання. Використовується у медицині (рентгенографія, рентгеноскопія, рентгенотерапія), дефектоскопії. Рентгенівські апарати особливої конструкції застосовуються в рентгеноспектральному та рентгеноструктурному аналізі.
8 листопада 1895 р. професор Вюрцбурзького університету (Німеччина) Вільгельм Рентген, побажавши дружині на добраніч, спустився до своєї лабораторії, щоб ще трохи попрацювати. Коли настінний годинник пробив одинадцять, вчений погасив лампу і раптом побачив, як на столі розлилося примарне зелене сяйво. Воно походило від скляної банки, у якій перебували кристали платиносинеродистого барію. Здатність цієї речовини флюоресціювати під дією сонячних променів давно відома. Але зазвичай у темряві світіння припинялося. Рентген знайшов джерело випромінювання. Їм виявилася невиключена через неуважність круксова трубка, що знаходилася за півтора метри від банки з сіллю. Трубка була під щільним картонним ковпаком без щілин. Круксова трубка була винайдена приблизно за 40 років до спостереження Рентгену. Вона являла собою електровакуумну трубку джерело, як тоді говорили, "катодних променів". Ці промені, ударяючись об скляну стінку лампи, гальмувалися і давали на ній світлову пляму, але вирватися за межі лампи не могли. Помітивши сяйво, Рентген залишився у лабораторії і розпочав методичне вивчення невідомої радіації. Він встановлював на різних відстанях від трубки екран, покритий барієвою сіллю. Той блимав навіть на відстані двох метрів від трубки. Невідомі промені, або, як Рентген їх назвав Хлучі, проникали через усі перепони, які опинилися під рукою вченого: книгу, дошку, ебонітову платівку, олов'яну фольгу і навіть колоду карт, що невідомо звідки взялася. Всі матеріали, які до того вважалися непрозорими, стали для променів невідомого походження проникними. Рентген почав складати стос із листів станіоля: два шари, три, десять, двадцять, тридцять. Екран поступово почав темніти і, нарешті, став абсолютно чорним. Товстий том тисячу сторінок не дав такого ефекту. Звідси професор зробив висновок, що проникність предмета залежить не так від товщини, як від матеріалу. Коли вчений просвітив скриньку з набором гир, то побачив, що силуети металевих гир були видно набагато краще, ніж слабка тінь дерев'яного футляра. Потім, для порівняння, він наказав принести свою двоствольну рушницю. Потім Рентген побачив страшне видовище: тіні живого скелета, що рухаються. Виявилося, що кістки руки менш прозорі для Хлучей, ніж м'які тканини, що їх оточують. Дослідник вивчав відкрите випромінювання протягом 50 діб. Його дружина, яка не витримала мовчазного добровільного самітництва чоловіка, розплакалася, і, щоб її заспокоїти, а заразом продемонструвати свій винахід близькій людині, Рентген робить рентгенівський знімок кисті дружини. На ньому було видно темні силуети кісточок, а на одній із фаланг чорна пляма обручки. Лише через сім тижнів після початку добровільного самітництва, 28 грудня 1895 р., Рентген відправив у Фізикомедичне товариство Вюрцбурзького університету свій 30сторінковий рукопис "Про новий тип променів", зробивши приписку: "Попереднє повідомлення".
Перша робота, присвячена великому відкриттю, виявиться потім безсмертною: у ній нічого не буде спростовано, ні доповнено протягом багатьох років. Інформація про Хлучи, що облетіла в перший тиждень 1896 р. весь світ, потрясла світ. Нове випромінювання пізніше було на честь першовідкривача названо "рентгенівським". Свій рукопис Рентген направив і на інші адреси, зокрема своєму давньому колезі професору Віденського університету Ф. Екснеру. Той, прочитавши рукопис, одразу гідно оцінив його і негайно ознайомив з ним співробітників. Серед них виявився помічник Е. Лехер, син редактора віденської газети "Нойє фрайє пресі". Він попросив у Екснера текст на ніч, відніс його батькові і переконав поставити терміново в номер важливу наукову новину. Її дали на першій смузі, навіщо довелося навіть призупинити друкарські машини. Вранці 3 січня 1896 р. Відень дізнався про сенсацію. Статтю передрукували інші видання. Коли вийшов науковий журнал із оригінальною статтею Рентгена, номер розхопили за один день. Відразу знайшлися і претенденти на пріоритет нового відкриття. Рентгена звинувачували навіть у плагіаті. Серед кандидатів на першість виявився і професор Ленард, який намагався назвати промені своїм ім'ям. Виявилося, що перша рентгенограма була дійсно зроблена в США ще в 1890 р. У американців було більше прав на пріоритет у відкритті, ніж у того ж Ленарда, який проводив свої досліди з круксової трубкою пізніше. Але професор Гуд спід у 1896 р. просто попросив пам'ятати, що перший знімок катодним промінням був зроблений у лабораторії Пенсільванського університету. Адже справжня природа цих променів була лише Рентгеном. Всесвітня слава, що несподівано впала на досі безвісного провінційного вченого, призвела його спочатку в розгубленість. Він став уникати як репортерів, і навіть учених. Професор категорично відкинув домагання бізнесменів, відмовившись від участі в експлуатації свого відкриття, від привілеїв, ліцензій, патентів на свої винаходи, на вдосконалені генератори X променів. Відсутність монополії на випуск рентгенівської техніки призвела до її бурхливого розвитку в усьому світі. Вченого звинувачували у відсутності патріотизму. На пропозицію Берлінського акціонерного електротехнічного товариства, яке пропонувало великі гроші та роботу в чудово обладнаних лабораторіях, Рентген відповів: "Мій винахід належить усьому людству".
Після приголомшливого успіху свого відкриття Рентген знову пішов у добровільне ув'язнення до своєї лабораторії. Він зробив перепочинок лише після того, як 9 березня 1896 р. завершив другу наукову статтю про нововідкриту радіацію. Третя, заключна - " Подальші спостереження властивостями Хлучей " - було видано друк 10 березня 1897 року. У 1904 р. англієць Ч. Баркла експериментально підтвердив теоретичну здогад свого співвітчизника Дж. Стокса, що рентгенівські промені мають електромагнітну природу. Область рентгенівського випромінювання на спектрі займає область між ультрафіолетовим та гаммавипромінюванням. За однією класифікацією це діапазон від 10~5 до 10"12 сантиметрів, за іншою - від 10~6 до 10"10 сантиметрів. Винахід німецького вченого викликав у світі несподівані реакції. Так, у 1896 р. депутат американського штату НьюДжерсі Рід запропонував законопроект, що забороняв застосування Хлучів у театральних біноклях, щоб вони не могли проникнути не лише через одяг, а й через тіло в душу. А преса в Європі та Америці попереджала про небезпеку "мозкової фотографії", що дозволяє читати найпотаємніші чужі думки. У відповідь деякі ділки рекламували свої вироби - портмоне, шкатулки, сейфи, навіть капелюхи, - здатні, за їхніми словами, вберегти від страшних променів свій вміст. Особливий відгук у читачів знайшла інформація про те, що за допомогою рентгенівських променів можна зафіксувати на звивинах кори головного мозку текст або малюнок для запам'ятовування. Хлучам приписували властивість повертати юність людям похилого віку і життя вмираючим. А також перетворювати свинець на золото. Але, з іншого боку, лише за "рентгенівський" 1896 вийшло понад тисячу наукових праць і майже 50 книг із застосування Х-променів у медицині. Ще у лютому 1896 р. В. Тонков представив у Петербурзьке антропологічне суспільство доповідь про застосування Х-променів для вивчення скелета. Так було закладено основи нової дисципліни – рентгеноанатомії. Нині вона стала фундаментом сучасної діагностики. Трохи згодом А. Яновський став застосовувати її для систематичного обстеження пацієнтів. У бойовій обстановці рентгеноскопію застосував російський лікар Кравченко, який обладнав на крейсері "Аврора" рентгенівський кабінет. У Цусімському бою він обстежив поранених матросів, знаходячи і витягаючи з тіла уламки. Рентгенологія допомагала діагностувати на ранніх стадіях рак та туберкульоз. Рентгенівське випромінювання у великих дозах шкідливе організму людини. Проте воно застосовується для боротьби зі злоякісними пухлинами. На початку XX ст. для виготовлення рентгенограми потрібно опромінення протягом 1,5-2 годин через недосконалість обладнання та малу чутливість плівки. Потім для зйомки стали використовувати підсилювальні екрани, між якими була плівка. Це дозволило без збільшення чутливості плівки скоротити час експозиції у десятки разів. Завдяки цьому рентгенографія за роздільною здатністю перевершила рентгеноскопію. Оскільки плівка для рентгенівських знімків вимагала великої кількості срібла, рентгенографію поступово почала витісняти флюорографія - фотозйомка з флюоресцентного екрану. Флюорограма має лише один світлочутливий шар і за площею в 10-20 разів менше за стандартну рентгенограму, що дає велику економію срібла при зниженні променевих навантажень. Зображення збільшується за допомогою проекторів. Компактна флюорографічна камера, встановлена на електронно-оптичний підсилювач стаціонарного апарату, дозволяє отримувати багаторазове зображення з коротким інтервалом заданої програми. Так можна реєструвати швидкоплинні процеси. Зокрема, цей метод застосовується для контролю просування спеціальної маси, що містить барій (добре видимий у рентгенівських променях) шлунково-кишковим трактом людини. Для економії плівки використовується спеціальна селенова пластина, що накопичує електростатичний заряд. Під впливом рентгенівського випромінювання вона втрачає заряд, зберігаючи лише на затемнених ділянках. У результаті поверхні пластини виникає приховане зображення. Його виявляють, запилюючи тонкодисперсним фарбуючим порошком, що точно відтворює розподіл світла і тіней. Одна селенова пластина витримує 2-3 тисячі процедур, зберігаючи до 3 кг срібла. Зображення не поступається якістю рентгенограмі.
Крім чорно-білої, існує кольорова рентгенографія. Спочатку кольорову рентгенограму отримували, тричі знімаючи об'єкт променями неоднакової жорсткості. Так отримували три негативи, які фарбували синім, зеленим та червоним кольорами, після чого їх поєднували та робили відбиток на кольоровій плівці. Пізніше, щоб зменшити дозу опромінення, застосували метод тоноподілу. Тут була потрібна одноразова експозиція. На знімку виділяли різні зони щільності та на кожну виготовляли свою копію рентгенограми. Потім їх поєднували на кольоровій плівці, отримуючи умовно забарвлене зображення. Звичайний рентгенівський знімок дає лише плоске зображення. Часто це не дозволяє визначити, наприклад, точне розташування чужорідного тіла в організмі, а кілька рентгенограм, отриманих з різних позицій, дають лише наближене уявлення про це. Для перетворення плоского зображення на об'ємне застосовується стереоренгенографія. З цією метою виготовляють два знімки, що становлять стереопару: на них зображено одну й ту саму картину, але зображену так, як її бачать праве і ліве око. При розгляді обох негативів у спеціальному апараті вони поєднуються в один, утворюючи глибину. При стереорентгеноскопії пацієнта просвічують двома трубками, що включаються по черзі зі швидкістю 50 разів на секунду кожна. Обидві серії імпульсів надходять на електронно-оптичний перетворювач, звідки вони поперемінно, з роботою трубок знімаються двома телевізійними системами. Обидві картини поєднуються за допомогою поляризаційних окулярів. Глибину залягання, просторову структуру, форму та величину патологічних утворень оцінюють і більш простими засобами, наприклад, за допомогою томографії - пошарових знімків. Під час проведення томографії хворий лежить на столі. Над ним рухається рентгенівська рубка, а під ним у протилежному напрямку переміщується плівка. Різкими виявляються ті елементи, що знаходяться на осі обертання важеля, що з'єднує трубку і плівку. Проводиться серія знімків, що відображають тонкі шари завтовшки кілька міліметрів. За ними легко встановити, де знаходиться чужорідне тіло чи болюче вогнище. З появою електронно-обчислювальних машин та комп'ютерів стало можливим програмне керування всією процедурою рентгенодіагностики – від зйомки до отримання знімків. Спектр застосування рентгенівських променів широкий. У 20-30-ті роки минулого століття з'явилися радіаційна генетика та селекція, що дозволяють отримувати стійкі варіанти мікробів з потрібними властивостями, сорти рослин із підвищеною врожайністю. Впливаючи на організми проникаючою радіацією і, проводячи відбір, вчені проводять прискорену біологічну еволюцію. У 1912 р. у Мюнхені М. фон Лауе висунув ідею з допомогою Хлучей досліджувати внутрішню будову кристала. Його ідея викликала суперечки серед колег, і щоб вирішити їх, В. Фрідріх поставив на шляху променів кристал і поруч, збоку, фотопластинку для їх реєстрації, коли вони відхилиться під прямим кутом, як при звичайній дифракції. Результатів був до того часу, поки П. Книппинг не поставив платівку не збоку, а й за кристалом. На ній з'явився симетричний візерунок із темних плям. Так виник рентгеноструктурний аналіз. Спочатку його застосування обмежувалося отриманням лауеграм - знімків, що відображали будову монокристалу. Вони дозволяли виявляти дефекти решітки, внутрішні напруження тощо. п. У 1916 р. П. Дебай і П. Шеррер пристосували цей метод вивчення полікристалічних матеріалів - порошків, сплавів. Такі знімки назвали дебаеграми. За ними визначають будову та склад зразків, розміри та орієнтацію включень. У 1930-ті роки англійські вчені Д. Бернал та Д. Кроуфут-Ходжкін здійснили рентгеноструктурний аналіз білків. Зйомка виявила у них внутрішню впорядкованість. Завдяки такому аналізу стала можливою просторова модель ДНК, яку запропонували у 1953 р. Д. Вотсон та Ф. Крик. Для цього вони скористалися дифракційними картинами ДНК, отриманими М. Вілкінсом. Рентгенівські промені застосовують контролю якості різних матеріалів і виробів. Вони дозволяють побачити внутрішні дефекти – тріщини, раковини, непровари, включення. Цей метод називається рентгенодефектоскопією. Х-промені дозволяють мистецтвознавцям заглядати під верхній шар картин, іноді допомагаючи виявляти приховані віками зображення. Так, щодо картини Рембрандта " Дана " , було відкрито початковий варіант полотна, пізніше перероблений автором. Подібне дослідження пройшли багато мальовничих творів у різних картинних галереях.
Рентгенівське випромінювання застосовується в інтроскопах – пристроях, якими зараз обладнано митниці, контрольно-пропускні пункти. Вони дозволяють виявляти заховану вибухівку, зброю та наркотики. Автор: Пристінський В.Л.
▪ пароплав
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Цемент добре поглинає вуглекислий газ
▪ розділ сайту Конспекти лекцій, шпаргалки. Добірка статей ▪ стаття Том Стоппард. Знамениті афоризми ▪ стаття Хто був автором першого роману-серіалу? Детальна відповідь ▪ стаття Алессандро Вольта. Біографія вченого ▪ стаття Автовідповідач, який повідомляє час. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття День тижня. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page