ELŐADÁS
RÖNTG-SUGÁRZÁS
A röntgensugarak természete
Bremsstrahlung X-ray, spektrális tulajdonságai.
Jellegzetes röntgensugárzás (áttekintéshez).
A röntgensugárzás kölcsönhatása anyaggal.
A röntgensugarak orvosi felhasználásának fizikai alapja.
A röntgensugarakat (X-sugarak) K. Roentgen fedezte fel, aki 1895-ben az első fizikai Nobel-díjas lett.
A röntgensugarak természete
röntgensugárzás - 80-10-5 nm hosszúságú elektromágneses hullámok. A hosszúhullámú röntgensugárzást rövidhullámú UV-sugárzás, a rövidhullámú sugárzást pedig a hosszúhullámú sugárzás fedi.
A röntgensugarakat röntgencsövekben állítják elő. 1. ábra.
K - katód
1 - elektronsugár
2 - Röntgensugárzás
Rizs. 1. Röntgencsöves készülék.
A cső egy üveglombik (esetleg nagy vákuummal: a nyomás benne kb. 10-6 Hgmm), két elektródával: A anóddal és K katóddal, amelyre U nagy feszültséget (több ezer voltot) kapcsolunk. A katód az elektronok forrása (a termikus emisszió jelensége miatt). Az anód egy fémrúd, amelynek ferde felülete van, hogy a keletkező röntgensugárzást a cső tengelyéhez képest szögben irányítsa. Erősen hővezető anyagból készült, hogy eltávolítsa az elektronbombázás során keletkező hőt. A ferde végén egy tűzálló fémből (például wolframból) készült lemez található.
Az anód erős felmelegedése annak a ténynek köszönhető, hogy a katódsugárban lévő elektronok fő száma, miután az anódot eltalálta, számos ütközést tapasztal az anyag atomjaival, és nagy mennyiségű energiát ad át nekik.
A nagyfeszültség hatására a forró katódszál által kibocsátott elektronok nagy energiákra gyorsulnak fel. Egy elektron mozgási energiája mv 2 /2. Ez egyenlő azzal az energiával, amelyet a cső elektrosztatikus mezőjében való mozgás során nyer:
mv 2 /2 = eU(1)
ahol m, e az elektron tömege és töltése, U a gyorsító feszültség.
A bremsstrahlung röntgensugarak megjelenéséhez vezető folyamatok az anódanyagban lévő elektronok intenzív lelassulásának tulajdoníthatók az atommag és az atomelektronok elektrosztatikus tere által.
Az eredet mechanizmusa a következőképpen ábrázolható. A mozgó elektronok olyan áramok, amelyek saját mágneses mezőt alkotnak. Az elektronlassulás az áramerősség csökkenése és ennek megfelelően a mágneses tér indukciójának változása, amely váltakozó elektromos tér megjelenését okozza, pl. elektromágneses hullám megjelenése.
Így amikor egy töltött részecske az anyagba repül, lelassul, elveszíti energiáját és sebességét, és elektromágneses hullámokat bocsát ki.
A röntgensugárzás spektrális tulajdonságai .
Tehát az anód anyagában bekövetkező elektronlassulás esetén bremsstrahlung sugárzás.
A bremsstrahlung spektrum folyamatos. Ennek oka a következő.
Amikor az elektronok lelassulnak, mindegyikük rendelkezik az anód melegítésére használt energia egy részével (E 1 \u003d Q), másik részével egy röntgenfoton létrehozására (E 2 \u003d hv), ellenkező esetben eU \u003d hv + K. Az arány ezek között a részek között véletlenszerű.
Így a röntgensugárzás folytonos spektruma sok elektron lassulása miatt jön létre, amelyek mindegyike egy-egy szigorúan meghatározott értékű röntgenkvantumot hv (h). Ennek a kvantumnak az értéke különböző a különböző elektronoknál. A röntgenenergia-fluxus függése a hullámhossztól, i.e. a röntgenspektrum a 2. ábrán látható.
2. ábra. Bremsstrahlung spektrum: a) különböző U feszültségeknél a csőben; b) a katód különböző T hőmérsékletein.
A rövidhullámú (kemény) sugárzás nagyobb áthatoló erejű, mint a hosszú hullámú (lágy) sugárzás. A lágy sugárzást erősebben nyeli el az anyag.
A rövid hullámhosszak oldaláról a spektrum egy bizonyos m i n hullámhosszon hirtelen véget ér. Ilyen rövid hullámhosszú törés akkor következik be, amikor az elektron által a gyorsuló térben felvett energia teljesen átalakul fotonenergiává (Q = 0):
eU = hv max = hc/ min , min = hc/(eU), (2)
min (nm) = 1,23/UkV
A sugárzás spektrális összetétele a röntgencső feszültségétől függ, a feszültség növekedésével a m i n értéke a rövid hullámhosszok felé tolódik el (2a. ábra).
Amikor a katód izzásának T hőmérséklete megváltozik, az elektronemisszió nő. Következésképpen a csőben az I áram növekszik, de a sugárzás spektrális összetétele nem változik (2b. ábra).
A bremsstrahlung Ф energiaáram egyenesen arányos az anód és a katód közötti U feszültség négyzetével, a csőben lévő I áramerősséggel és az anódanyag Z rendszámával:
Ф = kZU 2 I. (3)
ahol k \u003d 10 -9 W / (V 2 A).
Jellegzetes röntgenfelvételek (az ismerkedéshez).
A röntgencső feszültségének növelése ahhoz a tényhez vezet, hogy a folyamatos spektrum hátterében egy vonal jelenik meg, amely megfelel a jellemző röntgensugárzásnak. Ez a sugárzás az anód anyagára jellemző.
Előfordulásának mechanizmusa a következő. Nagy feszültségen a gyorsított elektronok (nagy energiával) mélyen behatolnak az atomba, és kiütik az elektronokat annak belső rétegeiből. A felsőbb szintek elektronjai szabad helyekre jutnak el, aminek következtében jellegzetes sugárzású fotonok bocsátanak ki.
A jellegzetes röntgensugárzás spektruma eltér az optikai spektrumoktól.
- Egyöntetűség.
A karakterisztikus spektrumok egységessége abból adódik, hogy a különböző atomok belső elektronrétegei azonosak, és csak energetikailag térnek el egymástól az atommagokból érkező erőhatás miatt, amely az elemszám növekedésével növekszik. Ezért a karakterisztikus spektrumok a növekvő nukleáris töltéssel a magasabb frekvenciák felé tolódnak el. Ezt kísérletileg megerősítette a Roentgen egyik alkalmazottja - Moseley, aki 33 elemnél mért röntgen átmeneti frekvenciákat. Ők alkották a törvényt.
MOSELY TÖRVÉNYE – a jellemző sugárzás frekvenciájának négyzetgyöke az elem sorszámának lineáris függvénye:
= A (Z - B), (4)
ahol v a spektrumvonal frekvenciája, Z a kibocsátó elem rendszáma. A, B állandók.
A Moseley-törvény jelentősége abban rejlik, hogy ezzel a függéssel pontosan meghatározható a vizsgált elem rendszáma a röntgenvonal mért frekvenciájából. Ez nagy szerepet játszott az elemek periódusos rendszerben való elhelyezésében.
Függetlenség a kémiai vegyülettől.
Egy atom jellegzetes röntgenspektruma nem függ attól a kémiai vegyülettől, amelybe az elem atomja belép. Például egy oxigénatom röntgenspektruma azonos az O 2, H 2 O esetében, míg ezeknek a vegyületeknek az optikai spektruma eltérő. Az atom röntgenspektrumának ez a tulajdonsága volt az alapja a névnek " jellemző sugárzás".
A röntgensugárzás kölcsönhatása anyaggal
A röntgensugárzás tárgyakra gyakorolt hatását a röntgensugárzás kölcsönhatásának elsődleges folyamatai határozzák meg. foton elektronokkal atomok és anyagmolekulák.
Röntgensugárzás az anyagban elnyelt vagy szertefoszlik. Ebben az esetben különféle folyamatok léphetnek fel, amelyeket a röntgensugárzás fotonenergiájának hv és az ionizációs energiának Аu aránya határoz meg (az ionizációs energia Аu az az energia, amely az atomból vagy molekulából a belső elektronok eltávolításához szükséges).
de) Koherens szóródás(hosszúhullámú sugárzás szórása) akkor következik be, amikor az összefüggés
A fotonoknál az elektronokkal való kölcsönhatás miatt csak a mozgás iránya változik (3a. ábra), de a hv energia és a hullámhossz nem változik (ezért ezt a szórást ún. összefüggő). Mivel a foton és az atom energiája nem változik, a koherens szórás nem érinti a biológiai objektumokat, de a röntgensugárzás elleni védelem kialakításakor figyelembe kell venni a sugár elsődleges irányának megváltoztatásának lehetőségét.
b) fotoelektromos hatás akkor történik, amikor
Ebben az esetben két eset valósítható meg.
A foton elnyelődik, az elektron leválik az atomról (3b. ábra). Ionizáció lép fel. A levált elektron kinetikus energiát nyer: E k \u003d hv - A és. Ha a kinetikus energia nagy, akkor az elektron ütközéssel ionizálhatja a szomszédos atomokat, újakat képezve. másodlagos elektronok.
A foton elnyelődik, de energiája nem elegendő az elektron leválásához, ill atom vagy molekula gerjesztése(3c. ábra). Ez gyakran egy foton emissziójához vezet a látható sugárzási tartományban (röntgenlumineszcencia), a szövetekben pedig molekulák aktiválódásához és fotokémiai reakciókhoz. A fotoelektromos hatás főleg a magas Z-értékű atomok belső héjának elektronjain jelentkezik.
ban ben) Inkoherens szóródás(Compton-effektus, 1922) akkor fordul elő, ha a foton energiája sokkal nagyobb, mint az ionizációs energia
Ebben az esetben az elektron leválik az atomról (az ilyen elektronokat nevezzük visszapattanó elektronok), némi E k mozgási energiára tesz szert, magának a fotonnak az energiája csökken (4d. ábra):
hv=hv" + A és + E k. (5)
Az így létrejövő megváltozott frekvenciájú (hosszúságú) sugárzást ún másodlagos, minden irányba szétszóródik.
A visszapattanó elektronok, ha elegendő mozgási energiával rendelkeznek, ütközéssel ionizálhatják a szomszédos atomokat. Így az inkoherens szórás következtében másodlagos szórt röntgensugárzás keletkezik, és az anyag atomjai ionizálódnak.
Ezek az (a, b, c) folyamatok számos későbbi folyamatot okozhatnak. Például (3d. ábra), ha a fotoelektromos hatás során a belső héjakon elektronok válnak le az atomról, akkor több elektront magas szintek, amelyhez az adott anyag másodlagos jellemző röntgenemissziója társul. A másodlagos sugárzás fotonjai, amelyek kölcsönhatásba lépnek a szomszédos atomok elektronjaival, másodlagos jelenségeket okozhatnak.
koherens szóródás
uh 
energia és hullámhossz változatlan marad
fotoelektromos hatás
foton elnyelődik, e - leválik az atomról - ionizáció
hv \u003d A és + E to
atom A egy foton abszorpciója során gerjesztődik, R a röntgenlumineszcencia
összefüggéstelen szóródás
hv \u003d hv "+ A és + E a
másodlagos folyamatok a fotoelektromos hatásban
Rizs. 3 A röntgensugárzás anyaggal való kölcsönhatásának mechanizmusai
A röntgensugarak orvosi felhasználásának fizikai alapja
Amikor a röntgensugárzás egy testre esik, az enyhén visszaverődik a felületéről, de főként mélyen behatol, míg részben felszívódik és szétszóródik, részben pedig áthalad.
A gyengülés törvénye.
A röntgensugár a törvény szerint gyengül az anyagban:
F \u003d F 0 e - x (6)
ahol lineáris gyengítési együttható, ami lényegében az anyag sűrűségétől függ. Ez egyenlő a koherens szórás 1, az inkoherens 2 és a fotoelektromos hatás 3 három tagjának összegével:
= 1 + 2 + 3 . (7)
Az egyes tagok hozzájárulását a fotonenergia határozza meg. Az alábbiakban ezeknek a folyamatoknak az arányait mutatjuk be a lágy szövetekre (vízre).
|
Energia, keV |
fotoelektromos hatás |
Compton - hatás |
Élvezd tömegcsillapítási együttható, amely nem függ az anyag sűrűségétől :
m = /. (8)
A tömegcsillapítási együttható a foton energiájától és az elnyelő anyag rendszámától függ:
m = k 3 Z 3 . (kilenc)
A csont és a lágyszövet (víz) tömegcsillapítási együtthatói eltérőek: m csont / m víz = 68.
Ha egy inhomogén testet helyezünk a röntgensugárzás útjába, és elé fluoreszkáló képernyőt helyezünk, akkor ez a test a sugárzást elnyelő és csillapítva árnyékot képez a képernyőn. Ennek az árnyéknak a természete alapján meg lehet ítélni a testek alakját, sűrűségét, szerkezetét és sok esetben természetét is. Azok. jelentős különbség a röntgensugárzás különböző szövetek általi abszorpciójában, lehetővé teszi a belső szervek képének megtekintését az árnyékvetítésben.
Ha a vizsgált szerv és a környező szövetek egyformán gyengítik a röntgensugárzást, akkor kontrasztanyagokat használnak. Így például a gyomrot és a beleket bárium-szulfát (BaSO 4 ) pépes tömegével megtöltve láthatjuk az árnyékképüket (a csillapítási együtthatók aránya 354).
Használata az orvostudományban.
Az orvostudományban 60-100-120 keV fotonenergiájú röntgensugárzást használnak diagnosztikára, 150-200 keV terápiára.
Röntgen diagnosztika – Betegségek felismerése a test röntgensugárzással történő átvilágításával.
A röntgendiagnosztikát különféle lehetőségekben használják, amelyeket alább ismertetünk.
Fluoroszkópiával a röntgencső a páciens mögött található. Előtte egy fluoreszkáló képernyő. Árnyék (pozitív) kép látható a képernyőn. Mindenben külön eset a sugárzás megfelelő keménységét úgy választjuk meg, hogy az áthaladjon a lágy szöveteken, de a sűrűek kellően elnyeljék. Ellenkező esetben egységes árnyékot kapunk. A képernyőn a szív, a bordák sötéten láthatók, a tüdő világos.
Amikor a radiográfia a tárgyat egy speciális fényképészeti emulzióval ellátott filmet tartalmazó kazettára helyezik. A röntgencsövet a tárgy fölé helyezik. Az így kapott röntgenfelvétel negatív képet ad, i.e. az átvilágítás során megfigyelt képpel ellentétben. Ennél a módszernél nagyobb a kép tisztasága, mint az (1)-nél, ezért olyan részletek figyelhetők meg, amelyeket átvilágítva nehéz látni.
Ígéretes lehetőség ez a módszer az röntgen tomográfiaés "gépi verzió" - számítógép tomográfia.
3. Fluoroszkópiával,érzékeny kis formátumú filmen a nagy képernyőről érkező kép rögzítve van. Megtekintéskor egy speciális nagyítón vizsgálják a képeket.
Röntgenterápia- röntgen alkalmazása a rosszindulatú daganatok elpusztítására.
A sugárzás biológiai hatása a létfontosságú tevékenység, különösen a gyorsan szaporodó sejtek megzavarása.
SZÁMÍTÓGÉPES TOMOGRÁFIA (CT)
A röntgen-számítógépes tomográfia módszere a páciens testének egy bizonyos szakaszáról készült kép rekonstrukcióján alapul, ennek a szakasznak a nagyszámú, különböző szögekből készült röntgenvetítésének regisztrálásával. Az ezeket a vetületeket regisztráló érzékelők információi bejutnak a számítógépbe, amely egy speciális program szerint kiszámítja terjesztés szorosminta nagysága a vizsgált részben, és megjeleníti a képernyőn. A páciens testmetszetéről így kapott képet kiváló áttekinthetőség és magas információtartalom jellemzi. A program lehetővé teszi növekedés kép kontraszt ban ben tucatszor, sőt százszor. Ez kibővíti a módszer diagnosztikai lehetőségeit.
Videósok (digitális röntgen képfeldolgozó készülékek) a modern fogászatban.
A fogászatban a röntgenvizsgálat a fő diagnosztikai módszer. A röntgendiagnosztika számos hagyományos szervezeti és technikai jellemzője azonban nem túl kényelmessé teszi mind a páciens, mind a fogorvosi rendelők számára. Ez mindenekelőtt a páciens ionizáló sugárzással való érintkezésének igénye, amely gyakran jelentős sugárzási terhelést okoz a szervezetben, ez egyben a fotofeldolgozás igénye is, ebből következően a fotoreagensek, pl. mérgezőek. Ez végül egy terjedelmes archívum, nehéz mappák és borítékok röntgenfilmekkel.
Emellett a fogászat jelenlegi fejlettsége nem teszi elegendővé a röntgenfelvételek emberi szem általi szubjektív értékelését. Mint kiderült, a röntgenfelvételen található különféle szürkeárnyalatok közül a szem csak 64-et észlel.
Nyilvánvalóan más megoldásokra van szükség ahhoz, hogy tiszta és részletes képet kapjunk a dentoalveoláris rendszer keményszöveteiről minimális sugárterhelés mellett. A keresés az úgynevezett radiográfiai rendszerek, a videósok - digitális radiográfiai rendszerek létrehozásához vezetett.
Műszaki részletek nélkül az ilyen rendszerek működési elve a következő. A röntgensugárzás nem fényérzékeny filmen, hanem speciális intraorális érzékelőn (speciális elektronikus mátrixon) jut be a tárgyon keresztül. A mátrix megfelelő jelét egy digitalizáló eszközre (analóg-digitális konverter, ADC) továbbítják, amely azt digitális formává alakítja és csatlakoztatja a számítógéphez. Speciális szoftverek röntgenképet építenek a számítógép képernyőjére, és lehetővé teszik annak feldolgozását, merev vagy rugalmas adathordozóra (merevlemezre, hajlékonylemezre) mentését, képként fájlként történő kinyomtatását.
Egy digitális rendszerben a röntgenkép különböző digitális szürkeárnyalatos értékekkel rendelkező pontok gyűjteménye. A program által biztosított információmegjelenítés-optimalizálás lehetővé teszi, hogy viszonylag alacsony sugárzási dózis mellett optimális keretet kapjunk fényerő és kontraszt tekintetében.
A modern rendszerekben, amelyeket például a Trophy (Franciaország) vagy a Schick (USA) hozott létre, 4096 szürke árnyalatot használnak a keret kialakításához, az expozíciós idő a vizsgálat tárgyától függ, és átlagosan század-tizede a második, a sugárterhelés csökkenése a filmhez viszonyítva – akár 90%-kal az intraorális rendszerek esetében, akár 70%-kal a panorámavideósok esetében.
A képek feldolgozása során a videósok lehetővé teszik:
Szerezzen pozitív és negatív képeket, hamis színes képeket, dombornyomott képeket.
Növelje a kontrasztot és nagyítsa fel a kép érdekes területét.
Felméri a fogszövetek és csontszerkezetek sűrűségében bekövetkezett változásokat, szabályozza a csatornatömés egyenletességét.
Endodontiában bármilyen görbületű csatorna hosszát, sebészetben pedig 0,1 mm-es pontossággal válassza ki az implantátum méretét.
Az egyedülálló fogszuvasodás érzékelő rendszer mesterséges intelligencia elemekkel a kép elemzése során lehetővé teszi a foltos stádiumban lévő fogszuvasodás, a gyökérszuvasodás és a rejtett szuvasodás észlelését.
A (3) képletben az „F” a kisugárzott hullámhosszok teljes tartományára utal, és gyakran „Integrális energiafluxusnak” is nevezik.
RÖNTG-SUGÁRZÁS
röntgensugárzás az elektromágneses spektrum gamma és ultraibolya sugárzás közötti tartományát foglalja el, és 10 -14 és 10 -7 m közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzás. 5 x 10 -12 és 2,5 x 10 -10 közötti hullámhosszú röntgensugárzást használnak az orvostudományban m, azaz 0,05 - 2,5 angström, és valójában a röntgendiagnosztikában - 0,1 angström. A sugárzás kvantumokból (fotonokból) álló áramlat, amely egyenes vonalban, fénysebességgel (300 000 km/s) terjed. Ezeknek a kvantumoknak nincs elektromos töltésük. A kvantum tömege az atomi tömegegység jelentéktelen része.
Kvantum energia Joule-ban (J) mérik, de a gyakorlatban gyakran használnak rendszeren kívüli egységet "elektron volt" (eV) . Egy elektronvolt az az energia, amelyet egy elektron az elektromos térben 1 voltos potenciálkülönbségen való áthaladással nyer. 1 eV \u003d 1,6 10 ~ 19 J. A származékok egy kiloelektron volt (keV), amely ezer eV, és egy megaelektronvolt (MeV), amely egy millió eV.
A röntgensugarakat röntgencsövek, lineáris gyorsítók és betatronok segítségével készítik. A röntgencsőben a katód és a célanód közötti potenciálkülönbség (tíz kilovolt) felgyorsítja az anódot bombázó elektronokat. Röntgensugárzás akkor jön létre, amikor a gyors elektronok lelassulnak az anódanyag atomjainak elektromos mezőjében (bremsstrahlung) vagy az atomok belső héjának átrendezésekor (jellemző sugárzás) . Jellegzetes röntgenfelvételek diszkrét jellegű, és akkor fordul elő, amikor az anódanyag atomjainak elektronjai külső elektronok vagy sugárzási kvantumok hatására egyik energiaszintről a másikra jutnak át. Bremsstrahlung röntgen folyamatos spektrummal rendelkezik a röntgencső anódfeszültségétől függően. Az anód anyagában lelassulva az elektronok energiájuk nagy részét az anód melegítésére fordítják (99%), és csak egy kis része (1%) alakul át röntgenenergiává. A röntgendiagnosztikában leggyakrabban a bremsstrahlungot alkalmazzák.
A röntgensugárzás alapvető tulajdonságai minden elektromágneses sugárzásra jellemzőek, de van néhány jellemző. A röntgensugárzás a következő tulajdonságokkal rendelkezik:
- láthatatlanság - az emberi retina érzékeny sejtjei nem reagálnak röntgensugarak, mivel hullámhosszuk ezerszer kisebb, mint a látható fényé;
- egyenes vonalú terjedés - a sugarak megtörnek, polarizálódnak (egy bizonyos síkban terjednek) és elhajlanak, mint a látható fény. A törésmutató nagyon kevéssé különbözik az egységtől;
- átütő erő - jelentős abszorpció nélkül áthatolnak a látható fény számára átlátszatlan anyag jelentős rétegein. Minél rövidebb a hullámhossz, annál nagyobb a röntgensugárzás áthatoló ereje;
- nedvszívó képesség - képes felszívódni a szervezet szöveteibe, ez az alapja minden röntgendiagnosztikának. A felszívódási képesség a szövetek fajsúlyától függ (minél több, annál nagyobb a felszívódás); a tárgy vastagságán; a sugárzás keménységére;
- fényképészeti akció - lebontja az ezüst-halogenid vegyületeket, beleértve a fényképészeti emulziókban találhatóakat is, ami lehetővé teszi a röntgensugarak készítését;
- lumineszcens hatás - számos kémiai vegyület (foszfor) lumineszcenciáját idézik elő, ez az alapja a röntgensugárzás átviteli technikának. A ragyogás intenzitása a fluoreszcens anyag szerkezetétől, mennyiségétől és a röntgensugarak forrásától való távolságától függ. A fényporokat nemcsak a vizsgált tárgyak fluoroszkópos képernyőn történő képének elkészítésére használják, hanem a radiográfiában is, ahol lehetővé teszik a kazettában lévő radiográfiai film sugárzási expozíciójának növelését az erősítő képernyők használatával, felszíni réteg amely fluoreszkáló anyagokból készül;
- ionizációs hatás - képesek semleges atomok bomlását pozitív és negatív töltésű részecskékké előidézni, ezen alapul a dozimetria. Bármely közeg ionizációjának hatása pozitív és negatív ionok, valamint szabad elektronok képződése az anyag semleges atomjaiból és molekuláiból. A röntgenszoba levegőjének ionizációja a röntgencső működése során a levegő elektromos vezetőképességének növekedéséhez, a szekrény tárgyain lévő statikus elektromos töltések növekedéséhez vezet. Annak érdekében, hogy kiküszöböljék az ilyen nemkívánatos hatásukat a röntgenszobákban, egy kényszerített befúvó és elszívó szellőztetés;
- biológiai hatás - biológiai objektumokra hatással van, a legtöbb esetben ez a hatás káros;
- fordított négyzettörvény - pontszerű röntgensugárforrás esetén az intenzitás a forrástól való távolság négyzetével arányosan csökken.
A röntgensugárzás a fizika szempontjából elektromágneses sugárzás, amelynek hullámhossza 0,001 és 50 nanométer között változik. W.K. Roentgen német fizikus fedezte fel 1895-ben.
Természetüknél fogva ezek a sugarak a nap ultraibolya sugárzásához kapcsolódnak. A rádióhullámok a leghosszabbak a spektrumban. Utánuk jön az infravörös fény, amit a szemünk nem érzékel, hanem hőnek érezzük. Ezután jönnek a sugarak a vöröstől a liláig. Ezután - ultraibolya (A, B és C). És közvetlenül mögötte vannak röntgen- és gamma-sugarak.
Röntgensugárzást kétféleképpen lehet előállítani: a rajta áthaladó töltött részecskék anyagának lassításával és az elektronok átmenetével a felső rétegekből a belső rétegekbe, amikor energia felszabadul.
A látható fénnyel ellentétben ezek a sugarak nagyon hosszúak, így képesek áthatolni az átlátszatlan anyagokon anélkül, hogy visszaverődnének, megtörnének vagy felhalmozódnának bennük.
A Bremsstrahlung könnyebben beszerezhető. A feltöltött részecskék fékezéskor elektromágneses sugárzást bocsátanak ki. Minél nagyobb ezeknek a részecskéknek a gyorsulása, és ennek következtében minél élesebb a lassulás, annál több röntgensugárzás keletkezik, és a hullámhossz rövidebb lesz. A legtöbb esetben a gyakorlatban a szilárd testekben lévő elektronok lassulása során sugarakat generálnak. Ez lehetővé teszi a sugárzás forrásának ellenőrzését, elkerülve a veszélyt. sugárterhelés, mert a forrás kikapcsolásakor a röntgensugárzás teljesen eltűnik.
Az ilyen sugárzás leggyakoribb forrása - Az általa kibocsátott sugárzás inhomogén. Lágy (hosszúhullámú) és kemény (rövidhullámú) sugárzást is tartalmaz. A lágyra az jellemző, hogy az emberi szervezet teljesen felszívja, ezért az ilyen röntgensugárzás kétszer annyit árt, mint a kemény. A túlzott elektromágneses sugárzás az emberi test szöveteiben az ionizáció károsíthatja a sejteket és a DNS-t.
A cső két elektródával rendelkezik - egy negatív katód és egy pozitív anód. A katódot felmelegítve az elektronok elpárolognak róla, majd elektromos térben felgyorsulnak. Az anódok szilárd anyagával ütközve lassulásba kezdenek, ami elektromágneses sugárzás kibocsátásával jár.
A röntgensugárzás, amelynek tulajdonságait széles körben használják az orvostudományban, a vizsgált tárgy árnyékképének érzékeny képernyőn történő készítésén alapul. Ha a diagnosztizált szervet egymással párhuzamos sugárnyalábban világítják meg, akkor az árnyékok vetülete ebből a szervből torzítás nélkül (arányosan) továbbítódik. A gyakorlatban a sugárforrás inkább pontforrás, tehát az embertől és a képernyőtől távol helyezkedik el.
A fogadáshoz egy személyt a röntgencső és a képernyő vagy a film közé helyeznek, amely sugárzás vevőként működik. A besugárzás hatására a csontok és más sűrű szövetek tiszta árnyékokként jelennek meg a képen, kontrasztosabbnak tűnnek a kevésbé kifejező területek hátterében, amelyek kisebb felszívódású szöveteket továbbítanak. A röntgenfelvételeken az ember "áttetszővé" válik.
Ahogy a röntgensugarak terjednek, szétszóródhatnak és elnyelődnek. Az elnyelés előtt a sugarak több száz métert utazhatnak a levegőben. Sűrű anyagban sokkal gyorsabban szívódnak fel. Az emberi biológiai szövetek heterogének, így a sugárzás elnyelése a szervek szövetének sűrűségétől függ. gyorsabban nyeli el a sugarakat, mint a lágyszövetek, mert nagy atomszámú anyagokat tartalmaz. A fotonokat (sugarak egyes részecskéi) az emberi test különböző szövetei különböző módon nyelték el, ami lehetővé teszi a kontrasztkép készítését röntgensugárzással.
A röntgensugarak alapvető tulajdonságainak felfedezése és érdeme joggal illeti Wilhelm Conrad Roentgen német tudóst. A röntgensugarak általa felfedezett csodálatos tulajdonságai azonnal hatalmas visszhangot kaptak a tudományos világban. Bár akkor, 1895-ben, a tudós alig tudta elképzelni, milyen hasznot, néha kárt is hozhat a röntgensugárzás.
Ebben a cikkben nézzük meg, hogyan hat az ilyen típusú sugárzás az emberi egészségre.
Mi az a röntgensugárzás
Az első kérdés, amely a kutatót érdekelte, az volt, hogy mi az a röntgensugárzás? Számos kísérlet tette lehetővé annak igazolását, hogy 10-8 cm hullámhosszú elektromágneses sugárzásról van szó, amely az ultraibolya és a gamma sugárzás között köztes helyet foglal el.
Röntgensugarak alkalmazása
A titokzatos röntgensugarak pusztító hatásának mindezen vonatkozásai egyáltalán nem zárják ki alkalmazásuk meglepően kiterjedt vonatkozásait. Hol használják a röntgensugarakat?
- Molekulák és kristályok szerkezetének tanulmányozása.
- Röntgen hibafelismerés (iparban, termékek hibáinak kimutatása).
- Az orvosi kutatás és terápia módszerei.
A röntgensugárzás legfontosabb alkalmazásai e hullámok teljes tartományának igen rövid hullámhossza és egyedi tulajdonságai miatt váltak lehetővé.
Mivel érdekel minket a röntgensugárzás hatása azokra az emberekre, akik csak orvosi vizsgálat vagy kezelés során találkoznak vele, ezért csak a röntgensugárzás ezen alkalmazási területét vesszük figyelembe.
A röntgen alkalmazása az orvostudományban
Felfedezésének különleges jelentősége ellenére Roentgen nem szerzett szabadalmat a használatára, így felbecsülhetetlen ajándék az egész emberiség számára. Már az első világháborúban elkezdték használni a röntgen egységeket, amelyek lehetővé tették a sebesültek gyors és pontos diagnosztizálását. Most megkülönböztethetjük a röntgensugarak alkalmazásának két fő területét az orvostudományban:
- Röntgendiagnosztika;
- röntgenterápia.
Röntgen diagnosztika
A röntgendiagnosztikát különféle lehetőségekben használják:
Vessünk egy pillantást e módszerek közötti különbségre.
Mindezek a diagnosztikai módszerek a röntgensugarak filmet megvilágító képességén, valamint a szövetek és a csontváz eltérő áteresztőképességén alapulnak.
Röntgenterápia
A röntgensugárzásnak a szövetekre gyakorolt biológiai hatását a gyógyászatban daganatok kezelésére használják. Ennek a sugárzásnak az ionizáló hatása legaktívabban a gyorsan osztódó sejtekre gyakorolt hatásban nyilvánul meg, amelyek a rosszindulatú daganatok sejtjei.
Ugyanakkor tisztában kell lennie azzal is mellékhatások amelyek elkerülhetetlenül együtt járnak a sugárterápiával. A helyzet az, hogy a hematopoietikus, az endokrin és az immunrendszer sejtjei is gyorsan osztódnak. A rájuk gyakorolt negatív hatás sugárbetegség jeleit idézi elő.
A röntgensugárzás hatása az emberre
Nem sokkal a röntgensugarak figyelemre méltó felfedezése után felfedezték, hogy a röntgensugarak hatással vannak az emberre.
Ezeket az adatokat kísérleti állatokon végzett kísérletekben szerezték be, azonban a genetikusok azt sugallják, hogy az emberi szervezetre is hasonló hatások vonatkozhatnak.
A röntgensugárzás hatásainak vizsgálata lehetővé tette a fejlesztést nemzetközi szabványok a megengedett sugárzási dózisokhoz.
A röntgensugárzás dózisai a röntgendiagnosztikában
A röntgenszoba meglátogatása után sok beteg aggódik – hogyan befolyásolja egészségét a kapott sugárdózis?
A test általános besugárzásának dózisa az eljárás természetétől függ. A kényelem kedvéért összehasonlítjuk a kapott dózist a természetes expozícióval, amely az embert egész életében elkíséri.
- Röntgen: mellkas - a kapott sugárdózis 10 napos háttérexpozíciónak felel meg; felső gyomor és vékonybél - 3 év.
- A hasüreg és a medence, valamint az egész test számítógépes tomográfiája - 3 év.
- Mammográfia - 3 hónap.
- A végtagok radiográfiája gyakorlatilag ártalmatlan.
- A fogászati röntgenfelvételek tekintetében a sugárdózis minimális, mivel a pácienst keskeny, rövid sugárzási idejű röntgensugár éri.
Ezek a sugárdózisok megfelelnek az elfogadható normáknak, de ha a páciens szorongást érez a röntgen előtt, joga van speciális védőkötényt kérni.
Terhes nők röntgensugárzásának kitettsége
Minden személynek ismételten röntgenvizsgálatot kell végeznie. De van egy szabály - ez a diagnosztikai módszer nem írható elő terhes nők számára. A fejlődő embrió rendkívül sérülékeny. A röntgensugarak kromoszóma-rendellenességeket okozhatnak, és ennek következtében fejlődési rendellenességekkel küzdő gyermekek születhetnek. A legsebezhetőbb ebből a szempontból a legfeljebb 16 hétig tartó terhességi kor. Ezenkívül a jövő baba számára a legveszélyesebb a gerinc, a medence és a hasi régió röntgenfelvétele.
Ismerve a röntgensugarak terhességre gyakorolt káros hatását, az orvosok minden lehetséges módon kerülik annak használatát a nő életének ebben a döntő szakaszában.
A röntgensugárzásnak azonban vannak mellékforrásai:
- elektronmikroszkópok;
- színes TV kineszkópok stb.
A kismamáknak tisztában kell lenniük az általuk jelentett veszélyekkel.
Szoptató anyák számára a radiodiagnózis nem veszélyes.
Mit kell tenni röntgen után
A röntgensugárzás minimális hatásainak elkerülése érdekében néhány egyszerű lépést megtehet:
- röntgen után igyon egy pohár tejet - kis dózisú sugárzást eltávolít;
- nagyon praktikus egy pohár száraz bor vagy szőlőlé;
- az eljárás után némi idővel célszerű növelni a magas jódtartalmú ételek (tenger gyümölcsei) arányát.
De nincs szükség orvosi eljárásokra vagy speciális intézkedésekre a sugárzás eltávolításához a röntgen után!
A röntgensugárzásnak való kitettség tagadhatatlanul súlyos következményei ellenére nem szabad túlbecsülni a veszélyüket orvosi vizsgálatok- csak a test bizonyos részein és nagyon gyorsan hajtják végre. Ezek előnyei sokszor meghaladják ennek az eljárásnak az emberi testre gyakorolt kockázatát.
A röntgensugárzás (a röntgensugárzás szinonimája) széles hullámhossz-tartományú (8·10-6 és 10-12 cm között). Röntgensugárzás akkor következik be, amikor a töltött részecskék, leggyakrabban az elektronok, lelassulnak az anyag atomjainak elektromos mezőjében. A keletkező kvantumok különböző energiájúak, és folytonos spektrumot alkotnak. A maximális fotonenergia egy ilyen spektrumban megegyezik a beeső elektronok energiájával. Ebben (lásd) a röntgenkvantumok kiloelektron-voltban kifejezett maximális energiája számszerűen megegyezik a csőre adott feszültség kilovoltban kifejezett nagyságával. Amikor áthaladnak egy anyagon, a röntgensugarak kölcsönhatásba lépnek az atomjainak elektronjaival. Legfeljebb 100 keV energiájú röntgenkvantumokhoz jellegzetes nézet kölcsönhatás a fotoelektromos hatás. Egy ilyen kölcsönhatás eredményeként a kvantumenergiát teljesen arra fordítják, hogy kihúzzanak egy elektront az atomi héjból, és kinetikus energiát adnak neki. A röntgenkvantum energiájának növekedésével a fotoelektromos hatás valószínűsége csökken, és a kvantumoknak a szabad elektronokon való szóródásának folyamata válik uralkodóvá - az úgynevezett Compton-effektus. Egy ilyen kölcsönhatás eredményeként egy szekunder elektron is keletkezik, és emellett egy kvantum is kirepül, amelynek energiája kisebb, mint az elsődleges kvantum energiája. Ha egy röntgenkvantum energiája meghaladja az egy megaelektronvoltot, akkor úgynevezett párosítási hatás léphet fel, amelyben elektron és pozitron keletkezik (lásd). Következésképpen egy anyagon áthaladva a röntgensugárzás energiája csökken, azaz intenzitása csökken. Mivel ebben az esetben az alacsony energiájú kvantumok nagyobb valószínűséggel abszorbeálódnak, a röntgensugárzás nagyobb energiájú kvantumokkal gazdagodik. A röntgensugárzásnak ezt a tulajdonságát a kvantumok átlagos energiájának növelésére, azaz merevségének növelésére használják. A röntgensugárzás keménységének növelése speciális szűrők segítségével érhető el (lásd). A röntgensugárzást röntgendiagnosztikára használják (lásd) és (lásd). Lásd még: Ionizáló sugárzás.
Röntgensugárzás (szinonimája: röntgensugarak, röntgensugárzás) - 250-0,025 A hullámhosszú (vagy 5 10 -2 és 5 10 2 keV közötti energiakvantumok) elektromágneses kvantumsugárzás. 1895-ben V. K. Roentgen fedezte fel. Az elektromágneses sugárzásnak a röntgensugárzással szomszédos spektrális tartományát, amelynek energiakvantumjai meghaladják az 500 keV-ot, gamma-sugárzásnak nevezzük (lásd); 0,05 keV alatti energiakvantumú sugárzás ultraibolya sugárzás (lásd).
Így az elektromágneses sugárzás hatalmas spektrumának viszonylag kis részét képviselve, amely magában foglalja a rádióhullámokat és a látható fényt is, a röntgensugárzás, mint minden elektromágneses sugárzás, fénysebességgel terjed (kb. 300 ezer km/s vákuumban). ) és a λ hullámhossz (az a távolság, amelyen keresztül a sugárzás egy rezgésperiódus alatt terjed). A röntgensugárzásnak számos egyéb hullámtulajdonsága is van (törés, interferencia, diffrakció), de ezeket sokkal nehezebb megfigyelni, mint a hosszabb hullámhosszú sugárzásoknál: látható fény, rádióhullámok.
Röntgen-spektrumok: a1 - folyamatos bremsstrahlung spektrum 310 kV-on; a - folyamatos bremsstrahlung spektrum 250 kV-on, a1 - 1 mm Cu-val szűrt spektrum, a2 - 2 mm Cu-val szűrt spektrum, b - Volfrámvezeték K-sorozata.
A röntgensugarak előállításához röntgencsöveket használnak (lásd), amelyekben sugárzás keletkezik, amikor a gyors elektronok kölcsönhatásba lépnek az anód anyag atomjaival. A röntgensugárzásnak két típusa van: bremsstrahlung és karakterisztikus. A Bremsstrahlung röntgensugárzás, amelynek folytonos spektruma van, hasonló a közönséges fehér fényhez. Az intenzitás hullámhossztól függő eloszlását (ábra) egy maximummal rendelkező görbe ábrázolja; a hosszú hullámok irányában a görbe enyhén esik, a rövid hullámok irányában pedig meredeken, és egy bizonyos hullámhosszon (λ0) leszakad, amit a folytonos spektrum rövid hullámhossz határának nevezünk. A λ0 értéke fordítottan arányos a cső feszültségével. A Bremsstrahlung a gyors elektronok és az atommagok kölcsönhatásából adódik. A bremsstrahlung intenzitás egyenesen arányos az anódáram erősségével, a csőfeszültség négyzetével és az anód anyagának rendszámával (Z).
Ha a röntgencsőben felgyorsított elektronok energiája meghaladja az anódanyagra vonatkozó kritikus értéket (ezt az energiát a Vcr csőfeszültség határozza meg, ami kritikus ennél az anyagnál), akkor karakterisztikus sugárzás lép fel. A karakterisztikus spektrum vonal, spektrális vonalai sorozatot alkotnak, amelyet K, L, M, N betűkkel jelölünk.
A K sorozat a legrövidebb hullámhossz, az L sorozat a hosszabb hullámhosszú, az M és N sorozat csak nehéz elemekben figyelhető meg (a volfrám Vcr a K sorozatánál 69,3 kv, az L sorozatnál - 12,1 kv). A jellemző sugárzás a következőképpen jön létre. A gyors elektronok kiütik az atomi elektronokat a belső héjakból. Az atom gerjesztődik, majd visszatér az alapállapotba. Ilyenkor a külső, kevésbé kötött héjak elektronjai töltik ki a belső héjakban felszabaduló tereket, és a gerjesztett és alapállapotú atom energiáinak különbségével megegyező energiájú karakterisztikus sugárzású fotonok bocsátanak ki. Ennek a különbségnek (és így a foton energiájának) van egy bizonyos értéke, amely minden elemre jellemző. Ez a jelenség az elemek röntgen-spektrumanalízisének hátterében. Az ábra a volfrám vonalspektrumát mutatja a folytonos fékezési spektrum hátterében.
A röntgencsőben felgyorsított elektronok energiája szinte teljes egészében hőenergiává alakul (ilyenkor az anód erősen felmelegszik), ennek csak jelentéktelen része (100 kV-hoz közeli feszültségen kb. 1%) alakul át bremsstrahlung energiává. .
A röntgensugarak alkalmazása az orvostudományban a röntgensugárzás anyag általi abszorpciójának törvényein alapul. A röntgensugárzás abszorpciója teljesen független az abszorber anyag optikai tulajdonságaitól. A röntgenszobákban a személyzet védelmére használt színtelen és átlátszó ólomüveg szinte teljesen elnyeli a röntgensugárzást. Ezzel szemben a fény számára nem átlátszó papírlap nem gyengíti a röntgensugárzást.
Egy homogén (azaz egy bizonyos hullámhosszúságú) röntgensugár intenzitása egy abszorberrétegen áthaladva egy exponenciális törvény (ex) szerint csökken, ahol e a természetes logaritmusok alapja (2,718), és az x kitevő egyenlő a tömegcsillapítási együttható (μ / p) cm 2 /g per abszorber vastagság szorzata g / cm 2 -ben (itt p az anyag sűrűsége g / cm 3 -ben). A röntgensugárzást a szórás és az abszorpció is gyengíti. Ennek megfelelően a tömegcsillapítási együttható a tömegelnyelési és szórási együtthatók összege. A tömegelnyelési együttható meredeken növekszik az abszorber atomszámának (Z) növekedésével (arányos a Z3-mal vagy Z5-tel) és a hullámhossz növekedésével (arányos a λ3-mal). Ez a hullámhossztól való függés az abszorpciós sávokon belül figyelhető meg, amelyek határain az együttható ugrásokat mutat.
A tömegszórási együttható az anyag atomszámának növekedésével növekszik. λ≥0,3Å esetén a szórási együttható nem függ a hullámhossztól, λ esetén<0,ЗÅ он уменьшается с уменьшением λ.
Az abszorpciós és szórási együtthatók csökkenése a csökkenő hullámhossz mellett a röntgensugárzás áthatoló erejének növekedését okozza. A csontok tömegabszorpciós együtthatója [a felszívódás elsősorban a Ca 3 (PO 4) 2 -nek köszönhető] csaknem 70-szer nagyobb, mint a lágyszöveteknél, ahol a felszívódás főként a víznek köszönhető. Ez megmagyarázza, hogy a csontok árnyéka miért tűnik ki olyan élesen a röntgenfelvételeken a lágy szövetek hátterében.
Az inhomogén röntgensugár bármilyen közegen keresztül történő terjedése az intenzitás csökkenésével együtt a spektrális összetétel változásával, a sugárzás minőségének megváltozásával jár: a spektrum hosszúhullámú része abszorbeálódik a rövidhullámú résznél nagyobb mértékben egyenletesebbé válik a sugárzás. A spektrum hosszú hullámhosszú részének kiszűrése lehetővé teszi a mély és a felszíni dózisok arányának javítását az emberi test mélyén elhelyezkedő gócok röntgenterápia során (lásd röntgenszűrők). Az inhomogén röntgensugár minőségének jellemzésére a "fél csillapítási réteg (L)" fogalmát használják - egy anyagréteg, amely felére csillapítja a sugárzást. Ennek a rétegnek a vastagsága a cső feszültségétől, a szűrő vastagságától és anyagától függ. A fél csillapítási rétegek mérésére celofánt (12 keV energiáig), alumíniumot (20-100 keV), rezet (60-300 keV), ólmot és rezet (>300 keV) használnak. A 80-120 kV feszültségen generált röntgensugárzásnál 1 mm réz szűrőképességében 26 mm alumíniumnak, 1 mm ólom 50,9 mm alumíniumnak felel meg.
A röntgensugarak abszorpciója és szórása korpuszkuláris tulajdonságainak köszönhető; A röntgensugarak kölcsönhatásba lépnek az atomokkal, mint a részecskék (részecskék) áramlása - fotonok, amelyek mindegyikének van egy bizonyos energiája (fordítva arányos a röntgen hullámhosszával). A röntgenfotonok energiatartománya 0,05-500 keV.
A röntgensugárzás abszorpciója a fotoelektromos hatásnak köszönhető: a foton elektronhéj általi abszorpciója egy elektron kilökődésével jár együtt. Az atom gerjesztődik, és az alapállapotba visszatérve jellegzetes sugárzást bocsát ki. A kibocsátott fotoelektron a foton összes energiáját elviszi (levonva az atomban lévő elektron kötési energiáját).
A röntgensugárzás szórása a szóróközeg elektronjainak köszönhető. Létezik klasszikus szórás (a sugárzás hullámhossza nem változik, de a terjedés iránya) és a hullámhossz változással járó szórás - a Compton-effektus (a szórt sugárzás hullámhossza nagyobb, mint a beesőé). Ez utóbbi esetben a foton úgy viselkedik, mint egy mozgó labda, és a fotonok szóródása Comnton képletes kifejezése szerint olyan, mint a fotonokkal és elektronokkal való biliárdozás: az elektronnal ütközve a foton átadja neki energiájának egy részét. és szórja, mivel már kevesebb energiája van (illetve a szórt sugárzás hullámhossza nő), az elektron visszarúgási energiával repül ki az atomból (ezeket az elektronokat Compton elektronoknak, vagy visszarúgás elektronoknak nevezzük). A röntgenenergia abszorpciója a másodlagos elektronok (Compton és fotoelektronok) képződése és az ezekhez való energiaátvitel során történik. Az anyag egységnyi tömegére átvitt röntgensugárzás energiája határozza meg a röntgensugárzás elnyelt dózisát. Ennek a dózisnak az egysége 1 rad 100 erg/g-nak felel meg. Az abszorber anyagában elnyelt energiának köszönhetően számos másodlagos folyamat megy végbe, amelyek fontosságát a röntgendozimetriához, mivel ezeken alapulnak a röntgen mérési módszerek. (lásd Dozimetria).
Minden gáz és sok folyadék, félvezető és dielektrikum röntgensugárzás hatására növeli az elektromos vezetőképességet. A vezetőképességet a legjobb szigetelőanyagok találják meg: paraffin, csillám, gumi, borostyán. A vezetőképesség változása a közeg ionizációjának, azaz a semleges molekulák pozitív és negatív ionokra való szétválásának köszönhető (az ionizációt a másodlagos elektronok állítják elő). Levegőionizációt használnak a röntgensugár expozíciós dózisának (levegőben lévő dózis) meghatározására, amelyet röntgenekben mérnek (lásd: Dózisok ionizáló sugárzás). 1 r dózisnál a levegőben elnyelt dózis 0,88 rad.
Röntgensugárzás hatására egy anyag molekuláinak gerjesztése következtében (és az ionok rekombinációja során) sok esetben az anyag látható fénye gerjesztődik. Nagy intenzitású röntgensugárzásnál a levegő, a papír, a paraffin stb. látható izzása figyelhető meg (a fémek kivételek). A látható fény legnagyobb hozamát olyan kristályos foszforok adják, mint a Zn·CdS·Ag-foszfor és mások, amelyeket a fluoroszkópiás képernyőkhöz használnak.
A röntgen hatására különféle kémiai folyamatok is lezajlahatnak egy anyagban: ezüsthalogenidek bomlása (röntgenben használt fényképészeti hatás), víz és hidrogén-peroxid vizes oldatának bomlása, a celluloid (homályosodás és a kámfor felszabadulása), a paraffin (homályosodás és fehérítés) tulajdonságai .
A teljes átalakulás eredményeként a kémiailag inert anyag által elnyelt összes röntgenenergia hővé alakul. Nagyon kis hőmennyiség mérése rendkívül érzékeny módszereket igényel, de ez a fő módszer a röntgensugárzás abszolút mérésére.
A röntgensugárzás másodlagos biológiai hatásai az orvosi sugárterápia alapját képezik (lásd). A röntgensugárzást, amelynek kvantuma 6-16 keV (effektív hullámhossz 2-5 Å), szinte teljesen elnyeli az emberi test szövetének bőrrétege; határsugaraknak, vagy néha Bucca sugaraknak nevezik (lásd Bucca sugarak). Mélyröntgenterápiához kemény szűrt sugárzást használnak 100-300 keV hatékony energiakvantumokkal.
A röntgensugárzás biológiai hatását nemcsak a röntgenterápia, hanem a röntgendiagnosztika során is figyelembe kell venni, valamint minden egyéb olyan röntgensugárzással való érintkezés esetén, amely sugárvédelem alkalmazását igényli ( lát).