בייַשפּיל פֿון רענטגן דיסקוסיע פֿראַגעס

בייַשפּיל פֿון רענטגן דיסקוסיע פֿראַגעס

רענטגן-שטראַלן, מער באַקאַנט ווי ראָנטגענס, זענען אַ רעוואָלוציאָנערע טעכנאָלאָגיע אין מעדיצין און אינדוסטריע. זינט זייער ענטדעקונג דורך ווילהעלם קאָנראַד ראָנטגן אין 1895, האָבן רענטגן-שטראַלן געעפנט אַ ברייטן פֿענצטער פֿאַר וויסנשאַפֿטלער און מעדיצינישע פּראָפעסיאָנאַלן צו זען די אינעווייניקסטע סטרוקטור פֿון אָביעקטן אָן זיי צו באַשעדיגן. אָבער, פֿאַרשטיין זייערע אַרבעטס-פּרינציפּן און אַפּליקאַציעס איז אַ שווערע אַרבעט. דעריבער, וועט דער אַרטיקל דיסקוטירן בייַשפּיל פּראָבלעמען וואָס האָבן צו טאָן מיט רענטגן-שטראַלן צו העלפֿן אילוסטרירן ווי די טעכנאָלאָגיע ווערט גענוצט אין פֿאַרשידענע קאָנטעקסטן.

געשיכטע און גרונטלעכע פּרינציפּן פון X-שטראַלן

איידער מיר גייען ווייטער צו די ביישפיל פראבלעמען, איז וויכטיג צו פארשטיין די גרונטלעכע זאכן. רענטגן שטראלן זענען א סארט עלעקטראמאגנעטישע שטראלונג מיט א זייער קורצע כוואליע, וואס ערלויבט זיי צו דורכדרינגען א ברייטע קייט פון מאטעריאלן. דאס איז וואס מאכט רענטגן שטראלן פעאיק צו זען הארטע אביעקטן, ווי למשל ביינער אין דעם מענטשלעכן קערפער.

דער פּרינציפּ פֿון X-שטראַלן איז באַזירט אויף דער אינטעראַקציע צווישן די שטראַלן און מאַטעריע. ווען X-שטראַלן גייען דורך אַן אָביעקט, ווערן עטלעכע אַבזאָרבירט בשעת די רעשט ווערן טראַנסמיטירט. דיכטערע אָביעקטן, ווי למשל ביין, אַבזאָרבירן מער X-שטראַלן ווי ווייכערע געוועבן, ווי למשל מוסקל און הויט. דער אונטערשייד שאַפֿט אַ בילד וואָס דערמעגלעכט אונדז צו זען אינערלעכע סטרוקטורן.

בייַשפּיל קשיא 1: קאַלקולירן ראַנטגן דאָזע

סאָאַל
א פאציענט גייט דורך אן X-שטראַלן אונטערזוכונג מיט א X-שטראַלן דאָזע פון ​​0.03 גריי (Gy). אויב די גאַנצע ענערגיע אַבזאָרבירט דורך דעם פאציענט'ס קערפער איז 1.5 דזשולס (J), רעכנט אויס די פאציענט'ס קערפער מאַסע אויסגעשטעלט צו די X-שטראַלן.

סאָלוסי
ראַדיאַציע דאָזע (D) קען אויסגערעכנט ווערן מיט דער פאָרמולע:

[D = \frac{E}{m} \]

וואו,
– \(D \) איז די דאָזע אין Gy,
– \(E \) איז די ענערגיע וואָס ווערט אַבזאָרבירט אין דזשולס,
– \(m \) איז די מאַסע אין קילאָגראַמען (ק״ג).

כדי צו געפינען קערפער מאַסע (\(m \)), קענען מיר ענדערן די פאָרמולע אויבן צו:

[מ = \frac{E}{D} \]

פאַרבייַטן באַקאַנטע ווערטן:

[מ = 1.5 J}{0.03 Gy]

געדענקט אז 1 Gy = 1 J/kg, דעמאלט:

[מ = \frac{1.5}{0.03} \text{ ק"ג} \]
מ = 50 ק״ג

אַזוי, די גוף מאַסע פון ​​​​​​דעם פּאַציענט אויסגעשטעלט צו X-שטראַלן איז 50 קג.

בייַשפּיל קשיא 2: געוועב אידענטיפיקאציע ניצן X-שטראַלן

סאָאַל
אין אַן X-שטראַל בילד, דערשיינט ביין העלער ווי ווייכע געוועב. דערקלערט פארוואס דאָס פּאַסירט אין דעם קאָנטעקסט פון ווי X-שטראַלן אינטעראַקטירן מיט פֿאַרשידענע טיפּן געוועב.

סאָלוסי
רענטגן-שטראַלן אַרבעטן באַזירט אויף די אונטערשיידן אין אַבזאָרפּציע צווישן פֿאַרשידענע טיפּן געוועב. ביין האט אַ העכערע געדיכטקייט און אַטאָמישע נומער ווי ווייכע געוועב ווי מוסקל. דעריבער איז ביין מער עפֿעקטיוו אין אַבזאָרבירן רענטגן-שטראַלן.

– ביין: ווייל עס איז געדיכט און אנטהאלט עלעמענטן מיט הויכע אטאמישע נומערן ווי קאלציום, אבזארבירט ביין א סך רענטגן-שטראַלן. דאס רעזולטירט אין ווייניגער רענטגן-שטראַלן וואס דערגרייכן דעם פילם אדער דעטעקטאָר, וואס רעזולטירט אין העלערע געביטן אין בילד.

– ווייכע געוועבן: ווייכע געוועבן ווי מוסקל און הויט האבן א נידעריגערע געדיכטקייט און אטאם נומער. זיי אבזארבירן נישט אזויפיל רענטגן שטראלן, ממילא ווערן מער רענטגן שטראלן טראנסמיטירט צום פילם אדער דעטעקטאר. דאס מאכט אז ווייכע געוועבן זאלן אויסזען טונקעלער אין בילד.

די אונטערשיידן אין קאָליר אָדער ברייטקייט לאָזן דעם דאָקטער אָדער טעכניקער לייכט ידענטיפיצירן סטרוקטורן אין דעם גוף.

בייַשפּיל 3: אויסרעכענען די כוואַליע לענג פון X-שטראַלן

סאָאַל
אויב די X-שטראַל האט אַן ענערגיע פון ​​124 keV (קילאָ-עלעקטראָןוואָלט), רעכנט אויס איר כוואַליע לענג. ניצט די פאָרמולע:

\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]

וואו,
– \(E \) איז ענערגיע (אין דזשולס),
– \(h \) איז פּלאַנקס קאָנסטאַנט, וואָס איז \(6.626 \× 10^{-34} \) J·s (דזשול-סעקונדעס),
– \(c \) איז די שנעלקייט פון ליכט, נעמליך \(3 \מאל 10^8 \) מעטער/סעק (מעטער פּער סעקונדע),
– \( \lambda \) איז די כוואַליע לענג (אין מעטער).

סאָלוסי
ערשט קאָנווערטירן ענערגיע פֿון keV צו דזשולס. 1 eV (עלעקטראָןוואָלט) = 1.602 מאָל 10-19 J, דערנאָך:

\[ E = 124 × 10^3 \text{ eV} = 124 × 10^3 \times 1.602 × 10^{-19} \text{ J} \]
\[ E = 1.985 \מאל 10^{-14} \טעקסט{ J} \]

דורך ניצן די פאָרמולע:

\[ \lambda = \frac{hc}{E} \]

פאַרבייַטן באַקאַנטע ווערטן:

[לאַמבדאַ = (6.626 × 10⁻⁴ J·s) × 3 × 10⁻⁶ מ/ס/ס/1.985 × 10⁻⁴ J]

קאַלקולאַציע:

[ \lambda = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{1.985 \times 10^{-14}} \text{ m} \]
\[ \לאַמבדאַ \אַפּפּראָקס 1.002 \מאַל 10^{-11} \טעקסט{ מ} ​​\]

אַלזאָ, די כוואַליע לענג פון אַן X-שטראַל מיט אַן ענערגיע פון ​​124 keV איז בערך 1.002 מאָל 10⁻⁹ מעטער אָדער 0.1002 נאַנאָמעטער (נאַנאָמעטער).

בייַשפּיל קשיא 4: נוצן פון רענטגן שטראַלן אין מעדיצין

סאָאַל
אַ פּאַציענט ווערט דיאַגנאָזירט מיט אַן אָרעם בראָך און דאַרף אַן X-שטראַל. אויב אַן X-שטראַל ווערט גענוצט מיט אַ רער וואָולטאַזש פון 100 קילוואָלט און אַ קראַנט פון 10 מיליאַמפּער פֿאַר 0.1 סעקונדע, וואָס איז די גאַנצע סומע פון ​​​​לאָד וואָס פליסט דורך די רער?

סאָלוסי
די סומע פון ​​אָפּצאָל (Q) קען מען אויסרעכענען מיט דער פאָרמולע:

\[ Q = I \מאל t \]

וואו,
– \( Q \) איז די גאַנצע לאָדונג אין קולאָמבס (C),
– \(I \) איז דער קראַנט אין אַמפּער (A),
– \(t \) איז די צייט אין סעקונדעס (s).

פאַרבייַטן באַקאַנטע ווערטן:

[I = 10 mA = 10 × 10-3 A = 0.01 A]
\[ ט = 0.1 \טעקסט{ ס} \]

[Q = 0.01 A × 0.1 s]
\[ ק = 0.001 \טעקסט{ C} \]

אַזוי, די גאַנצע סומע פון ​​​​לאָדונג וואָס פליסט דורך די רער איז 0.001 קולאָמבס.

קעסימפּולאַן

דער ביישפּיל פּראָבלעם אויבן ווייזט עטלעכע טעכנישע אַספּעקטן וואָס זענען אָנווענדלעך צו דער נוצן פון X-שטראַלן, אַרייַנגערעכנט קאַלקולירן דאָזע, כוואַליע לענג, און גאַנץ אָפּצאָל. אַזוי, פֿאַרשטיין די גרונט קאָנצעפּטן און אַרבעט פּרינציפּן פון X-שטראַלן קען זיין געווענדט צו סאָלווע מער קאָמפּליצירט און ספּעציפיש פּראָבלעמען. באַהערשן דעם מאַטעריאַל איז יקערדיק פֿאַר יעדן פּראַקטיצירער וואָס אַרבעט אין ראַדיאָלאָגיע, מעדיצין, אָדער נוקלעאַרע אינזשעניריע צו ענשור די זיכער און עפעקטיוו נוצן פון X-שטראַלן.