Każdy choć raz w życiu miał robione zdjęcie rentgenowskie (RTG). Jest szybkie i bezbolesne, ale czy w pełni bezpieczne? Jaki mechanizm stoi za ich powstawaniem?
Promieniowanie rentgenowskie jest częścią spektrum elektromagnetycznego o krótszej długości fali (wyższej częstotliwości) niż światło widzialne. Długość fali promieniowania rentgenowskiego waha się od 0,01 do 10 nm, czyli częstotliwości od 3×1016 Hz do 3×1019 Hz. Stawia to długość fali promieniowania rentgenowskiego pomiędzy światłem ultrafioletowym a promieniami gamma.
Rozróżnienie pomiędzy promieniowaniem rentgenowskim a promieniowaniem gamma może być oparte na długości fali lub na źródle promieniowania. Czasami promieniowanie rentgenowskie jest uważane za promieniowanie emitowane przez elektrony, podczas gdy promieniowanie gamma jest emitowane przez jądra atomowe.
Trochę teorii
Niemiecki naukowiec Wilhelm Roentgen jako pierwszy zbadał promieniowanie rentgenowskie (1895), choć nie był pierwszą osobą, która je zaobserwowała. Promienie rentgenowskie były już wcześniej obserwowane z lamp Crookesa, które zostały wynalezione około 1875 r. Röntgen nazwał to światło „promieniowaniem X”, aby zaznaczyć, że jest to nieznany wcześniej rodzaj promieniowania.
Czasami promieniowanie X jest nazywane promieniowaniem Roentgena, od nazwiska naukowca, ale najczęściej mówi się po prostu o promieniowaniu rentgenowskim (RTG). Terminem rentgen używa się potocznie obraz radiograficzny utworzony przy użyciu promieniowania rentgenowskiego.
Energia promieniowania rentgenowskiego waha się od 100 eV do 100 keV (poniżej 0,2-0,1 nm długości fali). Twarde promieniowanie rentgenowskie to takie, którego energia fotonów jest większa niż 5-10 keV. Miękkie promieniowanie rentgenowskie to takie, które ma niższą energię. Długość fali twardego promieniowania rentgenowskiego jest porównywalna ze średnicą atomu.
Twarde promieniowanie rentgenowskie ma wystarczającą energię do penetracji materii, podczas gdy miękkie promieniowanie rentgenowskie jest absorbowane w powietrzu lub przenika przez wodę do głębokości około 1 mikrometra.
Źródła promieniowania X i wpływ na materię
Promieniowanie rentgenowskie może być emitowane wtedy, gdy wystarczająco energetyczne cząstki naładowane uderzą w materię. Przyspieszone elektrony są wykorzystywane do wytwarzania promieniowania rentgenowskiego w lampie rentgenowskiej, która jest lampą próżniową z gorącą katodą i metalową tarczą.
Można również wykorzystać protony lub inne jony dodatnie. Na przykład, emisja promieniowania rentgenowskiego indukowana protonami jest techniką analityczną. Naturalne źródła promieniowania rentgenowskiego to gaz radon, inne radioizotopy, błyskawice i promienie kosmiczne.
Są trzy główne sposoby oddziaływania promieniowania rentgenowskiego z materią: rozpraszanie Comptona, rozpraszanie Rayleigha i fotoabsorpcja. Rozpraszanie Comptona jest głównym oddziaływaniem z udziałem twardych promieni rentgenowskich o wysokiej energii, podczas gdy fotoabsorpcja jest dominującym oddziaływaniem z miękkimi promieniami rentgenowskimi i twardymi promieniami rentgenowskimi o niższej energii.
Każde promieniowanie rentgenowskie ma wystarczającą energię, aby przełamać energię wiązania między atomami w cząsteczkach, więc efekt zależy od składu pierwiastkowego materii, a nie od jej właściwości chemicznych.
Zastosowania promieni X
Większość ludzi zna promieniowanie rentgenowskie ze względu na jego zastosowanie w obrazowaniu medycznym, ale to nie wszystko.
W medycynie diagnostycznej, promienie rentgenowskie są używane do oglądania struktur kostnych. Twarde promieniowanie rentgenowskie jest stosowane w celu zminimalizowania absorpcji promieniowania rentgenowskiego o niskiej energii. Nad lampą rentgenowską umieszcza się filtr, aby zapobiec przenoszeniu promieniowania o niższej energii. Duża masa atomowa atomów wapnia w zębach i kościach pochłania promieniowanie rentgenowskie, pozwalając większości pozostałego promieniowania przejść przez ciało.
Tomografia komputerowa (CT), fluoroskopia i radioterapia to inne techniki diagnostyczne wykorzystujące promieniowanie rentgenowskie. Promieniowanie rentgenowskie może
Promieniowanie rentgenowskie jest wykorzystywane w krystalografii, astronomii, mikroskopii, radiografii przemysłowej, ochronie lotnisk, spektroskopii, fluorescencji oraz do implozji urządzeń rozszczepiających. Promieniowanie rentgenowskie może być wykorzystywane do analizy obrazów. Zakazane zastosowania obejmują rentgenowskie usuwanie włosów i fluoroskopy do dopasowywania butów, które były popularne w latach 20. XX wieku.
Czy promieniowanie X szkodzi?
Promieniowanie rentgenowskie jest formą promieniowania jonizującego, zdolnego do rozbijania wiązań chemicznych i jonizacji atomów. Kiedy promieniowanie rentgenowskie zostało po raz pierwszy odkryte, ludzie doznawali poparzeń popromiennych i wypadały im włosy. Pojawiły się nawet doniesienia o zgonach.
Chociaż choroba popromienna należy już w dużej mierze do przeszłości, medyczne promieniowanie rentgenowskie stanowi około połowę całkowitego narażenia na promieniowanie ze wszystkich źródeł w USA. Nie ma zgody co do dawki, która stanowi zagrożenie, częściowo dlatego, że ryzyko zależy od wielu czynników. Oczywiste jest, że promieniowanie rentgenowskie może powodować uszkodzenia genetyczne, prowadzące do powstania i wady rozwojowe. Najbardziej zagrożone są płody i małe dzieci.
W przypadku osób poniżej 20. roku życia, badania RTG są wykonywane jedynie w sytuacjach ostatecznych, kiedy jest to absolutnie konieczne. Jest to spowodowane faktem, że badania naukowe jednoznacznie wykazały, że osoby młode są bardziej narażone na skutki działania promieni X niż dorośli.
To, jak często można robić zdjęcia RTG zależy też od obszaru ciała, które będzie poddanie naświetlaniu. Przykładowo zdjęcie RTG klatki piersiowej wymaga większej dawki promieniowania niż zdjęcie RTG złamanej ręki i powinno być robione rzadziej. Lekarze zwykle unikają prześwietlania głowy, ze względu na wyjątkową wrażliwość mózgu na promienie X.
Ilość dawki promieniowania jaką otrzymujemy podczas wykonywania badania RTG wynosi od kilku do kilkunastukrotności dawki promieniowania naturalnego jakiego otrzymujemy w ciągu doby każdego dnia. Sporadyczne robienie zdjęć RTG nie powinno stanowić większego zagrożenia dla naszego zdrowia, ale gdybyśmy chcieli je powtarzać co tydzień, byłby spory problem. Z drugiej strony jednak, żaden lekarz by się na to nie zgodził.
