Rentgeno spindulių analizė


Chemijos savarankiškas darbas. Įvadas. Rentgeno spinduliai. Rentgeno spinduliuotė. Rentgeno spindulių gavimas. Aparatūra. Rentgeno vamzdžiai. Rentgeno kameros. Rentgeno spinduliuotės kvantų skaitikliai. Rentgeno aparatai. Rentgeno fluorescencinė analizė. Veikimo principas. Rentgeno spindulių šaltinis. Rentgeno spindulių panaudojimas. Rentgeno spindulių poveikis. Rentgenas ir naudingas ir pavojingas. Kuo mažiau apšvitos. Saugos taisyklė. Būtina saugotis. Išvados. Literatūra.


Apžvelgti rentgeno spindulių veikimo principą, galimybes, naudojamą įrangą ir pritaikymą maisto pramonėje.

Cheminėje analizėje naudojama spinduliuotė, kurios ( = 0,07-0,2 nm. Rentgeno spinduliuotę sukuria rentgeno vamzdis, sinchrotronas, priešpriešinių pluoštų greitintuvo elektronų kaupimo žiedas; ją skleidžia radioaktyvieji izotopai, Saulė, kiti kosminiai šaltiniai. Pagal sužadinimo būdą rentgeno spinduliuotė ir jos spektrai būna stabdomieji (arba baltieji) ir būdingieji. Stabdomieji rentgeno spinduliuotės spektrai yra ištisiniai. Jie susidaro medžiagai stabdant greitas elektringąsias daleles. Spektro intensyvumas didėja mažėjant medžiagą apšaudančiųjų dalelių masei; jis tolydžiai pasiskirstęs pagal visus bangos ilgius iki trumpabangės ribos (0 (didžiausio dažnio V0), kurią nusako didžiausias dalelės greitis. Didėjant apšaudančiųjų dalelių energijai, rentgeno spinduliuotės energijos spektro intensyvumas didėja, o (0 slenka į trumpųjų bangų pusę.

Rentgeno spinduliuotė registruojama rentgeno fotografinėmis emulsijomis ( jose yra daugiau sidabro bromido). Kai ( <0,05 nm, šių emulsijų jautris padidinamas prie jų priglaudžiamu fluorescenciniu ekranu. Kai ( = 1-10 nm, rentgeno spinduliuotė veikia tik ploną fotografinės emulsijos paviršiaus sluoksnį; emulsijos jautris padidinamas liuminescenciniais dažais (sensibilizuojama). Intensyvi rentgeno spinduliuotė registruojama jonizacijos kamera, mažo ir vidutinio intensyvumo, kai ( < 0,3 nm, - NaI(TI) scintiliaciniu skaitikliu, kai 0,05 < ( <0,5 nm, - Geigerio ir Miulerio skaitikliu, kai 0,1 < ( < 10 nm, - proporcinguoju skaitikliu, kai ( < 12 nm, - puslaidininkiniu detektoriumi; kai ( 10-100 nm, vartojami antriniai elektronų daugintuvai.

Visi rentgeno įrenginiai turi dvi pagrindines dalis: pirminės rentgeno spinduliuotės generatorių ir atspindėjusios nuo tiriamojo objekto ar perėjusios per jį rentgeno spinduliuotės registravimo prietaisą. Be pagrindinių dalių, dar yra bandinių laikikliai, bandinių ir skaitiklių posūkio kampų matuokliai ir kt. Rentgeno spinduliuotė registruojama dviem metodais: fotografiniu, pagrįstu rentgeno spinduliuotės veikiamos fotoemulsijos patamsėjimu, ir difraktometriniu – šiuo atveju registruojami rentgeno spinduliuotės kvantai.

Dažniausiai naudojami užlydyti stikliniai elektroniniai vamzdžiai, kuriuose sudaromas didelis vakuumas (10-3-10-5 Pa). Elektronų pluoštelio šaltinis yra volframo spiralė – katodas, kuris įkaitinamas iki 2100-2200 °C. Aukštos įtampos veikiami elektronai, lėkdami dideliu greičiu, atsimuša į anode įpresuotą antikatodą, pagamintą iš įvairių metalų (Cr, Fe, Cu, Mo ir kt.), kurių spinduliuotė naudojama rentgeno analizėje. Vieta antikode, į kurią krinta elektronai, ir yra rentgeno spinduliuotės šaltinis. Ji vadinama židiniu. Vamzdžiai gaminami su paprastu (5-10 mm2 ir didesniu) ir aštriu (kelių šimtųjų ir tūkstantųjų mm2 dalių) židiniu, kuris gali būti įvairių formų (apvalus, tiesinis). Kadangi stiklas absorbuoja rentgeno spinduliuotę, tai spinduliuotei išleisti vamzdžio balione įrengti specialūs langai iš rentgeno spinduliuotę praleidžiančių medžiagų, pavyzdžiui, metalinio berilio arba lydinių, kuriuose yra lengvųjų elementų.

Tai įrenginys, kuriuo fotografinėje juostoje registruojamas difrakcinis vaizdas. Tipinės bendros paskirties rentgeno kameros susideda iš cilindro formos metalinio korpuso su atraminiais varžtais; kolimatoriaus, sudarančio įėjimo plyšį rentgeno spinduliuotei ir susidedančio iš vienos ar kelių diafragmų, kurios iš spinduliuotės srauto išskiria pluoštelį, patenkantį į tiriamosios medžiagos pavyzdį; pavyzdžio laikiklio ir gaudyklės, skirtos rentgeno spinduliuotės išsklaidymui pašalinti.

Rentgeno kameros skirtos mono- ir polikristalinių medžiagų gardelės parametrų ir fazinei analizei, nejudančių monokristalų mono- ir polichromatinės spinduliuotės difrakciniam vaizdui registruoti, kristalų simetrijai ir elementariąjai gardelei nustatyti.

Plačiausiai naudojami jonizaciniai ir scintiliaciniai skaitikliai. Jonizacinių skaitiklių, kuriems priklauso Geigerio ir Miulerio skaitiklis, veikimas pagrįstas rentgeno spinduliuotės savybe jonizuoti dujas, scintiliacinių – rentgeno spinduliuotės savybe sukelti kai kurių medžiagų liuminescencinį švytėjimą. Scintiliciniai skaitikliai pranašesni už jonizacinius: jie efektyviau registruoja kietąją rentgeno spinduliuotę (didesnis užregistruotų kvatų ir visų kvantų, patenkančių į skaitiklio įėjimo langą, skaičių santykis), maža rimties trukmė (užregistravus kvantą, skaitiklis trumpiau nejautrus kitam kvantui), beveik neribota jų naudojimo trukmė.

analizei atlikti. Prieš detekciją panaudojant difrakciją kristale, gaunama spektro linijų dispersija.

Rentgeno spinduliai yra gaunami kuomet aukštoje įtampoje rentgeno spindulių vamzdelis

Anti – katodui naudojamas volframas, rodis, molibdenas, ir chromas. Anti – katodas yra

pasirenkamas atsižvelgiant į analizuojamą mėginį. Jei mėginys yra vienas iš elementų, kurie sudaro rentgeno spindulių vamzdelio anti-katodą, tokie rentgeno vamzdeliai nenaudojami.

Medikai rentgeninius tyrimus atlieka tik tais atvejais, kai nėra kito būdo ligai diagnozuoti. Tačiau pacientai kartais pageidauja vieną ar kitą organą peršviesti „profilaktiškai“, nesusimąstydami ar nežinodami apie rentgeno spindulių pavojingumą, riziką nukentėti nuo apšvitos. 

 Šiuolaikinė medicina neįsivaizduojama be rentgeno diagnostikos, kuri padeda nustatyti ligas, stebėti procedūras. Jonizuojančioji spinduliuotė naudojama atliekant rentgenografijos, rentgenoskopijos, radioizotopinius, kaulų tankio tyrimus, kompiuterinę tomografiją, mamografiją, taikant spindulinį gydymą. Visi tyrimo rentgeno spinduliais būdai sukelia apšvitą, tačiau jos dozės skirtingos. 

Svarbiausia radiacinės saugos taisyklė: reikia taikyti tokį metodą, kad apšvita būtų kiek įmanoma mažesnė, ligonis kuo mažiau būtų apšvitintas. Viso pasaulio radiologai vadovaujasi šiuo ALARA principu (angl. As Low As Reasonably Achievable – tokia maža apšvita, kokią įmanoma pasiekti).

Atliekant kompiuterinę tomografiją jonizuojančiąja spinduliuote ir kompiuterine įranga sukuriami trimačiai žmogaus kūno vaizdai pasluoksniui. Šiuo diagnostiniu metodu tiksliai nustatomos ir įvertinamos pilvo srities ligos, pavojingi vidaus organų sužalojimai patyrus traumą, aptinkamas krešulys plaučių arterijoje, insultas, galvos smegenų traumos ir kt. Kompiuterinė tomografija pagerino ir vėžio diagnostiką. Jonizuojančiosios apšvitos ligoniai gauna ir atliekant rentgenoskopijos tyrimus. Jais, stebint monitoriaus ekrane, tiriama, kaip dirba atskiri žmogaus organai.

Nuo apšvitos gali nukentėti ir medikai. Kenkia ne tik patys rentgeno spinduliai, bet ir darbas jonizuojančioje aplinkoje. Kai XIX a. pabaigoje buvo atrasti rentgeno spinduliai, rentgenologai iš pradžių nežinojo apie jų žalingą poveikį. Svarbiausi apsaugos principai buvo sukurti per pirmąjį rentgeno spindulių naudojimo dešimtmetį, tačiau ne visada jų laikytasi. 

Pirmieji rentgenologai savo rankas kišdavo po rentgeno spinduliais prieš kiekvieną procedūrą nustatydami vaizdo kokybę, rentgeno vamzdžio veikimo parametrus. Pirmieji rentgeno spindulių neigiamo poveikio faktai buvo užfiksuoti dar 1896-aisiais. Tuo metu paskelbta nemažai darbų apie rentgeno spindulių žalą.  Rentgenas gali būti labai pavojingas ir šiais laikais, jei nesilaikoma darbo saugos reikalavimų.

Donatas Mickevičius – cheminės analizės metodai 3 dalis, Vytauto Didžiojo universitetas, Kaunas 2000.

Donatas Mickevičius – cheminės analizės metodai 1 dalis, Žiburio leidykla, Vilnius 1998.

Rentgeno spindulių analizė. (2014 m. Gruodžio 15 d.). http://www.mokslobaze.lt/rentgeno-spinduliu-analize.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 11 d. 15:50