الحصول على الأشعة السينية. إشعاع الأشعة السينية المميز: الوصف والعمل والميزات

الأشعة السينية: إشعاع غير مرئي قادر على اختراق جميع المواد وإن بدرجات متفاوتة. إنه إشعاع كهرومغناطيسي يبلغ طوله الموجي حوالي 10-8 سم.

مثل الضوء المرئي ، تسبب الأشعة السينية اسوداد الفيلم الفوتوغرافي. هذه الخاصية لها أهمية كبيرة في الطب والصناعة والبحث العلمي. مرورًا بالجسم قيد الدراسة ثم السقوط على الفيلم ، يصور إشعاع الأشعة السينية هيكله الداخلي عليه. نظرًا لأن قوة الاختراق لإشعاع الأشعة السينية تختلف باختلاف المواد ، فإن أجزاء الجسم الأقل شفافية لها تعطي مناطق أكثر إشراقًا في الصورة من تلك التي يخترق من خلالها الإشعاع جيدًا. وبالتالي ، فإن أنسجة العظام أقل شفافية في الأشعة السينية من الأنسجة التي يتكون منها الجلد والأعضاء الداخلية. لذلك ، في الصورة الشعاعية ، ستتم الإشارة إلى العظام على أنها مناطق أفتح ويمكن اكتشاف موقع الكسر ، وهو أكثر شفافية للإشعاع ، بسهولة تامة. يستخدم التصوير بالأشعة السينية أيضًا في طب الأسنان للكشف عن التسوس والخراجات في جذور الأسنان ، وكذلك في الصناعة للكشف عن الشقوق في المسبوكات والبلاستيك والمطاط.

تستخدم الأشعة السينية في الكيمياء لتحليل المركبات وفي الفيزياء لدراسة بنية البلورات. تسبب شعاع الأشعة السينية التي تمر عبر مركب كيميائي إشعاعًا ثانويًا مميزًا ، يسمح التحليل الطيفي للكيميائي بتحديد تكوين المركب. عند السقوط على مادة بلورية ، تتناثر شعاع الأشعة السينية بواسطة ذرات البلورة ، مما يعطي نمطًا واضحًا ومنتظمًا من البقع والخطوط على لوحة فوتوغرافية ، مما يجعل من الممكن إنشاء البنية الداخلية للبلورة.

يعتمد استخدام الأشعة السينية في علاج السرطان على حقيقة أنها تقتل الخلايا السرطانية. ومع ذلك ، يمكن أن يكون لها أيضًا تأثير غير مرغوب فيه على الخلايا الطبيعية. لذلك ، يجب توخي الحذر الشديد عند استخدام الأشعة السينية.

الحصول على الأشعة السينية

تحدث الأشعة السينية عندما تتفاعل الإلكترونات التي تتحرك بسرعات عالية مع المادة. عندما تصطدم الإلكترونات بذرات أي مادة ، فإنها تفقد طاقتها الحركية بسرعة. في هذه الحالة ، يتم تحويل معظمها إلى حرارة ، ويتم تحويل جزء صغير ، عادة أقل من 1٪ ، إلى طاقة الأشعة السينية. يتم إطلاق هذه الطاقة في شكل جسيمات كمومية تسمى الفوتونات التي لديها طاقة ولكن ليس لها كتلة راحة. تختلف فوتونات الأشعة السينية في طاقتها ، والتي تتناسب عكسيا مع طولها الموجي. مع الطريقة المعتادة للحصول على الأشعة السينية ، يتم الحصول على مجموعة واسعة من الأطوال الموجية ، والتي تسمى طيف الأشعة السينية.

أنابيب الأشعة السينية. من أجل الحصول على إشعاع الأشعة السينية بسبب تفاعل الإلكترونات مع المادة ، من الضروري أن يكون لديك مصدر للإلكترونات ، ووسائل لتسريعها إلى سرعات عالية ، وهدف قادر على تحمل القصف الإلكتروني وإنتاج الأشعة السينية من الشدة المرغوبة. الجهاز الذي يحتوي على كل هذا يسمى أنبوب الأشعة السينية. استخدم المستكشفون الأوائل أنابيب "مفرغة عميقة" مثل أنابيب التفريغ الحالية. لم يكن الفراغ فيها مرتفعًا جدًا.

تحتوي أنابيب التفريغ على كمية صغيرة من الغاز ، وعندما يتم تطبيق فرق جهد كبير على أقطاب الأنبوب ، تتحول ذرات الغاز إلى أيونات موجبة وسالبة. تتحرك الموجب نحو القطب السالب (الكاثود) ، وعند السقوط عليه ، يخرج الإلكترونات منه ، ويتحركون بدورهم نحو القطب الموجب (الأنود) ، ويقذفونه ، وينشئون تيارًا من فوتونات الأشعة السينية .

في أنبوب الأشعة السينية الحديث الذي طوره كوليدج (الشكل 11) ، يكون مصدر الإلكترونات عبارة عن كاثود تنجستن يتم تسخينه إلى درجة حرارة عالية.

أرز. أحد عشر.

تتسارع الإلكترونات إلى سرعات عالية بفارق الجهد العالي بين القطب الموجب (أو القطب المعاكس) والكاثود. نظرًا لأن الإلكترونات يجب أن تصل إلى القطب الموجب دون الاصطدام بالذرات ، يلزم تفريغ عالي جدًا ، حيث يجب تفريغ الأنبوب جيدًا. هذا يقلل أيضًا من احتمال تأين ذرات الغاز المتبقية والتيارات الجانبية المرتبطة بها.

عند قصفه بالإلكترونات ، يصدر مضاد التنغستن المضاد أشعة سينية مميزة. المقطع العرضي لحزمة الأشعة السينية أقل من المنطقة المشعة الفعلية. 1 - شعاع الإلكترون 2 - كاثود بقطب تركيز ؛ 3 - قشرة زجاجية (أنبوب) ؛ 4 - هدف التنغستن (anticathode) ؛ 5 - خيوط الكاثود. 6 - المنطقة المعرضة للإشعاع بالفعل ؛ 7 - بقعة بؤرية فعالة ؛ 8 - أنود نحاسي ؛ 9 - نافذة 10- أشعة سينية متفرقة.

تركز الإلكترونات على القطب الموجب بواسطة قطب كهربائي مصمم خصيصًا يحيط بالكاثود. يسمى هذا القطب الكهربائي بالتركيز ، ويشكل مع الكاثود "الضوء الكشاف الإلكتروني" للأنبوب. يجب أن يكون الأنود الذي يتعرض للقصف الإلكتروني مصنوعًا من مادة مقاومة للحرارة ، حيث يتم تحويل معظم الطاقة الحركية للإلكترونات المتساقطة إلى حرارة. بالإضافة إلى ذلك ، من المستحسن أن يكون الأنود مصنوعًا من مادة ذات عدد ذري ​​مرتفع ، منذ ذلك الحين يزداد إنتاج الأشعة السينية مع زيادة العدد الذري. غالبًا ما يتم اختيار التنجستن ، الذي يبلغ رقمه الذري 74 ، كمواد الأنود.يمكن أن يختلف تصميم أنابيب الأشعة السينية وفقًا لشروط ومتطلبات التطبيق.

تحدث الأشعة السينية عندما تتفاعل الإلكترونات التي تتحرك بسرعات عالية مع المادة. عندما تصطدم الإلكترونات بذرات أي مادة ، فإنها تفقد طاقتها الحركية بسرعة. في هذه الحالة ، يتم تحويل معظمها إلى حرارة ، ويتم تحويل جزء صغير ، عادة أقل من 1٪ ، إلى طاقة الأشعة السينية. يتم إطلاق هذه الطاقة في شكل جسيمات كمومية تسمى الفوتونات التي لديها طاقة ولكن ليس لها كتلة راحة. تختلف فوتونات الأشعة السينية في طاقتها ، والتي تتناسب عكسيا مع طولها الموجي. باستخدام الطريقة التقليدية للحصول على الأشعة السينية ، يتم الحصول على مجموعة واسعة من الأطوال الموجية ، والتي تسمى طيف الأشعة السينية. يحتوي الطيف على مكونات واضحة ، كما هو موضح في الشكل. واحد.

أرز. واحد. يتكون طيف الأشعة السينية التقليدي من طيف مستمر (سلسلة متصلة) وخطوط مميزة (قمم حادة). تنشأ خطوط Kia و Kib بسبب تفاعلات الإلكترونات المتسارعة مع إلكترونات الغلاف K الداخلي.

يُطلق على "الاستمرارية" العريضة الطيف المستمر أو الإشعاع الأبيض. تسمى القمم الحادة المتراكبة عليها خطوط انبعاث الأشعة السينية المميزة. على الرغم من أن الطيف بأكمله هو نتيجة تصادم الإلكترونات مع المادة ، فإن آليات ظهور الجزء العريض والخطوط مختلفة. تتكون المادة من عدد كبير من الذرات ، لكل منها نواة محاطة بقذائف إلكترونية ، ويشغل كل إلكترون في غلاف ذرة عنصر معين مستوى طاقة منفصلًا معينًا. عادةً ما يُشار إلى هذه الأصداف أو مستويات الطاقة بالرموز K و L و M وما إلى ذلك ، بدءًا من الغلاف الأقرب إلى النواة. عندما يصطدم إلكترون ساقط ذو طاقة عالية بما يكفي مع أحد الإلكترونات المرتبطة بالذرة ، فإنه يطرد هذا الإلكترون من غلافه. يشغل الفضاء الفارغ إلكترونًا آخر من الغلاف ، والذي يتوافق مع طاقة أعلى. هذا الأخير يعطي طاقة زائدة عن طريق انبعاث فوتون الأشعة السينية. نظرًا لأن إلكترونات الغلاف لها قيم طاقة منفصلة ، فإن فوتونات الأشعة السينية الناتجة لها أيضًا طيف منفصل. هذا يتوافق مع قمم حادة لأطوال موجية معينة ، تعتمد قيمها المحددة على العنصر المستهدف. تشكل الخطوط المميزة سلسلة K- و L- و M ، اعتمادًا على الغلاف (K أو L أو M) الذي تمت إزالة الإلكترون منه. العلاقة بين الطول الموجي للأشعة السينية والعدد الذري تسمى قانون موزلي (الشكل 2).

أرز. 2. يعتمد الطول الموجي لإشعاع الأشعة السينية المميز المنبعث من العناصر الكيميائية على العدد الذري للعنصر. يتوافق المنحنى مع قانون موسلي: كلما زاد العدد الذري للعنصر ، كان الطول الموجي للخط المميز أقصر.

إذا اصطدم إلكترون بنواة ثقيلة نسبيًا ، فإنه يتباطأ ، ويتم إطلاق طاقته الحركية في شكل فوتون للأشعة السينية له نفس الطاقة تقريبًا. إذا طار عبر النواة ، فسوف يفقد جزءًا فقط من طاقته ، وسيتم نقل الباقي إلى الذرات الأخرى التي تقع في طريقه. يؤدي كل فعل من عمليات فقدان الطاقة إلى انبعاث فوتون ببعض الطاقة. يظهر طيف مستمر للأشعة السينية ، يتوافق الحد الأعلى منه مع طاقة أسرع إلكترون. هذه هي آلية تكوين طيف مستمر ، وتتناسب الطاقة القصوى (أو الحد الأدنى لطول الموجة) التي تحدد حدود الطيف المستمر مع الجهد المتسارع ، والذي يحدد سرعة الإلكترونات الساقطة. تميز الخطوط الطيفية مادة الهدف الذي تم قصفه ، بينما يتم تحديد الطيف المستمر بواسطة طاقة حزمة الإلكترون ولا يعتمد عمليًا على المادة المستهدفة.

يمكن الحصول على الأشعة السينية ليس فقط عن طريق القصف الإلكتروني ، ولكن أيضًا عن طريق تشعيع الهدف بالأشعة السينية من مصدر آخر. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، تذهب معظم طاقة الحزمة الساقطة إلى طيف الأشعة السينية المميز ، ويقع جزء صغير جدًا منها في الطيف المستمر. من الواضح أن شعاع الأشعة السينية الساقط يجب أن يحتوي على فوتونات طاقتها كافية لإثارة الخطوط المميزة للعنصر المقصف. تجعل النسبة العالية من الطاقة لكل طيف مميز طريقة إثارة الأشعة السينية هذه ملائمة للبحث العلمي.

أنابيب الأشعة السينية. من أجل الحصول على إشعاع الأشعة السينية بسبب تفاعل الإلكترونات مع المادة ، من الضروري أن يكون لديك مصدر للإلكترونات ، ووسائل لتسريعها إلى سرعات عالية ، وهدف قادر على تحمل القصف الإلكتروني وإنتاج الأشعة السينية من الشدة المرغوبة. الجهاز الذي يحتوي على كل هذا يسمى أنبوب الأشعة السينية. استخدم المستكشفون الأوائل أنابيب "مفرغة عميقة" مثل أنابيب التفريغ الحالية. لم يكن الفراغ فيها مرتفعًا جدًا.

تحتوي أنابيب التفريغ على كمية صغيرة من الغاز ، وعندما يتم تطبيق فرق جهد كبير على أقطاب الأنبوب ، تتحول ذرات الغاز إلى أيونات موجبة وسالبة. تتحرك الموجب نحو القطب السالب (الكاثود) ، وعند السقوط عليه ، يخرج الإلكترونات منه ، ويتحركون بدورهم نحو القطب الموجب (الأنود) ، ويقذفونه ، وينشئون تيارًا من فوتونات الأشعة السينية .

في أنبوب الأشعة السينية الحديث الذي طوره كوليدج (الشكل 3) ، يكون مصدر الإلكترونات عبارة عن كاثود تنجستن يتم تسخينه إلى درجة حرارة عالية. تتسارع الإلكترونات إلى سرعات عالية بفارق الجهد العالي بين القطب الموجب (أو القطب المعاكس) والكاثود. نظرًا لأن الإلكترونات يجب أن تصل إلى القطب الموجب دون الاصطدام بالذرات ، يلزم تفريغ عالي جدًا ، حيث يجب تفريغ الأنبوب جيدًا. هذا يقلل أيضًا من احتمال تأين ذرات الغاز المتبقية والتيارات الجانبية المرتبطة بها.

أرز. 3. تبريد أنبوب الأشعة السينية. عند قصفه بالإلكترونات ، يصدر مضاد التنغستن المضاد أشعة سينية مميزة. المقطع العرضي لحزمة الأشعة السينية أقل من المنطقة المشعة الفعلية. 1 - شعاع الإلكترون 2 - كاثود بقطب تركيز ؛ 3 - قشرة زجاجية (أنبوب) ؛ 4 - هدف التنغستن (anticathode) ؛ 5 - خيوط الكاثود. 6 - المنطقة المعرضة للإشعاع بالفعل ؛ 7 - بقعة بؤرية فعالة ؛ 8 - أنود نحاسي 9 - نافذة 10- أشعة سينية متفرقة.

تركز الإلكترونات على القطب الموجب بواسطة قطب كهربائي مصمم خصيصًا يحيط بالكاثود. يسمى هذا القطب الكهربائي بالتركيز ، ويشكل مع الكاثود "الضوء الكشاف الإلكتروني" للأنبوب. يجب أن يكون الأنود الذي يتعرض للقصف الإلكتروني مصنوعًا من مادة مقاومة للحرارة ، حيث يتم تحويل معظم الطاقة الحركية للإلكترونات المتساقطة إلى حرارة. بالإضافة إلى ذلك ، من المستحسن أن يكون الأنود مصنوعًا من مادة ذات عدد ذري ​​مرتفع ، منذ ذلك الحين يزداد إنتاج الأشعة السينية مع زيادة العدد الذري. مادة الأنود الأكثر شيوعًا هي مادة التنجستن ، والتي يبلغ عددها الذري 74.

قد يختلف تصميم أنابيب الأشعة السينية حسب التطبيق والمتطلبات.

الأشعة السينية (مرادفة للأشعة السينية) لها نطاق واسع من الأطوال الموجية (من 8 · 10 -6 إلى 10-12 سم). تحدث الأشعة السينية عندما تتباطأ الجسيمات المشحونة ، غالبًا الإلكترونات ، في المجال الكهربائي لذرات المادة. تمتلك الكميات الناتجة طاقات مختلفة وتشكل طيفًا مستمرًا. الطاقة القصوى للفوتون في مثل هذا الطيف تساوي طاقة الإلكترونات الساقطة. في (انظر) الطاقة القصوى لكمات الأشعة السينية ، معبراً عنها بالكيلو إلكترون فولت ، تساوي عدديًا مقدار الجهد المطبق على الأنبوب ، معبرًا عنه بالكيلو فولت. عند المرور عبر مادة ما ، تتفاعل الأشعة السينية مع إلكترونات ذراتها. بالنسبة إلى كوانتا الأشعة السينية مع طاقات تصل إلى 100 كيلو فولت ، فإن أكثر أنواع التفاعل المميزة هو التأثير الكهروضوئي. نتيجة لمثل هذا التفاعل ، يتم إنفاق الطاقة الكمومية بالكامل على سحب إلكترون من الغلاف الذري ونقل الطاقة الحركية إليه. مع زيادة طاقة كمية الأشعة السينية ، تقل احتمالية التأثير الكهروضوئي وتصبح عملية تشتت الكميات على الإلكترونات الحرة هي السائدة - ما يسمى بتأثير كومبتون. نتيجة لمثل هذا التفاعل ، يتم أيضًا تكوين إلكترون ثانوي ، بالإضافة إلى ذلك ، يطير الكم مع طاقة أقل من طاقة الكم الأولي. إذا تجاوزت طاقة كمية الأشعة السينية واحد ميغا إلكترون فولت ، فيمكن أن يحدث ما يسمى بتأثير الاقتران ، حيث يتكون الإلكترون والبوزيترون (انظر). وبالتالي ، عند المرور عبر مادة ما ، تنخفض طاقة الأشعة السينية ، أي تقل شدتها. نظرًا لأنه من المرجح أن يتم امتصاص الكميات منخفضة الطاقة في هذه الحالة ، يتم إثراء إشعاع الأشعة السينية بكميات عالية الطاقة. تُستخدم خاصية إشعاع الأشعة السينية هذه لزيادة متوسط ​​طاقة الكم ، أي لزيادة صلابتها. يتم تحقيق زيادة في صلابة الأشعة السينية باستخدام مرشحات خاصة (انظر). تستخدم الأشعة السينية لتشخيص الأشعة السينية (انظر) و (انظر). انظر أيضًا الإشعاع المؤين.

إشعاع الأشعة السينية (مرادف: الأشعة السينية ، الأشعة السينية) - الإشعاع الكهرومغناطيسي الكمي بطول موجي من 250 إلى 0.025 ألف (أو كمية الطاقة من 5 10-2 إلى 5 10 2 كيلو إلكترون فولت). في عام 1895 ، تم اكتشافه بواسطة V.K. Roentgen. المنطقة الطيفية للإشعاع الكهرومغناطيسي المتاخمة للأشعة السينية ، والتي تتجاوز طاقتها الكمية 500 كيلو إلكترون فولت ، تسمى إشعاع جاما (انظر) ؛ الإشعاع ، الذي تقل كمات طاقته عن 0.05 كيلو فولت ، هو الأشعة فوق البنفسجية (انظر).

وهكذا ، يمثل جزء صغير نسبيًا من الطيف الواسع للإشعاع الكهرومغناطيسي ، والذي يشمل كلاً من موجات الراديو والضوء المرئي ، ينتشر إشعاع الأشعة السينية ، مثل أي إشعاع كهرومغناطيسي ، بسرعة الضوء (حوالي 300 ألف كم / ثانية في الفراغ) ) ويتميّز بطول موجة λ (المسافة التي ينتشر خلالها الإشعاع في فترة تذبذب واحدة). يحتوي إشعاع الأشعة السينية أيضًا على عدد من الخصائص الموجية الأخرى (الانكسار ، التداخل ، الانعراج) ، ولكن من الصعب جدًا ملاحظتها مقارنة بالإشعاع ذي الطول الموجي الأطول: الضوء المرئي ، موجات الراديو.

أطياف الأشعة السينية: a1 - طيف الإشعاع المستمر عند 310 كيلو فولت ؛ أ - طيف إشعاع مستمر عند 250 كيلو فولت ، a1 - طيف مفلتر بمقدار 1 مم نحاس ، a2 - طيف مفلتر بمقدار 2 مم نحاس ، ب - سلسلة K لخط التنجستن.

لتوليد الأشعة السينية ، يتم استخدام أنابيب الأشعة السينية (انظر) ، حيث يحدث الإشعاع عندما تتفاعل الإلكترونات السريعة مع ذرات مادة الأنود. هناك نوعان من الأشعة السينية: أشعة الشمس والصورة المميزة. إشعاع الأشعة السينية Bremsstrahlung ، الذي له طيف مستمر ، يشبه الضوء الأبيض العادي. يتم تمثيل توزيع الكثافة حسب الطول الموجي (الشكل) بمنحنى بحد أقصى ؛ في اتجاه الموجات الطويلة ، ينخفض ​​المنحنى برفق ، وفي اتجاه الموجات القصيرة ، ينفصل بشكل حاد وينقطع عند طول موجي معين (λ0) ، يسمى حد الطول الموجي القصير للطيف المستمر. قيمة λ0 تتناسب عكسيا مع الجهد على الأنبوب. ينشأ Bremsstrahlung من تفاعل الإلكترونات السريعة مع النوى الذرية. تتناسب شدة الإشعاع الشمسي طرديًا مع قوة تيار الأنود ، ومربع جهد الأنبوب ، والعدد الذري (Z) لمادة الأنود.

إذا تجاوزت طاقة الإلكترونات المتسارعة في أنبوب الأشعة السينية القيمة الحرجة لمادة الأنود (يتم تحديد هذه الطاقة بواسطة جهد الأنبوب Vcr ، وهو أمر بالغ الأهمية لهذه المادة) ، عندئذٍ يحدث الإشعاع المميز. الطيف المميز هو الخط ، وتشكل خطوطه الطيفية سلسلة ، يُشار إليها بالأحرف K ، L ، M ، N.

السلسلة K هي أقصر طول موجي ، والسلسلة L أطول طول موجي ، والسلسلة M و N يتم ملاحظتها فقط في العناصر الثقيلة (Vcr من التنغستن للسلسلة K هو 69.3 كيلو فولت ، للسلسلة L - 12.1 كيلو فولت). ينشأ الإشعاع المميز على النحو التالي. تقوم الإلكترونات السريعة بإخراج الإلكترونات الذرية من الأصداف الداخلية. تتحمس الذرة ثم تعود إلى الحالة الأساسية. في هذه الحالة ، تملأ الإلكترونات من الغلاف الخارجي والأغلفة الأقل ارتباطًا الفراغات الفارغة في الأصداف الداخلية ، وتنبعث فوتونات من الإشعاع المميز بطاقة تساوي الفرق بين طاقات الذرة في الحالة المثارة والأرضية. هذا الاختلاف (وبالتالي طاقة الفوتون) له قيمة معينة ، مميزة لكل عنصر. هذه الظاهرة تكمن وراء التحليل الطيفي للأشعة السينية للعناصر. يوضح الشكل طيف خط التنغستن على خلفية طيف مستمر من الإشعاع.

يتم تحويل طاقة الإلكترونات المتسارعة في أنبوب الأشعة السينية بالكامل تقريبًا إلى طاقة حرارية (يتم تسخين الأنود بقوة في هذه الحالة) ، يتم تحويل جزء ضئيل فقط (حوالي 1 ٪ بجهد قريب من 100 كيلو فولت) إلى طاقة بريمستراهلونغ .

يعتمد استخدام الأشعة السينية في الطب على قوانين امتصاص الأشعة السينية بالمادة. إن امتصاص الأشعة السينية مستقل تمامًا عن الخصائص البصرية لمادة الامتصاص. زجاج الرصاص الشفاف عديم اللون والمستخدم لحماية الأفراد في غرف الأشعة السينية يمتص الأشعة السينية بالكامل تقريبًا. على النقيض من ذلك ، فإن الورقة غير الشفافة للضوء لا تخفف من الأشعة السينية.

شدة شعاع الأشعة السينية المتجانسة (أي طول موجي معين) ، عند المرور عبر طبقة ماصة ، تنخفض وفقًا لقانون أسي (e-x) ، حيث e هو أساس اللوغاريتمات الطبيعية (2.718) ، والأس x يساوي ناتج معامل التوهين الكتلي (μ / p) سم 2 / جم لكل سماكة ماصة بوحدة جم / سم 2 (هنا p كثافة المادة بوحدة جم / سم 3). يتم تخفيف الأشعة السينية عن طريق التشتت والامتصاص. وفقًا لذلك ، فإن معامل التوهين الكتلي هو مجموع معاملات امتصاص وانتشار الكتلة. يزداد معامل امتصاص الكتلة بشكل حاد مع زيادة العدد الذري (Z) للممتص (يتناسب مع Z3 أو Z5) ومع زيادة الطول الموجي (يتناسب مع λ3). لوحظ هذا الاعتماد على الطول الموجي داخل نطاقات الامتصاص ، حيث يقفز المعامل عند حدودها.

يزداد معامل التشتت الكتلي بزيادة العدد الذري للمادة. بالنسبة إلى λ≥0،3Å ، لا يعتمد معامل التشتت على الطول الموجي لـ λ<0,ЗÅ он уменьшается с уменьшением λ.

يؤدي الانخفاض في معاملات الامتصاص والتشتت مع تناقص الطول الموجي إلى زيادة قوة اختراق الأشعة السينية. معامل امتصاص الكتلة للعظام [الامتصاص يرجع أساسًا إلى Ca 3 (PO 4) 2] أكبر بحوالي 70 مرة من معامل امتصاص الأنسجة الرخوة ، حيث يرجع الامتصاص أساسًا إلى الماء. وهذا ما يفسر سبب ظهور ظل العظام بشكل حاد على الصور الشعاعية على خلفية الأنسجة الرخوة.

إن انتشار حزمة غير متجانسة من الأشعة السينية عبر أي وسيط ، إلى جانب انخفاض في شدتها ، مصحوب بتغيير في التركيب الطيفي ، وتغير في جودة الإشعاع: يتم امتصاص جزء الموجة الطويلة من الطيف إلى على مدى أكبر من جزء الموجة القصيرة ، يصبح الإشعاع أكثر انتظامًا. يتيح تصفية جزء الطول الموجي الطويل من الطيف تحسين النسبة بين الجرعات العميقة والسطحية أثناء العلاج بالأشعة السينية للبؤر الموجودة في أعماق جسم الإنسان (انظر مرشحات الأشعة السينية). لتوصيف جودة حزمة الأشعة السينية غير المتجانسة ، يتم استخدام مفهوم "طبقة التوهين النصفية (L)" - طبقة من مادة تخفف الإشعاع بمقدار النصف. سمك هذه الطبقة يعتمد على الجهد على الأنبوب ، سمك ومادة المرشح. يتم استخدام السيلوفان (حتى طاقة 12 كيلو فولت) والألمنيوم (20-100 كيلو فولت) والنحاس (60-300 كيلو فولت) والرصاص والنحاس (> 300 كيلو فولت) لقياس نصف طبقات التوهين. بالنسبة للأشعة السينية المتولدة بجهد 80-120 كيلو فولت ، فإن 1 مم من النحاس تعادل في سعة الترشيح 26 مم من الألومنيوم ، و 1 مم من الرصاص تعادل 50.9 مم من الألومنيوم.

يرجع امتصاص وانتشار الأشعة السينية إلى خصائصها الجسدية ؛ تتفاعل الأشعة السينية مع الذرات كتيار من الجسيمات (الجسيمات) - الفوتونات ، لكل منها طاقة معينة (تتناسب عكسياً مع الطول الموجي للأشعة السينية). نطاق طاقة فوتونات الأشعة السينية هو 0.05-500 كيلو فولت.

يرجع امتصاص الأشعة السينية إلى التأثير الكهروضوئي: يترافق امتصاص الفوتون بواسطة غلاف الإلكترون مع طرد الإلكترون. تكون الذرة متحمسة ، وتعود إلى الحالة الأرضية ، وتصدر إشعاعًا مميزًا. يحمل الإلكترون الضوئي المنبعث كل طاقة الفوتون (ناقص طاقة الارتباط للإلكترون في الذرة).

يرجع تشتت الأشعة السينية إلى إلكترونات وسيط الانتثار. هناك تشتت كلاسيكي (الطول الموجي للإشعاع لا يتغير ، لكن اتجاه الانتشار يتغير) وتشتت مع تغير في الطول الموجي - تأثير كومبتون (الطول الموجي للإشعاع المنتثر أكبر من الطول الموجي للإشعاع الساقط). في الحالة الأخيرة ، يتصرف الفوتون مثل الكرة المتحركة ، ويحدث تشتت الفوتونات ، وفقًا للتعبير المجازي لكومنتون ، مثل لعبة البلياردو مع الفوتونات والإلكترونات: الاصطدام مع الإلكترون ، ينقل الفوتون جزءًا من طاقته إليها وتشتت ، مع وجود طاقة أقل بالفعل (على التوالي ، يزداد الطول الموجي للإشعاع المتناثر) ، يطير الإلكترون من الذرة بطاقة ارتداد (تسمى هذه الإلكترونات إلكترونات كومبتون ، أو إلكترونات الارتداد). يحدث امتصاص طاقة الأشعة السينية أثناء تكوين الإلكترونات الثانوية (كومبتون والإلكترونات الضوئية) ونقل الطاقة إليها. تحدد طاقة الأشعة السينية المنقولة إلى وحدة كتلة من المادة الجرعة الممتصة من الأشعة السينية. تتوافق وحدة هذه الجرعة 1 راد مع 100 ميكروغرام / جم. بسبب الطاقة الممتصة في مادة الممتص ، يحدث عدد من العمليات الثانوية المهمة لقياس جرعات الأشعة السينية ، حيث تعتمد طرق قياس الأشعة السينية عليها. (انظر قياس الجرعات).

جميع الغازات والعديد من السوائل وأشباه الموصلات والعوازل الكهربائية ، تحت تأثير الأشعة السينية ، تزيد من التوصيل الكهربائي. تم العثور على الموصلية بواسطة أفضل المواد العازلة: البارافين ، الميكا ، المطاط ، العنبر. يرجع التغيير في الموصلية إلى تأين الوسط ، أي فصل الجزيئات المحايدة إلى أيونات موجبة وسالبة (ينتج التأين بواسطة الإلكترونات الثانوية). يستخدم التأين في الهواء لتحديد جرعة التعرض للأشعة السينية (الجرعة في الهواء) ، والتي يتم قياسها في رونتجين (انظر جرعات الإشعاع المؤين). بجرعة 1 ص ، تبلغ الجرعة الممتصة في الهواء 0.88 راد.

تحت تأثير الأشعة السينية ، نتيجة لإثارة جزيئات المادة (وأثناء إعادة تركيب الأيونات) ، في كثير من الحالات ، يتم إثارة وهج مرئي للمادة. لوحظ توهج مرئي للهواء والورق والبارافين وما إلى ذلك عند شدة الأشعة السينية (المعادن استثناء). يتم الحصول على أعلى إنتاج للضوء المرئي عن طريق الفوسفور البلوري مثل Zn · CdS · Ag-phosphorus وغيرها من الفوسفور المستخدم في التنظير الفلوري.

تحت تأثير الأشعة السينية ، يمكن أيضًا إجراء عمليات كيميائية مختلفة في مادة ما: تحلل هاليدات الفضة (تأثير فوتوغرافي يستخدم في الأشعة السينية) ، وتحلل الماء والمحاليل المائية لبيروكسيد الهيدروجين ، وتغيير في خواص السليولويد (التعتيم وإطلاق الكافور) ، البارافين (التعتيم والتبييض).

نتيجة للتحويل الكامل ، يتم تحويل كل طاقة الأشعة السينية التي تمتصها المادة الخاملة كيميائيًا إلى حرارة. يتطلب قياس الكميات الصغيرة جدًا من الحرارة طرقًا شديدة الحساسية ، ولكنها الطريقة الرئيسية للقياسات المطلقة للأشعة السينية.

الآثار البيولوجية الثانوية من التعرض للأشعة السينية هي أساس العلاج الإشعاعي الطبي (انظر). يتم امتصاص الأشعة السينية ، التي يتراوح حجمها بين 6-16 كيلو فولت (أطوال موجية فعالة من 2 إلى 5 أوم) ، بشكل كامل تقريبًا عن طريق تكامل الجلد لنسيج جسم الإنسان ؛ يطلق عليهم أشعة حدودية ، أو في بعض الأحيان أشعة بوكا (انظر أشعة بوكا). بالنسبة للعلاج بالأشعة السينية العميقة ، يتم استخدام الإشعاع المصفى بقوة مع طاقة فعالة من 100 إلى 300 كيلو فولت.

يجب أن يؤخذ التأثير البيولوجي لإشعاع الأشعة السينية في الاعتبار ليس فقط في العلاج بالأشعة السينية ، ولكن أيضًا في تشخيص الأشعة السينية ، وكذلك في جميع حالات الاتصال بالأشعة السينية الأخرى التي تتطلب استخدام الحماية من الإشعاع ( نرى).

الأشعة السينية هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي عالي الطاقة. يتم استخدامه بنشاط في مختلف فروع الطب.

الأشعة السينية هي موجات كهرومغناطيسية تكون طاقتها الفوتونية على مقياس الموجات الكهرومغناطيسية بين الأشعة فوق البنفسجية وإشعاع غاما (من ~ 10 فولت إلى ~ 1 إلكترون فولت) ، والتي تتوافق مع أطوال موجية من ~ 10 ^ 3 إلى ~ 10 ^ −2 أنجستروم ( من ~ 10 ^ −7 إلى ~ 10 ^ −12 م). وهذا يعني أنه إشعاع أصعب بما لا يقاس من الضوء المرئي ، والذي يقع على هذا النطاق بين الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ("الحرارية").

يتم تمييز الحدود بين الأشعة السينية وأشعة جاما بشكل مشروط: تتقاطع نطاقاتها ، ويمكن أن يكون لأشعة جاما طاقة 1 كيلو إلكترون فولت. وهي تختلف في الأصل: تنبعث أشعة غاما أثناء العمليات التي تحدث في النوى الذرية ، بينما تنبعث الأشعة السينية أثناء العمليات التي تنطوي على إلكترونات (حرة وتلك الموجودة في غلاف الإلكترون للذرات). في الوقت نفسه ، من المستحيل تحديد الفوتون نفسه الذي نشأت خلاله العملية ، أي أن التقسيم إلى نطاقات الأشعة السينية وغاما عشوائي إلى حد كبير.

ينقسم نطاق الأشعة السينية إلى "أشعة سينية ناعمة" و "صلبة". تقع الحدود بينهما عند مستوى الطول الموجي لـ 2 أنجستروم و 6 كيلو فولت من الطاقة.

مولد الأشعة السينية عبارة عن أنبوب يتم فيه إنشاء فراغ. هناك أقطاب كهربائية - كاثود ، يتم تطبيق شحنة سالبة عليه ، وأنود موجب الشحنة. الجهد بينهما هو عشرات إلى مئات الكيلوفولت. يحدث توليد فوتونات الأشعة السينية عندما "تنفصل" الإلكترونات عن الكاثود وتصطدم بسطح الأنود بسرعة عالية. يُطلق على إشعاع الأشعة السينية الناتج اسم "أشعة الشمس" ، وللفوتونات أطوال موجية مختلفة.

في نفس الوقت ، يتم إنشاء فوتونات الطيف المميز. جزء من الإلكترونات في ذرات مادة الأنود متحمس ، أي أنه يذهب إلى مدارات أعلى ، ثم يعود إلى حالته الطبيعية ، ويصدر فوتونات ذات طول موجي معين. يتم إنتاج كلا النوعين من الأشعة السينية في مولد قياسي.

تاريخ الاكتشاف

في 8 نوفمبر 1895 ، اكتشف العالم الألماني فيلهلم كونراد رونتجن أن بعض المواد تحت تأثير "أشعة الكاثود" ، أي تدفق الإلكترونات المتولدة من أنبوب أشعة الكاثود ، تبدأ في التوهج. وفسر هذه الظاهرة بتأثير بعض الأشعة السينية - لذلك ("الأشعة السينية") يسمى هذا الإشعاع الآن في العديد من اللغات. في وقت لاحق ، قام ف. درس رونتجن الظاهرة التي اكتشفها. في 22 ديسمبر 1895 ، ألقى محاضرة حول هذا الموضوع في جامعة فورتسبورغ.

في وقت لاحق تبين أن الأشعة السينية قد لوحظت من قبل ، ولكن الظواهر المرتبطة بها لم تعط أهمية كبيرة. تم اختراع أنبوب أشعة الكاثود منذ فترة طويلة ، ولكن قبل V.K. الأشعة السينية ، لم ينتبه أحد كثيرًا إلى اسوداد لوحات التصوير بالقرب منها ، إلخ. الظواهر. كما أن الخطر الذي يشكله اختراق الإشعاع غير معروف.

أنواعها وتأثيرها على الجسم

"الأشعة السينية" هي أخف أنواع الأشعة المخترقة. إن التعرض المفرط للأشعة السينية اللينة مشابه للتعرض للأشعة فوق البنفسجية ، ولكن بشكل أكثر شدة. يتشكل الحرق على الجلد ، لكن الآفة تكون أعمق ، وتشفى بشكل أبطأ بكثير.

الأشعة السينية الصلبة هي إشعاع مؤين كامل يمكن أن يؤدي إلى مرض الإشعاع. يمكن أن تكسر كوانتا الأشعة السينية جزيئات البروتين التي تشكل أنسجة الجسم البشري ، وكذلك جزيئات الحمض النووي للجينوم. ولكن حتى لو كسر كم من الأشعة السينية جزيء ماء ، فلا يهم: في هذه الحالة ، تتشكل الجذور الحرة النشطة كيميائيًا H و OH ، والتي تكون قادرة على العمل على البروتينات والحمض النووي. يحدث داء الإشعاع بشكل أكثر حدة ، كلما تأثرت الأعضاء المكونة للدم.

الأشعة السينية لها نشاط مطفر ومسرطن. وهذا يعني أن احتمال حدوث طفرات عفوية في الخلايا أثناء التشعيع يزداد ، وفي بعض الأحيان يمكن أن تتحول الخلايا السليمة إلى خلايا سرطانية. تعد زيادة احتمالية الإصابة بالأورام الخبيثة نتيجة قياسية لأي تعرض ، بما في ذلك الأشعة السينية. الأشعة السينية هي أقل أنواع الإشعاع المخترق خطورة ، لكنها لا تزال خطرة.

الأشعة السينية: التطبيق وكيفية عملها

تُستخدم الأشعة السينية في الطب ، وكذلك في مجالات النشاط البشري الأخرى.

التنظير الفلوري والتصوير المقطعي

الاستخدام الأكثر شيوعًا للأشعة السينية هو التنظير الفلوري. يسمح لك "صمت" جسم الإنسان بالحصول على صورة مفصلة لكل من العظام (تكون أكثر وضوحًا) وصور الأعضاء الداخلية.

ترتبط الشفافية المختلفة لأنسجة الجسم في الأشعة السينية بتركيبها الكيميائي. من سمات بنية العظام أنها تحتوي على الكثير من الكالسيوم والفوسفور. تتكون الأنسجة الأخرى بشكل أساسي من الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين. ذرة الفوسفور هي تقريبا ضعف ثقل ذرة الأكسجين ، وذرة الكالسيوم 2.5 مرة (الكربون والنيتروجين والهيدروجين أخف من الأكسجين). في هذا الصدد ، فإن امتصاص فوتونات الأشعة السينية في العظام أعلى بكثير.

بالإضافة إلى "الصور" ثنائية الأبعاد ، فإن التصوير الشعاعي يجعل من الممكن إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد لعضو: هذا النوع من التصوير الشعاعي يسمى التصوير المقطعي. لهذه الأغراض ، يتم استخدام الأشعة السينية اللينة. مقدار التعريض الذي يتم تلقيه في صورة واحدة صغير: فهو يساوي تقريبًا التعريض الذي يتم تلقيه خلال رحلة مدتها ساعتان في طائرة على ارتفاع 10 كم.

يسمح لك الكشف عن عيوب الأشعة السينية باكتشاف العيوب الداخلية الصغيرة في المنتجات. تستخدم الأشعة السينية الصلبة لذلك ، نظرًا لأن العديد من المواد (المعدن ، على سبيل المثال) ضعيفة "شفافة" بسبب الكتلة الذرية العالية للمادة المكونة لها.

حيود الأشعة السينية وتحليل مضان الأشعة السينية

للأشعة السينية خصائص تسمح لها بفحص الذرات الفردية بالتفصيل. يستخدم تحليل حيود الأشعة السينية بنشاط في الكيمياء (بما في ذلك الكيمياء الحيوية) وعلم البلورات. مبدأ عملها هو تشتت حيود الأشعة السينية بواسطة ذرات البلورات أو الجزيئات المعقدة. باستخدام تحليل حيود الأشعة السينية ، تم تحديد بنية جزيء الحمض النووي.

يسمح لك تحليل التألق بالأشعة السينية بتحديد التركيب الكيميائي للمادة بسرعة.

هناك العديد من أشكال العلاج الإشعاعي ، لكنها تنطوي جميعها على استخدام الإشعاع المؤين. ينقسم العلاج الإشعاعي إلى نوعين: جسدي وموجي. يستخدم الجسيم العضلي تدفقات جسيمات ألفا (نوى ذرات الهيليوم) وجسيمات بيتا (الإلكترونات) والنيوترونات والبروتونات والأيونات الثقيلة. تستخدم الموجة أشعة الطيف الكهرومغناطيسي - الأشعة السينية وجاما.

تُستخدم طرق العلاج الإشعاعي في المقام الأول لعلاج أمراض الأورام. الحقيقة هي أن الإشعاع يؤثر بشكل أساسي على الخلايا المنقسمة بنشاط ، وهذا هو السبب في أن الأعضاء المكونة للدم تعاني بهذه الطريقة (خلاياها تنقسم باستمرار ، وتنتج المزيد والمزيد من خلايا الدم الحمراء الجديدة). تنقسم الخلايا السرطانية باستمرار وهي أكثر عرضة للإشعاع من الأنسجة السليمة.

يتم استخدام مستوى من الإشعاع يثبط نشاط الخلايا السرطانية ، بينما يؤثر بشكل معتدل على الخلايا السليمة. تحت تأثير الإشعاع ، لا يتعلق الأمر بتدمير الخلايا في حد ذاتها ، ولكن الضرر الذي يلحق بجينومها - جزيئات الحمض النووي. قد توجد الخلية ذات الجينوم المدمر لبعض الوقت ، لكنها لم تعد قادرة على الانقسام ، أي توقف نمو الورم.

العلاج الإشعاعي هو أخف أشكال العلاج الإشعاعي. إشعاع الموجة أخف من إشعاع الجسم ، والأشعة السينية أخف من إشعاع جاما.

أثناء الحمل

من الخطر استخدام الإشعاع المؤين أثناء الحمل. الأشعة السينية مطفرة ويمكن أن تسبب تشوهات في الجنين. العلاج بالأشعة السينية غير متوافق مع الحمل: لا يمكن استخدامه إلا إذا تقرر بالفعل إجراء عملية إجهاض. القيود المفروضة على التنظير الفلوري أكثر ليونة ، ولكن في الأشهر الأولى ، يُحظر تمامًا أيضًا.

في حالة الطوارئ ، يتم استبدال الفحص بالأشعة السينية بالتصوير بالرنين المغناطيسي. لكن في الأشهر الثلاثة الأولى من الحمل يحاولون تجنبها أيضًا (ظهرت هذه الطريقة مؤخرًا ، وبتأكيد مطلق للتحدث عن عدم وجود عواقب ضارة).

ينشأ خطر لا لبس فيه عند التعرض لجرعة إجمالية لا تقل عن 1 ملي سيفرت (في الوحدات القديمة - 100 ملي سيفرت). باستخدام الأشعة السينية البسيطة (على سبيل المثال ، عند إجراء التصوير الفلوري) ، يتلقى المريض حوالي 50 مرة أقل. من أجل الحصول على هذه الجرعة في وقت واحد ، يجب أن تخضع لتصوير مقطعي محوسب مفصل.

وهذا يعني أن مجرد حقيقة "الأشعة السينية" التي تتكون من ضعفين في مرحلة مبكرة من الحمل لا تهدد بعواقب وخيمة (ولكن من الأفضل عدم المخاطرة بها).

العلاج به

تستخدم الأشعة السينية في المقام الأول في مكافحة الأورام الخبيثة. هذه الطريقة جيدة لأنها فعالة للغاية: فهي تقتل الورم. إنه أمر سيء لأن الأنسجة السليمة ليست أفضل بكثير ، فهناك العديد من الآثار الجانبية. أعضاء تكون الدم في خطر خاص.

في الممارسة العملية ، يتم استخدام طرق مختلفة لتقليل تأثير الأشعة السينية على الأنسجة السليمة. يتم توجيه الحزم بزاوية بحيث يظهر الورم في منطقة تقاطعها (نتيجة لذلك ، يحدث الامتصاص الرئيسي للطاقة هناك). في بعض الأحيان يتم تنفيذ الإجراء بالحركة: يدور جسم المريض بالنسبة لمصدر الإشعاع حول محور يمر عبر الورم. في الوقت نفسه ، توجد الأنسجة السليمة في منطقة التشعيع في بعض الأحيان فقط ، والمرضى - طوال الوقت.

تستخدم الأشعة السينية في علاج بعض أمراض المفاصل والأمراض المماثلة ، وكذلك الأمراض الجلدية. في هذه الحالة ، يتم تقليل متلازمة الألم بنسبة 50-90٪. بما أن الإشعاع المستخدم في هذه الحالة أكثر ليونة ، فإن الآثار الجانبية المشابهة لتلك التي تحدث في علاج الأورام لا تُلاحظ.

إشعاع الأشعة السينية ، من وجهة نظر الفيزياء ، هو إشعاع كهرومغناطيسي ، يتراوح طوله الموجي من 0.001 إلى 50 نانومتر. تم اكتشافه في عام 1895 من قبل الفيزيائي الألماني دبليو كيه رونتجن.

بطبيعتها ، ترتبط هذه الأشعة بالأشعة فوق البنفسجية الشمسية. موجات الراديو هي الأطول في الطيف. يتبعها ضوء الأشعة تحت الحمراء ، الذي لا تدركه أعيننا ، لكننا نشعر به كحرارة. بعد ذلك تأتي الأشعة من الأحمر إلى الأرجواني. ثم - الأشعة فوق البنفسجية (أ ، ب ، ج). وخلفه مباشرة الأشعة السينية وأشعة جاما.

يمكن الحصول على الأشعة السينية بطريقتين: عن طريق التباطؤ في مسألة مرور الجسيمات المشحونة عبرها وبانتقال الإلكترونات من الطبقات العليا إلى الطبقات الداخلية عند إطلاق الطاقة.

على عكس الضوء المرئي ، فإن هذه الأشعة طويلة جدًا ، لذا فهي قادرة على اختراق المواد المعتمة دون أن تنعكس أو تنكسر أو تتراكم فيها.

من الأسهل الحصول على Bremsstrahlung. تصدر الجسيمات المشحونة إشعاعًا كهرومغناطيسيًا عند الكبح. وكلما زاد تسارع هذه الجسيمات ، وبالتالي ، زادت حدة التباطؤ ، زاد إنتاج الأشعة السينية ، وأصبح الطول الموجي أقصر. في معظم الحالات ، من الناحية العملية ، يلجأون إلى توليد الأشعة في عملية تباطؤ الإلكترونات في المواد الصلبة. يتيح لك هذا التحكم في مصدر هذا الإشعاع ، وتجنب خطر التعرض للإشعاع ، لأنه عند إيقاف تشغيل المصدر ، تختفي انبعاث الأشعة السينية تمامًا.

المصدر الأكثر شيوعًا لمثل هذا الإشعاع - الإشعاع المنبعث منه غير متجانس. يحتوي على كل من الإشعاع الناعم (طويل الموجة) والصلب (الموجة القصيرة). يتميز الجسم الناعم بحقيقة أن جسم الإنسان يمتصه تمامًا ، وبالتالي فإن مثل هذه الأشعة السينية تسبب ضررًا مضاعفًا للإشعاع الصلب. مع الإشعاع الكهرومغناطيسي المفرط في أنسجة جسم الإنسان ، يمكن أن يؤدي التأين إلى إتلاف الخلايا والحمض النووي.

الأنبوب مزود بقطبين كهربائيين - كاثود سالب وأنود موجب. عندما يتم تسخين الكاثود ، تتبخر الإلكترونات منه ، ثم يتم تسريعها في مجال كهربائي. عند اصطدامها بالمادة الصلبة في الأنودات ، فإنها تبدأ في التباطؤ ، ويصاحب ذلك انبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي.

تعتمد الأشعة السينية ، التي تستخدم خصائصها على نطاق واسع في الطب ، على الحصول على صورة ظل للكائن قيد الدراسة على شاشة حساسة. إذا أُضيء العضو المصاب بحزمة من الأشعة موازية لبعضها البعض ، فإن إسقاط الظلال من هذا العضو سينتقل دون تشويه (بشكل متناسب). من الناحية العملية ، يعتبر مصدر الإشعاع أشبه بمصدر نقطة ، لذلك فهو يقع على مسافة من الشخص وعن الشاشة.

لاستقبال شخص يوضع بين أنبوب الأشعة السينية والشاشة أو الفيلم ، ويعمل بمثابة مستقبلات للإشعاع. نتيجة للإشعاع ، تظهر العظام والأنسجة الكثيفة الأخرى في الصورة كظلال صافية ، وتبدو أكثر تباينًا على خلفية المناطق الأقل تعبيرًا التي تنقل الأنسجة بامتصاص أقل. في الأشعة السينية ، يصبح الشخص "شفافًا".

عندما تنتشر الأشعة السينية ، يمكن أن تتشتت وتمتص. قبل الامتصاص ، يمكن للأشعة أن تسافر مئات الأمتار في الهواء. في المادة الكثيفة ، يتم امتصاصها بشكل أسرع. الأنسجة البشرية البيولوجية غير متجانسة ، لذا فإن امتصاصها للأشعة يعتمد على كثافة أنسجة الأعضاء. تمتص الأشعة أسرع من الأنسجة الرخوة ، لأنها تحتوي على مواد ذات أعداد ذرية كبيرة. يتم امتصاص الفوتونات (جزيئات فردية من الأشعة) بواسطة أنسجة مختلفة من جسم الإنسان بطرق مختلفة ، مما يجعل من الممكن الحصول على صورة تباين باستخدام الأشعة السينية.