Вопрос 1 первичное действие рентгеновского излучения

Вопрос 1 первичное действие рентгеновского излучения

Воздействие рентгеновского излучения на объекты определяется первичными процессами взаимодействия рентгеновского фотона с электронами атомов и молекул вещества.

Рентгеновское излучение в веществе поглощается или рассеивается. При этом могут происходить различные процессы, которые определяются соотношением энергии рентгеновского фотона hv и энергии ионизации А_и (энергия ионизации А_и – энергия, необходимая для удаления внутренних электронов за пределы атома или молекулы).

а) Когерентное рассеяние (рассеяние длинноволнового излучения) происходит тогда, когда выполняется соотношение

hv < А_и.

У фотонов вследствие взаимодействия с электронами изменяется только направление движения (рис.3а), но энергия hv и длина волны не меняются (поэтому это рассеяние называется когерентным). Так как энергия фотона и атома не изменяются, то когерентное рассеяние не влияет на биологические объекты, но при создании защиты от рентгеновского излучения следует учитывать возможность изменения первичного направления пучка.

б) Фотоэффект происходит тогда, когда

hv ³ А_и.

При этом могут быть реализованы два случая.

Фотон поглощается, электрон отрывается от атома Происходит ионизация. Оторвавшийся электрон приобретает кинетическую энергию: E_к = hv – A_и. Если кинетическая энергия велика, то электрон может ионизировать соседние атомы путем соударения, образуя новые вторичные электроны.

Фотон поглощается, но его энергии не достаточно для отрыва электрона, и может происходить возбуждение атома или молекулы (рис.3в). Это часто приводит к последующему излучению фотона в области видимого излучения (рентгенолюминесценция), а в тканях – к активации молекул и фотохимическим реакциям. Фотоэффект происходит, в основном, на электронах внутренних оболочек атомов с высоким Z.

в) Некогерентное рассеяние (эффект Комптона, 1922 г.) происходит тогда, когда энергия фотона намного больше энергии ионизации

hv» А_и.

При этом электрон отрывается от атома (такие электроны называются электронами отдачи),приобретает некоторую кинетическую энергию E_к, энергия самого фотона уменьшается (рис. 4г):

hv = hv'+ А_и + Е_к. (5)

Образующееся таким образом излучение с измененной частотой (длиной) называется вторичным, оно рассеивается по всем направлениям.

Вопрос 4 Магнитный момент ядра

Магнитный момент – основная физическая величина, характеризующая магнитные свойства вещества и вызывающая ориентацию тел относительно вектора индукции внешнего магнитного поля. Магнитными моментами обладают элементарные частицы, атомные ядра, электронные оболочки атомов и молекул. Магнитные моменты отдельных элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов) обусловлены существованием у них спина Магнитные моменты ядер складываются из собственных магнитных моментов протонов и нейтронов, образующих эти ядра, а также из магнитных моментов, связанных с орбитальным движением протонов (орбитальный магнитный момент нейтрона равен нулю), по тем же правилам, по которым вычисляется спин ядра.

магнитный момент ядра

где g – гиромагнитное отношение, равное отношению величин магнитного и механического моментов:

ядро атома имеет спин I.

Обобщенные области химических сдвигов протонов.

Вопрос 15 Типы магнитов

В целом выделяют такие типы магнитов:

Электромагниты.

Конструкция таких изделий состоит из железного сердечника, на который намотаны витки провода. Подавая электрический ток с различными параметрами величины и направленности, удается получать магнитные поля нужной силы и полярности.

Постоянные магниты.

Главная особенность этой обширной группы материалов состоит в способности очень долго сохранять остаточную намагниченность. Это качество находит свое полезное применение в промышленности и в быту. Магнитная сила и другие важные характеристики постоянных магнитов зависят от их состава и технологии изготовления.

Временные магниты.

Некоторые материалы после воздействия внешнего магнитного поля непродолжительное время сохраняют намагниченность. Например, временный магнит можно получить в домашних условиях, просто проведя несколько раз постоянным магнитом в одном направлении по поверхности металлического бруска, гвоздя или другого объекта.

Вопрос 17 Ограничения МРТ

К сожалению, МРТ как метод исследования подходит не всем пациентам. Во время процедуры образуется магнитное поле, не оказывающее вредного влияния на пациента, как, например, рентген.

пациента установлены электронные, металлические устройства (кардиостимулятор, насосы для автоматического ввода лекарств, дефибрилляторы, искусственные сердечные клапаны, кровоостанавливающие клипсы, скобы, металлические элементы скелета, имплантаты внутреннего уха).

Пациентка имеет срок беременности более трех месяцев.

Контрастно е вещество вызывает аллергию.

Обследуемый подвержен приступам панического страха (обычно в связи с клаустрофобией).

 Также диагностика не применяется при психических заболеваниях, когда пациент не может долго находиться в спокойном состоянии в положении лежа. В настоящее время некоторые клиники устанавливают оборудование

Зубные коронки тоже могут быть противопоказанием к процедуре. Необходимо точное определение материала, из которого они изготовлены, на основе чего врач примет решение о возможности МРТ.

Например, металлокерамические коронки могут создавать помехи на снимке, а коронки из полимерных материалов не помешают процедуре.

Импланты, применяемые в травматологии, редко становятся противопоказанием к прохождению МРТ. Не рекомендуется проходить процедуру тем, у кого длина металлической вставки от 20 см. Импланты пояснично-крестцового отдела позвоночника также не являются абсолютным противопоказанием для томографии.

Еще одним противопоказанием к МРТ является аллергия на контрастное вещество.

Хотя большинство обследований проводятся без него, в некоторых случаях бывает необходимо воспользоваться контрастом, например, при исследовании опухолей.

не рекомендуется к использованию неуравновешенным людям и пациентам с психическими заболеваниями.

Селективные методы

Для получения изобр-я с мелкими деталями прим-ют методы интероскопии, Селективные методы- возможность регистр сигналы получ. Из тонкого слоя \ из малого объема исследуемого тела. Исследуемое тело помещают в градиентное магнитное поле и селиктивно возбуждается системой ядерных спинов в опр. Обл. ислед-го тела.

Селективные методы ЯМР-интроскопии
Пространственно-селективное облучение.
Планарные методы.
Абердинский вариант.
Метод чувствительной области.
Метод прямого сканирования.
Топический метод.
ЯМР-интроскопия во временной области.

Вопрос 1 первичное действие рентгеновского излучения

Воздействие рентгеновского излучения на объекты определяется первичными процессами взаимодействия рентгеновского фотона с электронами атомов и молекул вещества.

Рентгеновское излучение в веществе поглощается или рассеивается. При этом могут происходить различные процессы, которые определяются соотношением энергии рентгеновского фотона hv и энергии ионизации А_и (энергия ионизации А_и – энергия, необходимая для удаления внутренних электронов за пределы атома или молекулы).

а) Когерентное рассеяние (рассеяние длинноволнового излучения) происходит тогда, когда выполняется соотношение

hv < А_и.

У фотонов вследствие взаимодействия с электронами изменяется только направление движения (рис.3а), но энергия hv и длина волны не меняются (поэтому это рассеяние называется когерентным). Так как энергия фотона и атома не изменяются, то когерентное рассеяние не влияет на биологические объекты, но при создании защиты от рентгеновского излучения следует учитывать возможность изменения первичного направления пучка.

б) Фотоэффект происходит тогда, когда

hv ³ А_и.

При этом могут быть реализованы два случая.

Фотон поглощается, электрон отрывается от атома Происходит ионизация. Оторвавшийся электрон приобретает кинетическую энергию: E_к = hv – A_и. Если кинетическая энергия велика, то электрон может ионизировать соседние атомы путем соударения, образуя новые вторичные электроны.

Фотон поглощается, но его энергии не достаточно для отрыва электрона, и может происходить возбуждение атома или молекулы (рис.3в). Это часто приводит к последующему излучению фотона в области видимого излучения (рентгенолюминесценция), а в тканях – к активации молекул и фотохимическим реакциям. Фотоэффект происходит, в основном, на электронах внутренних оболочек атомов с высоким Z.

в) Некогерентное рассеяние (эффект Комптона, 1922 г.) происходит тогда, когда энергия фотона намного больше энергии ионизации

hv» А_и.

При этом электрон отрывается от атома (такие электроны называются электронами отдачи),приобретает некоторую кинетическую энергию E_к, энергия самого фотона уменьшается (рис. 4г):

hv = hv'+ А_и + Е_к. (5)

Образующееся таким образом излучение с измененной частотой (длиной) называется вторичным, оно рассеивается по всем направлениям.