 |
|
|
|
()ModernLib.Net / / / () - (. 73)
В 1895 Р. открыл излучение, названное им Х-лучами (см. Рентгеновские лучи ) ,и создал первые рентгеновские трубки,конструкции которых в основных чертах сохранились до нашего времени. В 1895-97 опубликовал 3 работы, содержавшие исчерпывающий анализ некоторых свойств нового излучения. Открытие рентгеновского излучения и его последующие исследования сыграли важную роль в изучении строения атома, структуры вещества (см. Рентгеновский структурный анализ, Спектральный анализ рентгеновский, Рентгеновская спектроскопия ) .Рентгеновское излучение нашло применение в медицине, различных областях науки, в технике. Нобелевская премия (1901). Соч.: Ьber eine neue Art von Strahlen, «Sitzungsberichte der Physikalisch-medizinischen Gesellschaft zu Wьrzburg», 1895, S. 132-41; 1896, S. 11-19; Weitere Beobachtungen ьber die Eigenschaft der X-Strahlen, «Sitzungsberichte der kцniglichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin», 1897, S. 576- 595; в рус. пер. - О новом виде лучей, под ред. и с примечаниями А. Ф. Иоффе, М. - Л., 1933 (имеется список трудов Р.). Лит.:Иоффе А. Ф., Вильгельм Конрад Рентген, «Природа», 1938, № 2; его же. Историческое значение открытия Рентгена, «Изв. АН СССР. Сер. физическая» 1946, т. 10, № 4; Beier W., Wilhelm Conrad Rцntgen, Lpz., 1965. 
В. Рентген. Рентген (единица излучений) Рентге'н,внесистемная единица экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучений, определяемая по ионизационному действию их на воздух. Названа в честь В. К. Рентгена;обозначения: русское р,международное R. Под действием квантов рентгеновского или гамма-излучения происходит ионизация молекул воздуха, приводящая к образованию пар заряженных частиц, в том числе электронов со значительной кинетической энергией. Эти электроны в свою очередь ионизуют воздух. 1 р есть экспозиционная доза рентгеновского или гамма-излучения, при котором соответствующее ему корпускулярное излучение (т. е. электроны) производит в 0,001293 гвоздуха (в 1 см 2воздуха при нормальных условиях ) такое число ионов, что их суммарный заряд равен одной электростатической единице количества электричества каждого знака. При этом имеется в виду, что заряженные частицы, образовавшиеся в 1 см 2воздуха, израсходуют всю полученную энергию на ионизацию. Согласно определению, Р. может применяться лишь для излучений с энергией квантов не более 3 Мэв.Дозе в 1 рсоответствует образование 2,0Ч10 9пар ионов в 1 см 2воздуха или 1,61Ч10 12пар в 1 гвоздуха. В Международной системе единиц единицей экспозиционной дозы является 1 кулон на килограмм.Согласно ГОСТу 8848- 63, 1 p= 2,57976Ч10 -4 к/кг. При средней энергии ионизации молекул воздуха около 33 эв1 pэквивалентен 85 эрг/г.Эта величина называется физическим эквивалентом рентгена ( фэр) . Рентгеновская аппаратура Рентге'новская аппарату'рамедицинская, совокупность оборудования для использования рентгеновских лучей в медицине. Р. а. предназначена для рентгенодиагностики и рентгенотерапии.Она включает в себя высоковольтное питающее устройство с рентгеновским излучателем, приспособления для крепления и перемещения излучателя, размещения объекта исследования или лечения и приёмник рентгеновского излучения. Высоковольтное устройство преобразует напряжение сети (220
в,380
в) в высокое (до 300
кв), которое подаётся на рентгеновский излучатель. Он представляет собой
рентгеновскую трубку,которая помещена в защитный кожух, наполненный трансформаторным маслом (оно служит также для охлаждения трубки). Приёмники излучения применяются только в диагностической Р. а. Ими служат рентгеновские экраны, рентгеновская фотоплёнка, а также электронно-оптические преобразователи (ЭОП), которые усиленное изображение могут подавать на телеэкран или видеомагнитофон. С экрана ЭОП можно производить рентгенокиносъёмку (см.
Рентгеновская съёмка
) и т. о. исследовать быстропротекающие процессы. Аппараты для рентгенотерапии должны снабжаться дозиметрами, тубусами, ограничивающими поле излучения, и специальными фильтрами для выделения необходимого спектра излучения (0,06-2
К диагностической Р. а. прилагается вспомогательное технологическое оборудование для обработки фотоплёнки (проявочные машины), рассматривания рентгенограмм (негатоскоп, флюороскоп), защиты от рентгеновского излучения (защитные ширмы, перчатки, фартуки). Диагностическое Р. а. изготавливается переносной, передвижной и стационарной и предназначается для общей и специальной рентгенодиагностики (см. Томография, Флюорография, Ангиография) .Мощность колеблется от 3 до 100-200 квт,токи - от десятых долей мадо 5000 ма,напряжения - от 40 до 200 кв. Терапевтическая Р. а. для глубокой терапии рассчитана на напряжения до 250 кви токи до 15 ма,для близкофокусной - до 100 кви 15 ма.
Лит.:Шмелев В. К., Рентгеновские аппараты, 4 изд., М., 1973; Денискин Ю. Д., Чижунова Ю. А., Рентгеновские диагностические трубки и их тепловые режимы, М., 1970; Указатель рекомендаций по стандартизации СЭВ, М., 1973. Ю. А. Чижунова. Рентгеновская астрономия
Рентге'новская астроно'мия,раздел наблюдательной и теоретической астрофизики, исследующий источники космического рентгеновского излучения в области длин волн l от 100
В космических условиях рентгеновское излучение может генерироваться горячей плазмой с температурой, превышающей 10 6К в оптически тонкой или толстой среде, релятивистскими электронами в магнитных полях ( синхротронное излучение ), а также электронами космических лучей при их взаимодействии с фотонами низкой энергии (например, оптическими). Последний механизм носит название обратного Комптона эффекта.
Рентгеновское излучение Солнца впервые было обнаружено 5 августа 1948 в США с ракеты, хотя существование такого излучения предсказывалось и ранее на основании геофизических данных об ионосфере Земли. К середине 70-х гг. 20 в. солнечное рентгеновское излучение детально исследовано во всей области спектра. При отсутствии
хромосферных вспышек
оно простирается вплоть до 10-20
Дискретные источники рентгеновского космического излучения были случайно открыты в 1962 при поиске рентгеновского флуоресцентного излучения Луны под действием космических лучей. К 1975 зарегистрировано более 150 источников. Большая их часть концентрируется к плоскости Галактики,что свидетельствует об их немногочисленности (по различным оценкам, в Галактике всего 10 3-10 4таких источников) и преимущественном расположении в галактическом диске ( рис. 3 ). Поток от наиболее яркого источника в созвездии Скорпиона (
Sco Х-1) равен 20 квантам/(
см
2Ч
сек) в области спектра 2-8
Помимо дискретных источников рентгеновского излучения, наблюдается изотропный рентгеновский фон, спектр которого в области от 1 до 1000 кэвв первом приближении аппроксимируется степенным законом. Изотропный фон, по-видимому, имеет внегалактическое происхождение, однако механизм его излучения до сих пор не ясен. Среди вероятных гипотез рассматриваются: обратный комптон-эффект межгалактических электронов на инфракрасных фотонах активных галактик и на субмиллиметровых квантах фонового реликтового излучения,наложение излучения многих неразрешимых далёких внегалактических источников, тепловое излучение горячего межгалактического газа, а также различные комбинации этих механизмов. В качестве детекторов излучения рентгеновского диапазона используются специальные фотоматериалы (для исследований Солнца),
Гейгера - Мюллера счётчики,газонаполненные
пропорциональные счётчики
и
сцинтилляционные счётчики.Все типы детекторов обеспечивают спектральное разрешение от 1 до 20 в зависимости от энергии регистрируемого излучения. Площадь пропорциональных счётчиков, с помощью которых получены основные результаты, достигает 1000
см
2.Для коллимации (ограничения поля зрения) применяются сотовые или щелевые
коллиматоры,набранные из тонких гофрированных пластин стали с предельным угловым разрешением около нескольких угловых минут, модуляционные коллиматоры, представляющие собой два (или более) ряда параллельно натянутых металлических нитей (предельное разрешение около 20“) и, наконец, зеркала косого падения гиперболического и параболического сечения с углом падения более 88° (т. е. почти по касательной к плоскости зеркала). Такие зеркала пригодны для получения рентгеновского изображения в мягкой области спектра (l > 10
Р. а. относится к быстро развивающимся разделам внеатмосферной астрономии.Она имеет широкие перспективы, связанные с планируемыми запусками ракет или ИСЗ с большими счётчиковыми и зеркальными телескопами площадью 10 4-10 5 см 2.
Лит.:Озерной Л. М., Прилуцкий О. Ф., Розенталь И. Л., Астрофизика высоких энергий, М., 1973; Уикс Т., Астрофизика высоких энергий, пер. с англ., М., 1972; Гинзбург В. Л., О физике и астрофизике. Какие проблемы представляются сейчас особенно важными и интересными?, 2 изд., М., 1974; Ультрафиолетовое излучение Солнца и межпланетная среда. [Сб. ст.], пер. с англ., М., 1962 В. Г. Курт. 
Рис. 3. Распределение известных рентгеновских источников на небе. Использована галактическая система координат, центр Галактики в середине рисунка. 
Рис. 2. Изображение диска Солнца в рентгеновском диапазоне, полученное при помощи телескопа косого падения 8 июня 1968. 
Рис. 1. Спектр Солнца в области 1-8
Рентгеновская камера Рентге'новская ка'мера,прибор для изучения или контроля атомной структуры образца путём регистрации на фотоплёнке картины, возникающей при дифракции рентгеновских лучей на исследуемом образце. Р. к. применяют в рентгеновском структурном анализе.Назначение Р. к. - обеспечить выполнение условий дифракции рентгеновских лучей (см. Брэгга - Вульфа условие ) и получение рентгенограмм. Источником излучения для Р. к. служит рентгеновская трубка.Р. к. могут быть конструктивно различными в зависимости от специализации камеры (Р. к. для исследования монокристаллов, поликристаллов, Р. к. для получения малоугловых рентгенограмм, Р. к. для рентгеновской топографии и др.). Все типы Р. к. содержат коллиматор, узел установки образца, кассету с фотоплёнкой, механизм движения образца (а иногда и кассеты). Коллиматор формирует рабочий пучок первичного излучения и представляет собой систему щелей (отверстий), которые вместе с фокусом рентгеновской трубки определяют направление и расходимость пучка (т. н. геометрию метода). Вместо коллиматора на входе камеры может устанавливаться кристалл-монохроматор (плоский или изогнутый). Монохроматор выбирает в первичном пучке рентгеновское излучение определённых длин волн; аналогичный эффект может быть достигнут установкой в камере селективно поглощающих фильтров. Узел установки образца обеспечивает его закрепление в держателе и задание ему начального положения относительно первичного пучка. Он служит также для центрировки образца (выведения его на ось вращения), а в Р. к. для исследования монокристаллов - и для наклона образца на гониометрической головке ( рис. 1 ). Если образец имеет форму пластины, то его закрепляют на отъюстированных направляющих. Это исключает необходимость дополнительной центрировки образца. В рентгеновской топографии больших монокристаллических пластин держатель образца может поступательно перемещаться (сканировать) синхронно со смещением плёнки при сохранении углового положения образца. Кассета Р. к. служит для придания фотоплёнке необходимой формы и для её светозащиты. Наиболее распространённые кассеты - плоские и цилиндрические (обычно соосные с осью вращения образца; для фокусирующих методов образец помещают на поверхности цилиндра). В других Р. к. (например, в рентгеновских гониометрах,в Р. к. для рентгеновской топографии) кассета перемещается или вращается синхронно с движением образца. В некоторых Р. к. (интегрирующих) кассета, кроме того, смещается при каждом цикле рентгенографирования на малую величину. Это приводит к размазыванию дифракционного максимума на фотоплёнке, усреднению регистрируемой интенсивности излучения и повышает точность её измерения. Движение образца и кассеты используют с различной целью. При вращении поликристаллов увеличивается число кристаллитов, попадающих в отражающее положение - дифракционная линия на рентгенограмме получается равномерно почернённой. Движение монокристалла позволяет вывести в отражающее положение различные кристаллографические плоскости. В топографических методах движение образца позволяет расширить область его исследования. В Р. к., где кассета перемещается синхронно с образцом, механизм её перемещения соединён с механизмом движения образца. Р. к. позволяет изучать структуру вещества как в нормальных условиях, так и при высоких и низких температурах, в глубоком вакууме, атмосфере специального состава, при механических деформациях и напряжениях и т. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107 |
|||||||
).
до 0,3
. В шкале энергий фотонов этот диапазон соответствует 0,1-30
кэв,однако обе границы определены довольно условно. Для проведения астрономических наблюдений в этой области длин волн аппаратура поднимается за пределы земной атмосферы с помощью ракет или искусственных спутников Земли, так как
рентгеновские лучи
сильно поглощаются в атмосфере. Жёсткое рентгеновское излучение можно наблюдать с высот около 40
кмс высотных
аэростатов
.
. Наличие на диске Солнца активных областей приводит к появлению жёсткого рентгеновского и даже гамма-излучения (
рис. 1
). В основном непрерывный спектр имеет тепловой характер с температурой от 10
6и до 2Ч10
7К, однако в начале развития вспышки наблюдается и нетепловая компонента. Рентгеновское излучение генерируется в пределах солнечной короны, а также в хромосфере и в переходной, чрезвычайно узкой по высоте области солнечной атмосферы. Обнаружено также и гамма-излучение вспышек, включая линейчатое. В рентгеновском спектре присутствуют линии многократно ионизованных элементов: Fe, Ni, Mn, Ar, Co и др. В основном наблюдаются спектры водородоподобных атомов, имеющих только один оставшийся электрон. С помощью оптики косого падения получены и фотографии солнечного диска в мягкой рентгеновской области спектра (
рис. 2
). Обнаружена поляризация рентгеновского излучения при вспышках.
. Наиболее слабые из зарегистрированных к 1975 источников имеют поток 10
-3кванта/(
см
2Чсек) в той же области спектра. Лишь небольшая часть (около 10) из галактических источников отождествлена с оптически исследованными объектами. К ним относятся остатки
сверхновых звёзд,причём в этом случае наблюдается как
синхротронное излучение
от протяжённой туманности, так и тепловое излучение от расширяющейся газовой оболочки и нагретого до температуры 10
6К межзвёздного газа. Иногда наблюдается излучение остатка сверхновой звезды, вероятнее всего, являющегося
нейтронной звездой.Рентгеновское излучение
Крабовидной туманности
(Tau Х-1) (второго по яркости источника) с потоком 2 кванта/(
см
2Чсек) имеет пульсирующую компоненту с периодом 0,033
сек,совпадающим с периодом оптического и радиоизлучения пульсара. Обнаружены рентгеновские источники, входящие в двойные звёздные системы (Her Х-1, Cyg Х-1, Cyg Х-3, Cir Х-1, Cen Х-3 и др.), что позволило детально исследовать их физические параметры. Один из таких источников (Cyg Х-1), вероятно, является объектом, возникшим в результате гравитационного коллапса (
«чёрной дырой»
)
.Механизм рентгеновского свечения таких источников - истечение газа с поверхности нормального гиганта на нейтронную звезду или чёрную дыру - так называемая дисковая аккреция. Основная масса рентгеновских источников пока не отождествлена с наблюдаемыми в оптическом диапазоне объектами. Около 30 источников отождествлены с внегалактическими объектами. Это, в частности, -ближайшие галактики (Магеллановы Облака и Большая туманность Андромеды), скопления галактик, радиогалактики Дева-А (М87) и Центавр-А (NGC 5128),
квазар
ЗС 273, а также сейфертовские галактики.
) с разрешением до 5“. Для спектральных исследований (пока только солнечных) используются брэгговские кристаллические спектрометры.
.