О рентгеновском излучении

Осенью 1895 года, изучая, как проходит ток в катодной трубке, немецкий физик Вильгельм Рентген столкнулся с тем, что бумажный экран, лежавший неподалеку и покрытый слоем платиноцианистого бария (неорганическая соль двухвалентной платины), начинал светиться. Вывод был только один – на него воздействует невидимое излучение.

Если излучение проходит сквозь воздух, то может быть для него не будут преградой и другие объекты ? Интересно, что Рентген решил проверить, что будет если икс-лучи (тогда их природа пока еще была таинственной) пройдут через мягкие ткани и в качестве эксперимента проверил, как будет смотреться рука его жены. На фотографической пластинке были отчетливо видны кости и плоть. Сейчас рентген прочно вошел в медицинскую практику (от снимков переломов, грудной клетки до зубов), а тогда это было действительно революционное открытие, тянувшее на Нобелевскую премию.

Рентгеновские лучи – основные моменты

Получать информацию, не рассекая человеческие органы скальпелем хирурга – это безусловно было грандиозно.
И дело не только в медицине. Рентгеновские лучи могут служит настоящими "помощниками", например на границе и контрольно-пропускных пунктах, чтобы обнаруживать предметы, запрещенные к провозу.
Увлеченный открытием, Рентген уже через полтора месяца, в конце зимы 1895 года опубликовал научную статью, где изложил результаты своих экспериментов.
Знаменательно, что статья была напечатана в журнале физико-медицинского сообщества, потому что помимо практического применения, радиация, при превышении допустимой дозы может нести серьезную угрозу здоровью. Медицина и физика, если говорить применительно к рентгеновской радиации, идут всегда рядом.
Под превышением дозы нужно понимать как большое однократное воздействие, так и частое, повторяющееся, но с малыми дозами.
Радиация важна не только при применении на Земле. Астрофизики получают информацию о пульсарах или нейтронных звездах, улавливая с помощью специальных телескопов и анализируя рентгеновское излучение, идущее через просторы Вселенной.

  1. Опасны или полезны ?
  2. А как с детьми ?
  3. Под контролем
  4. X-лучи в аэропортах
  5. Из космоса

Опасны или полезны ?

Когда мы рассказывали об опытах Рентгена, то он не мог без вспомогательных приспособлений (экрана), обнаружить существование излучения. Наши органы чувств не способны увидеть, осязать или почувствовать любым другим образом лучи.
Причина в том, что рентгеновские лучи представляют собой мощное электромагнитное коротковолновое излучение, расположившееся на участке спектра между ультрафиолетовым и гамма излучением, в очень широком диапазоне 10-3-102нм.
При воздействии на объекты, вводится еще один термин – ионизирующее излучение. Смысл в том, что лучи, сталкиваясь с атомами, выбивают с них электроны. Образуются ионы – заряженные атомы (отсюда и появляется ионизация).
Соответственно, если излучение воздействует на организм, клетки могут повредиться, неся как вред для здоровья индивидуума здесь и сейчас, так и вплоть до разрушения ДНК, а это уже вызывает мутации, что повлияет на последующие поколения.
С другой стороны, радиация используется для лечения онкологических заболеваний, уничтожая раковые клетки при направленном излучении.
Важно найти баланс – чтобы не навредить. Поэтому при использовании рентгеновского излучения, врачи строго следят, чтобы не превысить допустимую дозу. Как положительный аспект следует отметить, что клетки нашего организма способны восстанавливаться после непродолжительного воздействия излучения.
А без "просвечивания" не обойтись, если нужны снимки внутренних органов с целью постановки правильного диагноза. Есть даже специальные узкоспециализированные врачи - рентгенологи.
Излучение выявляет переломы, помогает понять, правильно ли срастаются кости, проверять эффективность проведенных операций.
А как обнаружить, если ребенок проглотил часть своей игрушки или пулю и осколки, застрявшие в теле взрослого ?
Поэтому преимущества использования радиации в медицинской практике зачастую перевешивают риски.

Как оценить опасность дозы ?
Облучение X-лучами традиционно измеряется в миллизивертах (мЗв). При проведении рентгена грудной клетки пациент подвергается воздействию излучения радиации в среднем 0,1 мЗв. А во время маммограммы, женщины получают несколько большую дозу 0,4-0,7 мЗв. Но учитывая, что рентгеновское обследование проводится не часто: 1 раз в год или реже, то организм успевает восстановиться.
И еще одна цифра: в среднем человек получает дозу облучения (от природных и искусственных источников радиации) в пределах до 3-х мЗв в год.
В отдельных случаях врачи могут проводить компьютерную томографию (КТ), чтобы получить трехмерное изображение человеческого тела. Эти изображения формируются с использованием рентгеновских лучей большей длительности, что увеличивают лучевую нагрузку на пациента.
При установке рентгеновских аппаратов, необходимо строго соблюдать требования радиационной безопасности.

А как с детьми ?

Соответственно, если кратковременное влияние излучения на организмы взрослых не дает повода для беспокойства, поскольку зрелые клетки организма способны довольно быстро восстанавливаться, то костные и мягкие ткани детей подвержены большим рискам. Это связано с тем, что детские клетки делятся быстрее, и поэтому больше вероятность для мутации и повреждений ДНК в процессе репликации (образования дочерних молекул при делении).
Также перед воздействием излучения, беременные женщины должны сообщить врачам о своем состоянии, чтобы не повредить плод.
В целом для детей применение рентгеновского обследования является исключением из правил. Только когда серьезные проблемы со здоровьем и жизнью перевешивают вредное воздействие радиации.

Под контролем

Как мы видим, рука об руку с получением полезной информации или лечением с помощью рентгеновского излучения идут риски облучиться. Самые яркие примеры смертоносного воздействия, даже спустя десятилетия, наблюдались при сбросе атомных бомб на Японию в августе 1945 года. Бомбы кстати были разные. Первая – на основе урана, вторая – с "начинкой" из плутония-239.
При соблюдении всех предписанных процедур эксплуатации рентгеновских аппаратов, они безопасны. Условно конечно – любое, даже минимальное воздействие, не прибавляет здоровья. Но как мы неоднократно отмечали – здесь важно найти баланс между вредом и пользой.
Прежде всего рентгенологи должны строго следовать рекомендациям и точно знать, какая доза воздействует на кожу и внутренние органы.

Но редко кто спрашивает у врачей, проводящих рентгенологическое обследование, сертификаты. И уж тем более нет возможности проконтролировать - давно ли проверялся на безопасность старый устаревший аппарат, возможно выпущенный еще во времена СССР.
Но во всяком случае никто не запрещает поинтересоваться: "для каких целей нужен снимок, несколько это опасно" и обязательно сообщить, когда в последний раз вы обследовались на рентгеновском аппарате.
Бывает, что некоторые наиболее дотошные граждане и их можно понять, носят с собой карманный дозиметр, чтобы проверить не "фонит" ли оборудование.

X-лучи в аэропортах

Чтобы предотвратить теракты, захваты самолетов, выявить и изъять оружие и другие запрещенные предметы, в аэропортах могут проводиться проверки при помощи рентгеновских сканеров, поскольку металлодетекторы не всегда могут среагировать например на современные типы взрывчатки.
И здесь нужен баланс – чтобы полет завершился нормально и добропорядочные пассажиры были в безопасности, почти каждому из них потребуется пройти процедуру сканирования. Это безвредно, поскольку сканирующий импульс длится очень короткое время.
С другой стороны те, кто летает очень часто, получают большую суммарную дозу.

Из космоса

Поступающее рентгеновское излучение несет ценную информацию о тайнах мироздания. Лучи излучают планеты, звезды, кометы и черные дыры.
Чтобы исключить влияние атмосферы Земли, на орбиту или еще дальше - в точки Лагранжа (где уравновешиваются гравитационные силы Земли и Солнца), запускаются так называемые рентгеновские телескопы, делая снимки в коротковолновом спектре. Хотя первые радиотелескопы монтировались на ракете, поэтому исследование проводились в течение всего нескольких минут, пока ракета двигалась.
Так что теперь изучение рентгеновского излучения в космосе это по сути высокотехнологичное продолжение опытов Рентгена. Огромный шаг вперед, начавшийся со случайного открытия.