فیزیک پزشکی (فصل1)
فصل1 : رادیولوژی و تولید پرتوهای X
هنگامی که بار الکتریکی q با شتاب حرکت کند، میدان الکتریکی و مغناطیس عمود بر یکدیگر و هردو عمود بر مسیر انتقال انرژی حرکت میکنند.
الکترون در اطراف هسته شتاب ندارد ، اما خارج از اتم میتواند شتابدار شود.
هر موج الکترومغناتیس 3 مشخصه دارد :
1- فرکانس f
2- طول موج
3- انرژی
انرژی برخی از امواج ها در حدود بیلیون الکترون ولت است اما در رادیولوژی تشخیصی تا انرژی حدود 150 الکترون ولت استفاده میشود.
انرژی EM ( نوعی از امواج الکترومغناطیس) جرم ندارد
، تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار نمیگیرد
و برای انتشار نیز به محیط مادی نیاز ندراد.
تنها تفاوت پرتو x و گاما در منشأ تولید آنها است.
منشأ پرتو x تبدیل انرژی در مدارات الکترونی اتم است و
منشأ پرتو گاما هسته اتم است.
میدان الکتریکی و مغناطیسی :
پرتو x مانند نور و سایر امواج الکترومغناطیس در خلأ با سرعت نور حرکت میکند.
امواج الکترومغناطیس انرژی را به صورت بسته های معین به نام کوانتا منتقل میکنند.
کوانتای پرتو x و نور را فوتون میگویند که انرژی هر فوتون با فرکانس آن رابطه ی مستقیم دارد :
هرچه طول موج کوتاه تر باشد ، انرژی بیشتر است.
بازه انرژی پرتو x ، 50Kev - 70Kev است.
روش تولید اشعه x در خورشید مناسب نیست .
در پزشکی برای تولید اشعه x از اتم تنگستن (Z=74) استفاده میشود.
الکترونی که در نزدیکترین لایه ی اطراف هسته میچرخد ، الکترون K نامیده میشود.
تعداد الکترون ها در هر لایه به این ترتیب است : N = 32 ، M= 18 ، L = 8 ، K = 2
نیرونی همبستگی الکترون : نیروی کششی بین بار مثبت هسته و بار منفی الکترون که موجب نگه داشتن الکترون ها در اتم میگردد.
نیروی همبستگی الکترون K بیشتر از L است : K > L > M > N
انتقال الکترون به یک لایه پایین تر ، مثلاً از L به K باعث تابش انرژی میشود که این انرژی ، طول موجی بین 0/01 تا 0/1 نانومتر دارد و پرتو x نامیده میشود.
در تنگستن با عدد اتمی 74 لایه K ، 70Kev و لایه ی L معادل
11Kev است و با انتقال الکترون از لایه L به K ،
59Kev انرژی آزاد میگردد.
روش های تولید پرتو x :
1- تشعشع عمومی یا ترمزی :
الف) در این روش الکترون های بمباران شده به هسته نزدیک میشوند و تحت تاثیر میدان الکتریکی هسته از سرعتشان کم شده و منحرف میشوند.
ب) انرژی جنبشی از دست رفته به فوتون X تبدیل میشود.
ج) معمولاً 99% انرژی جنبشی به گرما و 1% آن به پرتو X تبدیل میشود.
د) معمولا هر الکترون با چند اتم برخورد کرده و در هر برخورد بخشی از انرژی اش را از دست میدهد تا متوقف شود . بنابراین چندین فوتون X با انرژی های مختلف بدست می آید.
ه) در صورتی که الکترون توسط اولین اتم به طور کامل متوقف شود ، پرتو X تولیدی بیتشرین انرژی و کمترین طول موج را خواهد داشت. به این حداکثر انرژی Kvp میگویند.
2- تشعشع اختصاصی :
الف) در این روش الکترون های بمباران شده الکترونی از لایه K ماده هدف را جدا میکند.
ب) این حالت بسیار ناپایدار است ، بنابراین جای خالی این الکترون با الکترون های مدار خارجی تر از ماده ی هدف پر میشود.
ج) بدین ترتیب پرتو X تولید میشود که انرژی اش معادل تفاضل انرژی بین دو لایه ی الکترونی است. ( مثلا در اتم تنگستن 59 Kev است)
د) فقط پرتو X اختصاصی ساطع شده از لایه K برای تصویربرداری مناسب است.
ه) مقدار پرتو اختصاصی نسبت به عمومی کمتر است. ( در انرژی 80Kep تا 150Kvp ، ده تا 25 درصد پرتو X اختصاصی و بقیه پرتو X ترمزی است)
خ) برای افزایش احتمال جداشدن الکترون مقصد ، hf الکترون آزاد باید مساوی و کمی بیشتر از Eb باشد.
لامپ پرتو X (لوله ی کولیج) :
الف) محفظه ای پیرکسی است که از تاباندن باریکه ی الکترون پرسرعت از سمت کاتد به آند ، پرتو X تولید میکند.
ب) پرتو X تولید شده توسط پنجره ای از جنس شیشه ی نازک در جدار لامپ به میزان کمی فیلتر ، جذب و سپس به بیرون هدایت میشود.
ج) به منظور افزایش طول عمر و بازده بیشتر ، در فضای داخل لامپ ، محیط خلأ ایجاد شده است.
د) در هر دو سر لامپ الکترود پلاتینی وجود دارد.
[ays_quiz id='8']
پست های مرتبط
9 آذر 1404
8 آذر 1404
28 آبان 1404
24 آبان 1404
1 دیدگاه
به گفتگوی ما بپیوندید و دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.
That’s a solid analysis – understanding the local player preference is key! JLJL55 PH seems to really nail that, offering a smooth experience & familiar payment options. Check out jljl55 com – might be a good fit for Pinoy gamers looking for reliable thrills!