Рис. 6. Внешний вид рентгеновской трубки.
На рисунке 6 показана рентгеновская трубка, применяемая в медицинских рентгеновских кабинетах. Она состоит из стеклянной трубки, длиною около 70 сантиметров. Средняя часть трубки раздута в виде шара. Внутрь её впаяны с одной стороны — катод (обозначен буквой К) (вольфрамовая проволока), с другой стороны — анод — (А). Катод, обычно оканчивающийся цоколем, как у электрической лампочки, имеет подводящий ток проволоки и вольфрамовую спираль, более толстую, чем в обычной лампочке. Анод и катод рентгеновской трубки соединены с источником электрического напряжения. Спираль катода нагревается с помощью отдельного вспомогательного источника тока.
Для работы рентгеновской трубки не годится широко используемый в быту и на производстве ток низкого напряжения. Его напряжение 120 или 220 вольт (вольт — единица измерения напряжения).
Чтобы привести в действие рентгеновскую трубку, нужен ток с напряжением в 50 000–200 000 и более вольт, то-есть ток очень высокого напряжения. Для преобразования тока низкого напряжения в высоковольтный ток применяются специальные приборы, называемые электрическими трансформаторами [4]).
Рис. 7. Общий вид рентгеновской установки.
От трансформатора высокое напряжение подаётся к рентгеновской трубке или с помощью металлических проводов — шин, укреплённых на достаточное расстоянии от потолка с помощью специальных изоляторов, или по специальному высоковольтному кабелю.
Общий вид современной рентгеновской установки с рентгеновской трубкой в защитном чехле — кожухе показан на рисунке 7.
Открытые в конце прошлого века лучи Рентгена получили в наше время широкое распространение. В Советском Союзе имеется многочисленная сеть рентгеновских установок и рентгеновских кабинетов — в больницах, госпиталях, научных учреждениях, ветеринарных лечебницах и на заводах. В Москве, Ленинграде и других крупных центрах нашей страны организованы специальные рентгеновские институты.
В этих институтах проводится глубокое изучение природы рентгеновых лучей, а также методов их использования.
При исследовании рентгеновых лучей сразу встаёт вопрос об их обнаружении. В самом деле, каким образом наблюдают невидимые лучи?
Для этого используют различные их свойства. Одно из свойств рентгеновых лучей состоит в том, что они вызывают свечение некоторых химических веществ. Ведь именно благодаря этому свойству Рентген и открыл эти лучи.
Если в темноте раскрыть коробочку с таким веществом, то мы ничего не увидим. Но стоит только войти с ней в комнату, где работает рентгеновская установка, и подойти к ней так, чтобы рентгеновы лучи попали на светящийся состав, как в то же мгновение он засияет ярким светом, цвет которого зависит от того, какое вещество мы взяли, и будет светиться до тех пор, пока рентгеновы лучи падают на него. При этом самосветящееся вещество остаётся холодным. Стоит только выключить ток в трубке, как свечение прекращается.
Свечение усиливается, если поднести коробку со светящимся составом поближе к рентгеновской трубке.
Такое собственное холодное свечение тел под действием какого-либо облучения называется флюоресценцией. Эта способность целого ряда веществ светиться под действием рентгеновых лучей и используется для их обнаружения. Однако пользоваться порошком для наблюдения рентгеновых лучей неудобно. Поэтому для наблюдения свечения химических веществ под действием рентгеновых лучей изготовляют специальные флюоресцирующие экраны.
Для изготовления такого экрана берут большой лист картона и покрывают его тонким слоем клея, в котором размешан порошок светящегося состава, например сернистый цинк. Таким путём одна сторона картона будет равномерно покрыта слоем светящегося вещества. Картон вставляют в деревянную рамку, а с той стороны, с которой наблюдают свечение, покрывают куском свинцового стекла.
Свинцовое стекло — это прозрачное для видимых лучей стекло; в состав которого входит тяжёлый металл — свинец. Такое стекло позволяет видеть свечение сернистого цинка, но в то же время задерживает рентгеновы лучи, благодаря чему они не попадают на врачей и обслуживающий персонал рентгеновского кабинета. Предохранение обслуживающего персонала от длительного воздействия рентгеновых лучей необходимо, так как эти лучи могут вызвать опасные ожоги на человеческом теле.
Мы уже писали, что одним из замечательных свойств рентгеновых лучей является их способность проходить через тела, непрозрачные для видимого света. Но различные вещества пропускают лучи не в одинаковой степени. Лучи поглощаются, задерживаются телом. Происходит это потому, что электромагнитные волны рентгеновых лучей взаимодействуют с электрическими зарядами, находящимися внутри атомов вещества. Это легко видеть на следующем опыте. Если между рентгеновской трубкой и флюоресцирующим экраном поставить пластинку алюминия, свечение экрана станет слабее; чем толще будет стоящая на пути рентгеновых лучей пластинка, тем слабее будет светиться экран. Если вырезать в этой пластинке буквы или какую-либо фигуру, то лучи легче пройдут через вырезанное место, и в соответствующем месте экран засияет ярче. Это более яркое место покажет форму и положение выреза. Вырез может быть не сквозным, и можно даже сделать его внутри куска металла, а затем загородить ещё одним слоем алюминия. Тогда с помощью видимых лучей света этот вырез не будет заметен. Но на экране, светящемся под действием рентгеновых лучей, снова появится более яркое место, так как здесь лучам пришлось пройти меньшую толщу материала. На этом-то методе и основано просвечивание непрозрачных тел лучами Рентгена. Светящийся экран можно заменить фотографической пластинкой.