4. Vznik brzdného a charakteristického rentgenového záření

Question 1

Rentgenové přístroje

Kdo je vynálezcem rentgenové diagnostiky? Kdy jej vynalezl?

Answer 1

• Wilhelm Röntgen
• první rentgenový snímek pořídil v roce 1895

Question 2

Rentgenové přístroje

Z jakého principu vycházejí rentgenové zobrazovací metody?

Answer 2

• vycházejí z principu nestejnho útlumu rentgenového záření v tkáních lidského těla

Question 3

Rentgenové přístroje

Uveď vztah nestejného útlumu rentgenového záření v tkáních lidského tělo.

Answer 3

I = Io·e^(–μ·d)

Question 4

Rentgenové přístroje - Rovnice

Vysvětli rovnici:
I = Io·e^(–μ·d)

Answer 4

• I = intenzita záření, které prošlo vrstvou o tloušťce d
• Io = počáteční intenzita záření
• e = elektrický náboj elektronu (1,602·10^(-19) C)
• μ = absorbční koeficient
• d = tloušťka vrstvy

Question 5

Rentgenové přístroje - Rovnice

Jaká je hodnota elektrického náboje?

Answer 5

• e =1,602·10^(-19) C

Question 6

Rentgenové přístroje - Rovnice

Na čem závisí absorpční koeficient μ?

Answer 6

• efektivním protonovém čísle absorbujícího prostředí
• energii procházejícího záření

Question 7

Rentgenové přístroje - Denzitometrie

K čemu slouží denzitometrie?

Answer 7

• slouží k zjištění hustoty a obsahu minerálů v kostní hmotě především na základě množství vápníku

Question 8

Rentgenové přístroje - Svazky

Definuj rentgenové svazky.

Answer 8

• jsou to svazky fotonů (= kvant energie elektromagnetického pole) o hodnotách E určených Planckovým vzorcem

Question 9

Rentgenové přístroje - Svazky - Planckův vzorec

Uveď Planckův vzorec.

Answer 9

• E = h·f

Question 10

Rentgenové přístroje - Svazky - Planckův vzorec

Vysvětli Planckův vzorec.

Answer 10

• E = h·f
• E = energie fotonu
• h = Planckova konstanta
• f = frekvence

Question 11

Rentgenové přístroje - Svazky - Planckův vzorec

Jaká je hodnota Planckovy konstanty?

Answer 11

• h = 6,63·10^(-34) J·s

Question 12

Rentgenové přístroje - Záření

Co dělá rentgenové záření?

Answer 12

• ionizuje atomy prostředí
• vyvolává chemické reakce prostřednictvím vytvářených volných radikálů
• způsobuje vážná poškození živých organismů

Question 13

Rentgenové přístroje - Záření

Jak se získává rentgenové záření?

Answer 13

• pomocí rentgenek (= Coolidgeovy trubice)

Question 14

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

Jak vypadají rentgenky (= Coolidgeovy trubice)?

Answer 14

• jsou to jednoduché, evakuované (mají vakuum v sobě), skleněné trubice, které obsahují dvě elektrody (kladnou anodu a zápornou katodu)

Question 15

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

Co je nutné přivádět k elektrodám rentgenky?

Answer 15

• musí být přiváděno velmi vysoké stejnosměrné elektrické napětí (v řádech desítky tisíc voltů a více)

Question 16

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

VYBER a DOPLŇ:
Vysoká teplota vlákna anody/katody umožňuje ????.

Answer 16

• katody
• …termoemisi elektronů z jejího povrchu.

Question 17

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

Kam putují emitované elektrony z katody?

Answer 17

• jsou elektrostaticky přitahovány k anodě

Question 18

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

Uveď rovnici pro zjištění potencionální energie elektronů, které získávají “přeletem” z katody na anodu vysokou rychlost.

Answer 18

• Ep = U·e

Question 19

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

Popiš rovnici:
Ep = U·e

Answer 19

• Ep = potencionálně energie (J)
• U = napětí (V)
• e = elektrický náboj elektronu (C)

Question 20

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

Proč se dá tvrdit že Ep = Ek?

Answer 20

• těsně před dopadem elektronu na povrch anody, je celá jeho původní potenciální energie Ep (kterou měl v blízkosti katody) přeměna v kinetickou energii Ek

Question 21

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

PRAVDA x LEŽ:
Energie emitovaných fotonů rentgenového záření je nepřímo úměrná napětí mezi katodou a anodou.

Answer 21

• LEŽ
• je přímo úměrná

Question 22

Rentgenové přístroje - Záření - rentgenka

Co potřebujeme udělat, chceme-li zvýšit energii fotonů?

Answer 22

• musíme zvýšit napětí

Question 23

Brzdné záření

Co je zdrojem brzdného záření?

Answer 23

• všechna zařízení, v nichž dochází k prudkému zabrždění urychlených elektronů (např. TV obrazovka)

Question 24

Brzdné záření

Z čeho je vyrobena anoda rentgenky? Proč?

Answer 24

• je vyrobena z těžkého kovu (nejčastěji wolframu)
• protože těžké kovy, právě wolfram, má v obalu mnoho elektronů - elektrony urychlené elektrostatickým polem jsou při dopadu na wolfram prucce bržděny velkou odpudivou silou a ztrácejí svou kinetickou energii

Question 25

# Brzdné záření Jak je **transformována kinetická energie elektronů**?

Answer 25

- je transformována **do energie fotonů**, **zbytek se mění v teplo** (anoda musí být **chlazena**)

Question 26

# Brzdné záření Jakými způsoby může být **anoda chlazená**?

Answer 26

- **vodou** - **rotací**

Question 27

# Brzdné záření Co způsobuje **zvuk doprovázející RTG vyšetření**?

Answer 27

- ona **rotace anody** sloužící k **ochlazení**

Question 28

# Charakteristické záření Jak dochází k **vyzáření fotonu rentgenového záření**?

Answer 28

- dopadající elektrony mohou **vyrazit elektron z nejvnitřnějších vrstev K nebo L** - v obalu tak vzniká **prázdné místo**, které **musí ihned obsadit jiný elektron z vnějších vrstev** - vzhledem k **značným energetickým rozdílům** mezi vnitřními elektronovými hladinami těžkých atomů, **je při těchto přeskocích uvolňováno značné množství energie**, a to se děje **vyzářením fotonu rentgenového záření**

Question 29

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Rentgenové záření je hlavně způsobeno**: a) fotoelektrickým jevem. b) brzdným zářením. c) excitovaným stavem. d) žádná z uvedených odpovědí není správná.

Answer 29

**b) brzdným zářením**

Question 30

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Rentgenové záření má:** a) delší vlnovou délku než UV záření. b) kratší vlnovou délku než UV záření. c) stejnou vlnovou délku jako viditelné světlo. d) větší vlnovou délku než infračervené záření. e) nižší energii než rádiové vlny. f) žádná z uvedených možností není správná

Answer 30

**b) kratší vlnovou délku než UV záření**

Question 31

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Co není denzitometrie**? a) ultrasonografická metoda zjišťování hustoty kostní tkáně b) metoda zjišťování hustoty kostní tkáně pomocí rentgenového záření c) metoda zjišťování hustoty kostní tkáně pomocí IR záření d) vyšetření osteoporózy e) vyšetření zubů f) žádná z uvedených možností není správná

Answer 31

**c) metoda zjišťování hustoty kostní tkáně pomocí IR záření** **e) vyšetření zubů**

Question 32

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Na čem je závislá energie charakteristického rentgenového záření**? a) materiálu katody b) žhavení katody c) materiálu anody d) žhavení anody e) žádná z uvedených možností není správná

Answer 32

**c) materiálu anody**

Question 33

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Zvýšením napětí mezi anodou a katodou v rentgence**: a) se sníží energie fotonu. b) se zvýší energie fotonu. c) se sníží počet fotonů. d) se zvýší počet fotonů. e) nemá vliv na energii ani počet fotonů. f) žádná z uvedených možností není správná

Answer 33

**b) se zvýší energie fotonu** | **počet fotonů** ovlivňuje **proud**, nikoliv **napětí** ## Footnote Zvýšení napětí mezi anodou a katodou v rentgence způsobí **větší urychlení elektronů**, což **zvyšuje jejich kinetickou energii**. Když tyto elektrony narazí na anodu, **vzniká rentgenové záření s vyšší energií (kratší vlnovou délkou)**

Question 34

# OTÁZKY Z ELIMINAČNÍHO MONSTRA **Jaká je vlnová délka rentgenového záření**? a) 10⁶ m b) 10² m c) 10⁻⁵ m d) 10⁻¹ m e) 10⁻¹² až 10⁻⁹ m f) žádná z uvedených možností není správná

Answer 34

**e) 10⁻¹² až 10⁻⁹ m**