Sexl Physik 7, Schulbuch

Röntgenstrahlung Röntgenstrahlung, wie man sie z. B. von Röntgenaufnahmen von Zähnen ( 42.1 ) kennt, besitzt eine größere Frequenz als UV-Strahlung. Aufgrund des Zusammen- hangs E = h · f hat sie daher auch mehr Energie. Dadurch verändert sich die Art der Wechselwirkung mit Materie. Je energiereicher die Röntgenstrahlung ist, desto mehr durchdringt sie z. B. menschliches Gewebe. In einer Röntgenröhre nützt man die beim Abbremsen geladener Teilchen auftre- tende Strahlung. In einem evakuierten Glaskolben emittiert eine Glühkathode Elektronen ( 42.3 ). Zwischen der Kathode und der gegenüberliegenden Anode wird Spannung angelegt. Dadurch werden die Elektronen auf rund 100 000 km/s be- schleunigt. Beim Auftreffen auf die Anode, die aus einem schweren Metall mit großer Kernladungszahl (z. B. Wolfram) besteht, werden die Elektronen abge- bremst. Die durch das Abbremsen frei werdende Energie wird als „Bremsstrah- lung“ abgegeben. Sie tritt seitlich aus der Röhre aus. Die Wellenlänge der Röntgenstrahlung liegt zwischen 10 −9 m bis 10 −12 m . Je höher die Anodenspannung, desto kurzwelliger ist die erzeugte Strahlung. Röntgen in der Medizin Eine der wichtigsten Eigenschaften der Röntgenstrahlen ist ihr hohes Durchdrin- gungsvermögen. Sie durchdringen viele Stoffe, etwa Papier, Holz oder Fleisch, fast ungeschwächt und werden vor allem von Materialien absorbiert, die chemische Elemente mit hoher Ordnungszahl enthalten. Dies ist z. B. bei Knochen der Fall, in denen Kalzium (Ordnungszahl 20) Röntgenstrahlen absorbiert. Daher erscheint in einem Röntgenbild das Knochengerüst als Schattenriss. Die Weichteile werden in verschiedenen Graustufen dargestellt. Aber auch andere Organe, wie Magen oder Darm, können in Röntgenbildern sichtbar gemacht werden. Dazu muss dem Patien- ten/ der Patientin meist ein Kontrastmittel verabreicht werden. Die Röntgendiagnostik ist ein wichtiges und unentbehrliches Hilfsmittel der Medi- zin. Sie ist aber nicht ungefährlich, da sie als sehr kurzwellige elektromagnetische Strahlung ionisierend wirkt und Zellen schädigen kann. Viele Pioniere der Rönt- genforschung starben an Strahlenschäden. Im Strahlenschutzgesetz wird daher geregelt, welche Strahlenbelastungen zulässig sind. Röntgenaufnahmen sollten möglichst sparsam eingesetzt werden, wobei vor allem eine Bestrahlung der Fort- pflanzungsorgane zu vermeiden ist, um Erbschäden zu verhindern. Bei manchen medizinischen Anwendungen kann die Ultraschalldiagnose Röntgenaufnahmen ersetzen. Untersuche, überlege, forsche: Medizintechnik 42.1 W 1 Sammelt mit Unterstützung durch Artikel in Medien und im Internet Informa- tionen über die Funktionsweise von Röntgenapparaten, Computertomographen ( 42.4 ) und Magnetresonanztomografen und stellt ansprechende Präsentatio- nen mit den wichtigsten Informationen dazu zusammen. 42.4 Querschnitt durch das Becken mit Wirbelsäule und Hauptschlagader mittels Computertomografie. Röntgenapparate, Computertomografen und Magnetresonanztomografen arbeiten mit elektromagnetischer Strahlung in Medizin und Technik. 42.1 Zahnröntgen 42.2 Mit Röntgenstrahlen wird das Fluggepäck kontrolliert und in unterschiedlichen Farben (hier in so genannten Falschfarben) auf einem Bildschirm dargestellt. Dadurch lassen sich z. B. Sprengstoffe erkennen. Kathode Anode Elektronenstrahl – + Röntgenstrahlen 30 – 100 kV 42.3 Aufbau einer Röntgenröhre 42 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN Nur zu Prüfzwecken – Eigentu des Verlags öbv