Röntgen

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Wilhelm Conrad Röntgen war ein deutscher Maschinenbauingenieur und Physiker, der elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich, der als Röntgenstrahlung oder X-Strahlen bekannt ist, erzeugte und entdeckte, eine Leistung, die ihm 1901 den ersten Nobelpreis für Physik einbrachte.

Röntgen Aufnahme - erläutert vom Yoga Standpunkt aus

Geschichte

Am 8. November 1895 entdeckte der deutsche Physikprofessor Wilhelm Röntgen beim Experimentieren mit Lenard- und Crookes-Röhren über Röntgenstrahlen und begann diese zu untersuchen. Er schrieb einen ersten Bericht "Über eine neue Art von Strahl: Eine vorläufige Mitteilung" und reichte sie am 28. Dezember 1895 bei der Würzburger Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft ein. Dies war die erste Arbeit über Röntgenstrahlen. Röntgen bezeichnete die Strahlung als "X", um darauf hinzuweisen, dass es sich um eine unbekannte Art von Strahlung handelte. Der Name blieb bestehen, obwohl (über Röntgens große Einwände) viele seiner Kollegen vorschlugen, sie Röntgenstrahlen zu nennen.

Röntgenstrahlen

Röntgenstrahlen sind eine Art von Strahlung, die als elektromagnetische Wellen bezeichnet wird. Die Röntgenbildgebung erzeugt Bilder aus dem Inneren des Körpers. Die Bilder zeigen die Körperteile in verschiedenen Schwarz-Weiß-Tönen. Dies liegt daran, dass verschiedene Gewebe unterschiedliche Mengen an Strahlung absorbieren. Kalzium in den Knochen absorbiert Röntgenstrahlen am meisten, so dass die Knochen weiß aussehen. Fett und andere Weichteile nehmen weniger auf und wirken grau. Die Luft absorbiert am wenigsten, so dass die Lungen schwarz aussehen. Die bekannteste Anwendung von Röntgenstrahlen ist die Untersuchung auf Knochenbrüche, aber Röntgenstrahlen werden auch auf andere Weise eingesetzt. So können beispielsweise Thoraxröntgenaufnahmen eine Lungenentzündung erkennen. Mammographien verwenden Röntgenstrahlen, um nach Brustkrebs zu suchen.

Röntgenquellen

Die grundlegende Physik legt nahe, dass jedes Mal, wenn man ein geladenes Teilchen beschleunigt, es Licht abgibt. Die Art des Lichts hängt von der Energie der Elektronen (oder anderer geladener Teilchen) und dem Magnetfeld ab, das sie um den Kreis schiebt. Da die Synchrotron-Elektronen (in eine Art Teilchenbeschleuniger) in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit geschoben werden, geben sie enorme Energiemengen ab, insbesondere Röntgenenergie. Und nicht nur irgendeine Röntgenstrahlung, sondern ein sehr starker Strahl von fokussiertem Röntgenlicht. Die Synchrotronstrahlung wurde 1947 erstmals bei General Electric in den Vereinigten Staaten entdeckt.

Röntgenbildgebung

Aufgrund ihrer Fähigkeit, bestimmte Materialien zu durchdringen, werden Röntgenstrahlen für verschiedene zerstörungsfreie Prüf- und Testanwendungen eingesetzt, insbesondere zur Identifizierung von Fehlern oder Rissen in Strukturbauteilen. Die Schattengrafik zeigt die internen Merkmale und ob das Teil fehlerfrei ist. Dies ist die gleiche Technik, die in Arzt- und Zahnarztpraxen angewendet wird, um Röntgenbilder von Knochen bzw. Zähnen zu erstellen. Röntgenstrahlen sind auch für die Verkehrssicherheitskontrolle von Fracht, Gepäck und Passagieren unerlässlich. Elektronische Bilddetektoren ermöglichen die Echtzeit-Visualisierung des Inhalts von Verpackungen und anderen Passagierartikeln.

Röntgen Aufnahme Wirbelsäule - erläutert vom Yoga Standpunkt aus

Die ursprüngliche Verwendung von Röntgenstrahlen diente der Darstellung von Knochen, die sich leicht von Weichteilen auf dem damals verfügbaren Film unterscheiden ließen. Genauere Fokussiersysteme und empfindlichere Detektionsverfahren, wie verbesserte fotografische Filme und elektronische Bildsensoren, haben es jedoch ermöglicht, immer feinere Details und feine Unterschiede in der Gewebedichte bei deutlich niedrigeren Belichtungswerten zu unterscheiden. Darüber hinaus kombiniert die Computertomographie (CT) mehrere Röntgenbilder zu einem 3D-Modell einer Region von Interesse.

Röntgentherapie

Die Strahlentherapie nutzt hochenergetische Strahlung, um Krebszellen abzutöten, indem sie ihre DNA schädigt. Da die Behandlung auch normale Zellen schädigen kann, wird empfohlen, die Behandlung sorgfältig zu planen. Die sog. ionisierende Strahlung aus Röntgenstrahlen beschießt einen fokussierten Bereich mit genügend Energie, um Elektronen von Atomen und Molekülen vollständig zu entfernen und damit ihre Eigenschaften zu verändern. In ausreichender Dosierung kann dies die Zellen schädigen oder zerstören. Diese Zellschädigung kann zwar Krebs verursachen, kann aber auch zur Bekämpfung eingesetzt werden. Durch die Ausrichtung der Röntgenstrahlen auf krebsartige Tumore kann es diese abnormen Zellen zerstören.

Röntgenastronomie

Himmlische Quellen von Röntgenstrahlen beinhalten enge binäre Systeme mit schwarzen Löchern oder Neutronensternen. In diesen Systemen kann der massereichere und kompaktere sternförmige Überrest Material von seinem Begleiterstern entfernen, um eine Scheibe aus extrem heißem, röntgenstrahlend emittierendem Gas zu bilden, während es sich nach innen dreht. Darüber hinaus können supermassive Schwarze Löcher in den Zentren von Spiralgalaxien Röntgenstrahlen abgeben, da sie Sterne und Gaswolken absorbieren, die in ihre Gravitationsreichweite fallen. Röntgenteleskope verwenden Reflexionen mit niedrigem Winkel, um diese hochenergetischen Photonen (Licht) zu fokussieren, die sonst durch normale Teleskopspiegel gehen würden. Da die Erdatmosphäre die meisten Röntgenstrahlen blockiert, werden Beobachtungen typischerweise mit Höhenballons oder umlaufenden Teleskopen durchgeführt.

Siehe auch

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