Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Hasonló dokumentumok
Röntgensugárzás 9/21/2014. Röntgen sugárzás keltése: Röntgen katódsugárcső. Röntgensugárzás keletkezése Tulajdonságok Anyaggal való kölcsönhatás

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Röntgen kép és Komputer tomográf (CT) Bevezető. Ujfalusi Zoltán Március 8. PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Röntgen. W. C. Röntgen. Fizika-Biofizika

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Az elektromágneses hullámok

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Orvosi biofizika II. Orvosi Biofizika II. Az X-sugár. Röntgen- sugárzás Előállítás, tulajdonságok

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Röntgendiagnosztika és CT

Röntgendiagnosztika és CT

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Röntgenanalitika. Röntgenradiológia, Komputertomográfia (CT) Röntgenfluoreszcencia (XRF) Röntgenkrisztallográfia Röntgendiffrakció (XRD)

A röntgensugárzás keltése Fékezési vagy folytonos Rtg sugárzás. Röntgensugárzás. A röntgensugárzás elektromágneses sugárzás

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Abszorpciós fotometria

Abszorpciós fotometria

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Bővített fokozatú SUGÁRVÉDELMI TANFOLYAM

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Jelöljük meg a kérdésnek megfelelő válaszokat! 1, Hullámokról általában: alapösszefüggések a harmonikus hullámra. A Doppler-effektus

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Abszorpciós fotometria

Röntgensugárzás. Karakterisztikus röntgensugárzás

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Töltött részecskék elnyelődése. Sugárzások és anyag kölcsönhatása. A sugárzások elnyelődése

Tantárgy neve. Környezetfizika. Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0

Röntgendiagnosztikai alapok

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

IDTÁLLÓ GONDOLATOK MOTTÓK NAGY TERMÉSZET TUDÓSOK BÖLCS GONDOLATAIBÓL A TUDOMÁNY ÉS A MINDEN NAPI ÉLET VONAKOZÁSÁBAN

A hőmérsékleti sugárzás

Talián Csaba Gábor Biofizikai Intézet április 17.

Abszorpciós fotometria

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Abszorpció, emlékeztetõ

Energia-diszperzív röntgen elemanalízis

A sugárzások a rajz síkjára merőleges mágneses téren haladnak át γ α

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Dia 1/61

Az ionizáló sugárzások el állítása és alkalmazása

A fény korpuszkuláris jellegét tükröző fizikai jelenségek

Röntgensugárzás, röntgendiffrakció Biofizika szeminárium

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Modern fizika laboratórium

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Méretek. Az ionizáló sugárzások fajtái. 1. Atomfizika, Radioaktivitás és Röntgensugázás

Szervetlen komponensek analízise. A, Atomspektroszkópia B, Molekulaspektroszkópia C, Elektrokémia D, Egyéb (radiokémia, termikus analízis, stb.

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal. 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Az optika tudományterületei

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei. Konzultáció: minden hétfőn 15 órakor. 1. Fizikai történések

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

Általános radiológia - előadás. Arany-Tóth Attila. Radiológia-Aneszteziológia: 6. félév: 3 kredit

Részecske- és magfizikai detektorok. Atommag és részecskefizika 9. előadás május 3.

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Arany-Tóth Attila. Sebészeti röntgenvizit: Általános radiológia - előadás

3. GAMMA-SUGÁRZÁS ENERGIÁJÁNAK MÉRÉSE GAMMA-SPEKTROMETRIAI MÓDSZERREL

Mérési jegyzőkönyv. 3. mérés: Röntgen-cső, emissziós spektrumok, abszorpció


Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

Newton kísérletei a fehér fénnyel. Sir Isaac Newton ( )

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Slide 1 of 60

Modern fizika vegyes tesztek

Mit értünk a termikus neutronok fogalma alatt? Becsüljük meg a sebességüket 27 o C hőmérsékleten!

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.

A hőmérsékleti sugárzás

AZ ELEKTROMÁGNESES SUGÁRZÁS KETTŐS TERMÉSZETE

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

RÖNTGEN-FLUORESZCENCIA ANALÍZIS

Pásztázó elektronmikroszkóp. Alapelv. Szinkron pásztázás

Atomok, elektronok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Dia 1/61

2, = 5221 K (7.2)

Abszorpciós spektroszkópia

Elektronok, atomok. Tartalom

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Röntgensugárzást alkalmazó fıbb tudományterületek

Atomfizika előadás 2. Elektromosság elemi egysége szeptember 17.

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Radioaktív sugárzás elnyelődésének vizsgálata

LABORATÓRIUMI GYAKORLAT. Alfa-, béta-, gamma-sugárzások mérése

ATOMMODELLEK, SZÍNKÉP, KVANTUMSZÁMOK. Kalocsai Angéla, Kozma Enikő

Átírás:

Röntgensugárzás az orvostudományban Röntgen kép és Komputer tomográf (CT) Orbán József, Biofizikai Intézet, 2008

Hand mit Ringen: print of Wilhelm Röntgen's first "medical" x-ray, of his wife's hand, taken on 22 December 1895 and presented to Professor Ludwig Zehnder of the Physik Institut, University of Freiburg, on 1 January 1896[1][2] Röntgen sugárzás = X-ray (angol) http://en.wikipedia.org/wiki/x-ray

Előadás vázlata Röntgen sugárzás keletkezése Tulajdonságok Anyaggal való kölcsönhatás

Wilhelm Conrad Röntgen; 1895 (1845-1923, fizikai Nobel-díj: 1901.) katódsugárcsőből kilépő sugárzás: Hatására a sókristály fluoreszkál, Elektromos és mágneses mezővel nem téríthető el. Különböző anyagokban különböző mértékben nyelődik el. Ismeretlen forrása miatt X-sugárzásnak (X-ray) nevezte el. Sugárzás hullámhossza: 0,01-10 nm (10-11 -10-8 m) Sugárzás energiája: 0,1-100 kev (~ 10-17 10-14 J) Erős ionizációs hatással rendelkezik!

Energia 1 ev = 1,6*10-19 J Hullámhossz Frekvencia E= hn = hf Röntgen UV IR c= ln = lf g és X Jellemző folyamat g és X Spektroszkópia

Röntgen sugárzás keltése: Röntgencső, mint sugárforrás

Röntgen katódsugárcső izzókatód olajhűtéses rotor anód (Wolfram-Rhenium ötvözet) - alacsony nyomású gáztöltésű röntgencső (üvegcső, 10-6 bar = 0,13 Pa) - az anód és a katód közti nagy feszültség hatására a katódból elektronok lépnek ki - amelyek a feszültésg hatására felgyorsulva - az antikatódba (anód) csapódnak be - és röntgensugárzást indukálnak.

Karakterisztikus sugárzás elektron n = 3 M héj n = 2 L héj 1. Belső elektron kilökése: ΔE kin E ionizáció 2. Külső(bb) elektron átrendeződik 3. Energia felesleg kisugárzása: ΔE n 1 E foton =hf n = 1 K héj Figyelem! Minden átmenetnek eltér az energiája: 3 1 E 3-1 2 1 E 2-1 3 2 E 3-2 ahol E 3-1 > E 2-1 > E 3-2

elektron A kiindulási (i) és a végső (j) energiaszint határozza meg a kibocsátott foton energiáját: ΔE i j E foton = hf i-j Figyelem! Minden átmenetnek eltér az energiája: 3 1 E 3-1 2 1 E 2-1 3 2 E 3-2 ahol E 3-1 > E 2-1 > E 3-2

Energia Atomi energia szintek 0 N M L K hf M sorozat emisszió L sorozat emisszió K sorozat emisszió Csak meghatározott energia értékek! Vonalas emissziós spektrum 2 1: K α 3 1: K β 4 1: K γ 5 1: K δ 2 2: - 3 2: L α 4 2: L β 5 2: L γ 3 3: - 4 3: M α 5 3: M β

Fékezési sugárzás elektron Az atommaggal kölcsönhatásba lépő elektron letér pályájáról, lassul! A kezdeti (E kezd ) és a végső (E vég ) mozgási energia különbsége határozza meg a kibocsátott foton energiáját: ΔE kezd vég = E kezd - E vég E foton = hf Folytonos emissziós spektrum

Röntgen katódsugárcső Kilépő rés A betáplált energia kevesebb, mint 1%-a alakul RTG sugárzássá. 99% hő! Hűtést igényel! forgatás 2 P Rtg cu IZ c: 1,1 10-9 V -1 (konstans) U: gyorsító fesz. (több kv) I: áramerősség (~ ma) Z: rendszám (W:74)

Relatív intenzitás Duane-Hunt törvény l 0 U 1,2345 l 0 U hc e 34 6,6x10 x3x10 19 1,6x10 8 12,345x10 7 Vm U kv l 0 nm E Hullámhossz (nm) ev 1,6 10 19 J Ha növeljük a gyorsító feszültséget: l 0 csökken I, intenzitás nő (minden l-n)

Relatív intenzitás Fékezési: folytonos emissziós sugárzás Karakterisztikus: vonalas em. sugárzás Hullámhossz (nm)

Röntgen-, mint elektromágneses sugárzás Bevezető

Sugárzások Egyenes vonalú terjedés (kölcsönhatás mentes esetben) Távolságfüggő intenzitás I I 0 1 r 2

Fény anyag kölcsönhatás DETEKTÁLÁS I 0 minta I I ~ A 2 I: intenzitás A: amplitúdó I ~ n n: fotonszám Reflexió Transzmisszió Abszorpció Szórás Jelentősége kicsi! Fontos a képalkotáshoz! Képalkotási hibaforrás! Jelentős!

Az EM-sugárzás kölcsönhatása anyaggal (makroszkópikus leírás) Az EM-sugárzás intenzitása az anyagon való áthatolása közben csökken, az egyes fotonok energiája nem. A fotonok száma Az intenzitás csökkenését exponenciális törvény írja le. I( x) I(0) e x I(0) = I 0 : a kezdeti intenzitás μ: lineáris gyengülési tényező x: a behatolás mélysége lin. attenuációs koefficiens

Intenzitás-csökkentő fizikai jelenségek Abszorpció: l: elemfüggő n=n/v: sűrűségfüggő A ~ λ 3 Z 4 dd Fotoeffektus -> másodlagos RTG sugárzás (karakterisztikus) -> Auger elektron Compton effektus: - energia -> nem érzékeny a detektor - szórás -> intenzitás csökkenés, életlen kép/kontraszt csökkenés

Fotoeffektus (fotoelektromos jelenség) Az elektromágneses sugárzás (gamma-, röntgensugárzás) energiáját teljesen elnyeli egy atomi elektron. A foton lendületét (impulzusát) az atom veszi át. Ha a gamma kvantumnak elegendő energiája van, ki tudja szabadítani az elektront a mag vonzásából. hν: az elnyelt foton energiája E: az elektron kötési energiája 1/2m 0 v 2 : az elektron mozgási energiája

Compton-szórás Elektromágneses sugárzás kölcsönhatása szabad, vagy gyengén kötött elektronokon. A Compton-effektus során egy energiájú és impulzusú foton rugalmasan ütközik egy elektronnal. impulzus- és energiamegmaradás