Tia X và ứng dụng (File gồm hình ảnh minh họa; ảnh động)

Tia X là một tia bức xạ điện tử có thể xuyên qua các vật thể rắn và cả cơ thể người. Trong y học, tia X được ứng dụng để chụp các cấu trúc của xương và những cấu trúc khác trên cơ thể. Tuy nhiên, việc lạm dụng tia X có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe

Lớp: DH17DUO03 Nhóm 7

TIA X VÀ ỨNG DỤNG

TIA X VÀ ỨNG DỤNG

GVHD: NGUYỄN HẢI ĐĂNG

BÁO CÁO VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG

1 PHÁT HIỆN TIA X

Wilhelm Conrad

Röntgen (1845-1923)

Giải Nobel vật lý

1901

Từ các thí nghiệm của mình, Rontgen đã rút ra được kết luận:

Mỗi khi một chùm tia catot - tức là một chùm electron có năng lượng lớn

- đập vào một vật rắn thì vật đó phát

ra tia X.

1.1 NGUỒN GỐC TIA X

- Tia X được sinh ra khi chùm điện tử từ catot có năng lượng cao bắn phá vào

bia kim loại và đi xuyên sâu vào lớp vỏ nguyên tử của chất làm Anot  làm bật các electron trong cùng ra ngoài  làm phát ra tia X

- Tia X cũng được phát hiện từ các “sao lùn trắng, tâm thiên hà, hố

đen, các hệ sao đôi, hay pulsar”…

Pulsar (Ẩn tinh)

1.1 NGUỒN GỐC TIA

X

1.2 KHÁI QUÁT

Khái niệm: Tia X là bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng

nhỏ hơn tia tử ngoại trong khoảng 10 -12 m đến 10 -8 m

- Tia X có bản chất là sóng điện từ bao gồm hai thuộc tính sóng và

hạt, gọi là lưỡng tính sóng-hạt

 Thường chia làm 2 loại:

- Tia X cứng (có bước sóng ngắn: 0,01-0,1nm): có khả năng đâm

xuyên mạnh

- Tia X mềm (có bước dài 0,1-1nm): tính đâm xuyên yếu hơn

NGUỒN PHÁT XẠ TIA X NGUỒN PHÁT XẠ TIA X

2 2 1

1

2 NGUỒN PHÁT X TIA X

 Hoạt động:

 Bóng khí kém (Crooker): Dòng điện tử được giải phóng khi anot

ion hóa lượng khí trong bóng giải phóng electron tự do sau đó

gia tốc chúng bằng nguồn điện cao thế bắn phá vào catot  phát ra

tia X.

Bóng khí kém (Crooker)

2 NGUỒN PHÁT X TIA X

- Năng lượng của chùm điện tử tỉ lệ nghịch với bước

sóng của nó:

Trong đó, h=6,625.10 -34 Js là hằng số Planck, c=3.10 8 m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không (hệ đơn vị SI).

ε

=

Do có thể dễ dàng điều chỉnh được cường độ và độ đâm

xuyên của chùm tia X nên ngày nay hầu hết máy X-quang

trong y tế đều sử dụng nguồn phát tia là bóng chân không.

- Bước sóng chùm tia X phát ra càng nhỏ thì năng

lượng của nó càng lớn và độ đâm xuyên của chùm tia càng lớn



hc

Sợi đốt vonfram

3 CẤU TẠO CỦA TIA X

4 NGUYÊN LÝ PHÁT XẠ

 Chùm tia X phát ra từ Anot của bóng phát xạ tia X theo 2 cơ

chế:

1 2

Tia X Electron

- Bức xạ hãm: Electron bị hãm trong điện trường hạt nhân, mất năng lượng và lệch hướng, phần electron dư  phát xạ tia X.

- Bức xạ đặc trưng: Electron tới va chạm với electron trong cùng, làm

bật nó ra ngoài và các Electron ở mức năng lượng cao hơn nhảy vào chổ trống  phát ra tia X.

K L M

Neutron

Năng lượng bức xạ

Sự kích ứng bên ngoài Electron

bị bắn ra

5 TÍNH CHẤT

6.1 ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

HỌC Tia X có thể đâm xuyên qua MTVC, tấm nhôm dày,… nhưng bị

tấm chì vài milimet chặn lại  Tấm chắn bảo vệ cho người chụp tia X

Tia X

Phim X-Quang

Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh (mô tế bào)  Chụp X-quang

6.1 ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

Diệt vi khuẩn Tiêu diệt TB ung thư

6.1 ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

Tia X có tác dụng sinh lý mạnh: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn

 XẠ TRỊ

Có khả năng ion hóa chất khí Ứng dụng tính chất này, người ta làm máy đo liều lượng tia X

Máy đo liều lượng tia X

6.1 ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

Kiểm tra hành lý

6.2 ỨNG DỤNG TRONG HÀNG KHÔNG

6.3 ỨNG DỤNG TRONG THIÊN VĂN

Dựa vào nguyên lý bức xạ của vật đen tuyệt đối thiên thể có nhiệt độ cực cao  tạo ra tia X. Từ đó các nhà khoa học có thể đo được nhiệt độ của các vì sao

6.2 ỨNG DỤNG TRONG THIÊN VĂN

Ngoài vũ trụ có nhiều đám mây bụi nên các nhà khoa học đã áp

dụng tia X vào kính viễn vọng Hubble để có thể chụp xuyên được

đám mây bụi và quang sát được các vật thể ở rất xa

Mặt trời chụp dưới tia X Kính viễn vọng Hubble Các thiên hà chụp được bởi

kính Hubble

5

1 6

CÂU HỎI

Ở lĩnh vực Y học tia X ứng dụng trong máy chụp X-quang dựa vào tính chất nào ?

Câu 1

Câu 1

B Có khả năng ion hóa nhiều chất

A Có khả năng đâm xuyên mạnh và tác dụng lên phim ảnh

C Tác dụng mạnh trong hiện tượng quang điện trong và quang điện ngoài

D Hủy diệt tế bào nên có tác dụng trong chữa bệnh ung thư

Đáp án

Câu nào sau đây là “SAI” khi nói về tia X?

Câu 2

Câu 2

B Có bản chất là sóng điện từ

A Có bước sóng ngắn hơn bước sóng tia tử ngoại.

D Có khả năng đâm xuyên qua chì

C Bước sóng chùm tia X phát ra càng nhỏ thì khả năng đâm xuyên càng lớn

Đáp án

2 Tia X có bản chất là sóng điện từ

Có bao nhiêu đáp án đúng?

Câu 3

Câu 3

1 Tia X là bức xạ không nhìn thấy

4 Năng lượng chùm điện tử tỉ lệ nghịch với bước sóng

Phát biểu nào sau đây là “SAI” khi nói về tia X?

Câu 4

Câu 4

B Tia X không có trong ánh sáng Mặt Trời khi truyền tới Trái Đất

A Tia X có bức xạ sóng điện từ khoảng 10 -12 m đến 10 -8 m

C Tia X cũng có thể tìm thấy ở các sao neutron

D Ta thường phân biệt tia X cứng và tia X mềm nhờ vào khả năng đâm xuyên mạnh hay yếu

Đáp án

Năng lượng của photon ứng với ánh sáng có bước sóng

A Mắt ta nhìn thấy tia X cứng màu tím và tia X mềm màu đỏ

C Tia X làm phát quang nhiều chất, gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết các kim loại

D Tia X có tác dụng sinh lý mạnh: hủy diệt tế bào, vi khuẩn…

Đáp án