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Röntgenstrahlen sind kurzwellige, unsichtbare elektromagnetische Strahlen (Wellenlänge 0,1nm bis 0,1pm), die meistens in einer Röntgenröhre erzeugt werden.

Wirkungsweise Bearbeiten

640px-Roentgen-Roehre.png

Röntgenröhre - Schema Funktion

Röntgenstrahlen werden in Röntgengeräten erzeugt, die als hauptsächlichen Bauteil eine Röntgenröhre enthalten. Diese Röntgenröhre besteht aus einer Glühkathode, an die eine Heizspannung gelegt wird, so dass infolge der Glühemission Elektronen aus ihr austreten. Zwischen Anode und Kathode wird eine Hochspannungsquelle von 30 000-150 000 Volt Spannung geschaltet. Die emittierten Elektronen werden von der Kathode auf eine spiegelförmige, schräge Hilfsanode (Antikathode) hin beschleunigt. Ein Wehneltzylinder um die Kathode konzentriert den Elektronenstrahl auf die Anode. Die Röntgenröhre ist stark evakuiert. Nach dem Aufprall der Elektronen auf die Hilfsanode (Antikathode) entstehen unsichtbare Strahlen, die die Glasumwandung und einen Fluoreszenzschirm zum Leuchten bringen. Bei ihrer plötzlichen Abbremsung an der Anode erzeugen sie Röntgenstrahlen, dabei wird einerseits ein kontinuierliches Wellenlängenspektrum erzeugt (Bremsstrahlung), andererseits existieren einige wenige scharfe Linien, die vom jeweiligen Material der Anode abhängen (charakeristisches Spektrum). Für medizinische Zwecke wird die Bremsstrahlung benutzt, für Materialuntersuchungen werden die charakteristischen Linien wegen ihrer viel höheren Intensität verwendet. Wenn eine Papiertüte in den Strahlenweg gehalten wird, treten die Strahlen ungehindert hindurch, so dass der Schirm weiter fluoresziert. Wird ein Schlüssel in die Tüte gelegt, so erscheint dessen Silhouette auf dem Schirm. Der Schlüssel absorbiert die Röntgenstrahlen und erscheint deswegen als dunkler Schatten. Der restliche Teil des Schirmes fluoresziert weiter. Benutzt man eine Fotoplatte statt des Fluoreszenzschirms, so wird sie außerhalb des Schattenbildes des Schlüssels vollständig geschwärzt. Auf diese Weise erhält man das sogenannte "Röntgenbild" des Gegenstandes. Somit entstehen Röntgenstrahlen beim Abbremsen schneller Elektronen durch ein Hindernis, insbesondere durch metallische Elektroden. Sie durchdringen Materie, wobei dünnere Körper und leichtere Stoffe die Strahlen besser durchlassen. Von vielen Metallen werden sie stark absorbiert. Sie können Fluoreszenz erzeugen und einen fotografischen Film schwärzen. Ihre unterschiedliche Durchdringungsfähigkeit bei chemisch verschiedenen Stoffen wird zur medizinischen Diagnose und zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung angewandt.

Aufbau Bearbeiten

Röntgenstrahlen – Aufbau einer Röntgeneinheit:

  • Generator: Liefert Röhrenstrom an der Kathode und sorgt für elektrisches Feld zwischen Kathode und Anode (Transformation auf 70 kV und Gleichrichtung).
  • Röntgenröhre: Evakuierte Glasröhre, die sich in einem mit Öl gefülltem Tank befindet, welcher zusätzlich von einem mit Blei ausgekleideten Gehäuse umgeben ist (Röhrenschutzgehäuse). Aufnahme von Kathode und Anode, Röntgenstrahlen werden nur am Strahlenaustrittsfenster entlassen.[1]

Geschichte Bearbeiten

Gedenkstein Opfer Röntgenstrahlung.JPG

Gedenkstein - Opfer Röntgenstrahlung

Am 8. November 1895 entdeckte Wilhelm Conrad Röntgen neuartige Strahlen, die er erst "X"-Strahlen nannte und die heute in Deutschland nur noch als "Röntgenstrahlen" bekannt sind. Ende des Jahres arbeitete Röntgen gerade mit "Kathodenstrahlen", als er bei einer bestimmten Versuchsanordnung plötzlich Licht sah, obwohl es eigentlich gar keines geben durfte. Seine große Leistung bestand nun darin, dass er dieser Erscheinung konsequent nachging und versuchte, das Wesen und die Herkunft seiner "X"-Strahlen zu ergründen. Er war so gewissenhaft, dass es mehr als 10 Jahre dauerte, bis andere Physiker weiterführende Erkenntnisse über die Strahlen erlangten. Die wohl wichtigste Entdeckung, die er dabei machte, war die Tatsache, dass Röntgenstrahlung durch Materie hindurchgeht und man das Innere dieser Materie "fotografieren" kann. In dieser Entdeckung haben unsere heutzutage alltäglichen "Röntgenbilder" ihren Ursprung.

Siehe auch Bearbeiten

Wehneltzylinder

Literatur Bearbeiten

  • Christoph Benz, Eberhard Sonnabend, Maximilian Wilhelm: Röntgentechnik und -verordnung. Elsevier, München; Auflage: 1 (13. Juli 2006), ISBN 3437482807
  • Ingrid Masswig: Röntgen-Strahler. ISBN 3110102528

Weblinks Bearbeiten

Fußnoten Bearbeiten

  1. *Röntgenstrahlen, Physikalische Grundlagen und Aufbau einer Röntgeneinrichtung, edu.zmk-roentgen.de

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