Röntgenstraling
Röntgenstraling, genoemd naar de ontdekker ervan, Wilhelm Röntgen, is elektromagnetische straling met een hogere energie dan zichtbaar licht. De golflengtebegrenzing is arbitrair maar ligt ruwweg tussen die van ultraviolet licht en gammastraling, van ca. 4,5 nm (nanometer) tot 0,1 nm; of ca 1 tot 100 keV.
Röntgenstraling wordt evenals ultraviolette straling door de atmosfeer tegengehouden en de röntgenstraling van de zon bereikt ons dus niet. Röntgenstraling behoort tot de ioniserende stralingssoorten, en kan dus in stoffen waar hij op valt chemische reacties teweegbrengen. Als de bestraalde stof levend weefsel is kan dit leiden tot stralingsschade aan het DNA, en dus potentieel ook tot kanker. Onnodige blootstelling aan elke vorm van ioniserende straling dient dus zoveel mogelijk te worden voorkomen.
| Table of contents |
|
2 Techniek 3 Analyse |
Toepassing
Niettemin heeft röntgenstraling belangrijke toepassingen in de geneeskunde. Vooral omdat hij door de meeste zachte weefsels wordt doorgelaten, maar door calciumhoudend weefsel (bot) veel minder. Sinds meer dan een eeuw kan daarom het skelet makkelijk met röntgenstraling worden afgebeeld.
Toepassingen in de geneeskunde zijn:
- in de diagnostiek als beeldvormende techniek (zie röntgenfoto, CT-scan en röntgendoorlichting) en
- therapeutisch door het bestralen van kwaadaardige gezwellen.
Gewone, lichtgevoelige film is gevoelig voor röntgenstraling, zelfs als de verpakking er nog omheen zit. Kort na de ontdekking ervan werd röntgenstraling daarom veel gebruikt in een soort kermisattracties, waarbij men de botten van zijn of haar hand kon laten afbeelden. Verduistering was dan niet nodig. Ook is röntgenstraling in schoenenwinkels wel gebruikt om na te gaan of schoenen de juiste maat hadden. Pas veel later werd duidelijk dat röngenstraling ook schadelijk is, vooral bij grote of langdurige blootstelling.
Ook in de techniek vinden röntgenstralen veelvuldig toepassing, bijvoorbeeld voor het controleren van lasnaden op fouten.
Techniek
Röntgenstraling wordt meestal in een röntgenbuis opgewekt als remstraling, die ontstaat wanneer elektronen die in vacuum eerst door middel van een elektrisch veld zijn versneld op een doel te laten botsen, meestal van wolfraam of een ander hard materiaal met een hoog smeltpunt. De maximale energie van de röntgenstraling die zo ontstaat is evenredig met de aangelegde elektrische spanning en wordt daarom vaak in kilovolt uitgedrukt. Bij het opwekken van intense stralingsbundels wordt het doel erg warm en daarom hebben de zogenaamde röntgenbuizen waarin de straling wordt opgewekt allerlei koelvoorzieningen (bijvoorbeeld waterkoeling en/of snel ronddraaien van het doelmateriaal)
Analyse
Naast de remstraling die een continue verdeling van golflengten bezit (witte straling) wordt er ook specifieke straling vrijgemaakt in het doel omdat elektronen uit de binnenste schil van de atomen in het materiaal worden losgeslagen en het ontstane gat weer opgevuld wordt. De zo ontstane fotonen hebben een scherp bepaalde golflengte die karakteristiek is voor het doelwit-element. Deze straling vindt toepassing in een aantal belangrijke analysetechnieken, zoals:
- Röntgendiffractie, hierbij wordt veelvuldig gebruik gemaakt van koper en molybdeen doelmaterialen.
- Röntgenfluorescentie
- Element analyse in scanning elektronen microscopie
Röntgenstraling kan niet worden afgebogen door lenzen en slechts beperkt worden gespiegeld en dat maakt een aantal toepassingen analoog aan die van zichtbaar en ultraviolet licht moeilijker te verwezenlijken - lasers, spiegels, beeldvorming door telescopen etc. die voorzover ze mogelijk zijn via andere wegen moeten worden gerealiseerd. Zie hiervoor Röntgenoptiek.
