Hallo Experten. Ich habe mir Gedanken darüber gemacht, wie die Röntgenstrahlung physikalisch erfolgt. Was passiert, wenn wir danach die Bilder in der Hand halten? Und warum ist es so gefährlich? Danke.
Hallo Mario,
was Röntgenstrahlen sind, ist recht gut bei folgendem Link erklärt:
http://www.desy.de/pr-info/Roentgen-light/index.html
Und was die Gefährlichkeit angeht siehe hier:
http://imbie.meb.uni-bonn.de/radiologie/Patienteninf…
Schöne Grüße
W.B.
Hallo Experten. Ich habe mir Gedanken darüber gemacht, wie die
Röntgenstrahlung physikalisch erfolgt. Was passiert, wenn wir
danach die Bilder in der Hand halten? Und warum ist es so
gefährlich? Danke.
Jede elektromagnetische Strahlung transportiert Energie. Ein physikalisches Modell versucht die Ausbreitung als elektromagnetische Welle zu beschreiben, ein anderes Modell als ein Regen masseloser Teilchen, der „Photonen“. Beides sind aber nur Modelle, die etwas letzlich noch Unbekanntes zu beschreiben versuchen.
Wieviel Energie übertragen wird, hängt von der Strahlungsintensität ab und von der Frequenz. Und die ist bei Röntgenstrahlen schon wesentlich höher als z. B. bei der Abstrahlung eines Handys.
Diese Energie kann Zellen schädigen, Röntgenfilme belichten u.v.m.
Röntgenstrahlen sind im Wesentlichen elektromagnetische Wellen.
Diese können wie andere elektromagnetische Wellen die wir kennen - Sichtbares Licht, z.B. - eine Menge Energie transportieren. Bei Sonnenlicht merken wir das im besten Fall an der Erwärmung unserer Haut und wenn wir es übertreiben an einem saftigen Sonnenbrand.
Der Unterschied liegt allerdings darin, dass Röntgenstrahlung aufgrund ihrer Wellenlänge zur Durchdringung von Materie in der Lage ist, wie wir es auch von Gammastrahlung kennen. Dabei werden unterschiedliche Stoffe unterschiedlich gut durchdrungen. Metalle beispielsweise werden grundsätzlich sehr schlecht durchdrungen. Deshalb und aus einem weiteren Grund, zu dem wir gleich noch kommen, hängt Dir der Röntgen-Typ eine Bleischürze vor die Kronjuwelen.
Knochen wiederum schirmen Röntgenstrahlen etwas besser ab als weiches Gewebe. Deshalb bleiben sie auf den Bildern, die Du kennst, weiß. Dort durchdringt weniger Strahlung Deinen Körper und der Film wird deshalb weniger geschwärzt.
Jetzt hat Röntgenstrahlung allerdings einen gewaltigen Haken: Sie wirkt ionisierend.
Das heißt, sie ist im Stande, aus Molekülen durch „Herausschlagen“ eines oder mehrerer Elektronen Ionen zu machen. Diese wiederum können dann mit anderen Ionen oder Molekülen, mit denen sie eigentlich gar nicht in Bindung gehen sollten, eine Bindung bilden.
Dadurch kann Röntgenstrahlung das Erbgut mutieren, was Krebs, Unfruchtbarkeit, oder missgebildete Nachkommen bedeuten kann.
Und das ist der zweite Grund, wieso Du eine Bleischürze vor die Glocken bekommst und nicht vor, sagen wir mal … das linke Handgelenk.
Dazu gibt es einfache und schwierige Antworten:
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Die R-Strahlen entstehen durch Übergang von Elektronen zu den inneren Energieniveaus der strahlenden Atome, sie sind daher sehr energiereich (im Vergleich zu Licht z.B.). Wir reden da über die Energie der einzelnen Photonen …
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Diese R-Photonen schwärzen die Photoplatten - Film - (Silber der Emulsion fällt aus und ist schwarz). Je nach Absorption des durchstrahlten Objekts kommen mehr oder weniger Photonen auf der Photoschicht der Platte an.
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Die Gefahr der R-Strahlen kommt vor allem bei lebenden Kreaturen auf. Wenn diese von den Photonen „durchstrahlt“ werden, können die absorbierten Photonen die Erbsubstanz schädigen oder zerstören. Das Immunsystem ist in der Regel imstande, diese Schädigungen zu reparieren, aber wenn die Strahlung zu stark ist (zuviele Photonen pro qm), dann schafft das Immunsystem es nicht, die Reparatur durchzuführen …
Ich hoffe, ich habe Deine Fragen beantworten können. Falls noch welche existieren, bitte weiterfragen.
Hallo Experten. Ich habe mir Gedanken darüber gemacht, wie die
Röntgenstrahlung physikalisch erfolgt. Was passiert, wenn wir
danach die Bilder in der Hand halten? Und warum ist es so
gefährlich? Danke.
Hallo,
ich weiß zwar nicht genau, was in diesem Falle mit „physikalisch“ gemeint ist, aber ich werde Gleichungen einmal außen vor lassen und mich auf das Phänomen der Röntgenstrahlung als Solches beschränken.
Strahlung an sich zu erklären ist schon nicht ganz einfach, hier reicht aber die Beschreibung von Strahlung als elektromagnetische Wellen. (Im Falle von Röntgenstrahlung mit Wellenlängen zwischen 10^-8 und 10^-12 m. Ziemlich kurz.)
Nun ist es eine Eigenschaft von elektromagnetischen Wellen (zu denen auch Licht gehört) dass sie unterschiedliche Materialien verschieden gut durchdringen können. Es gelten hier folgende Faustregeln:
– Je höher die Dichte des Materials, desto schwieriger ist es zu durchdringen. (Stimmt aber auch nicht immer. Siehe Glas)
– Je kurzwelliger die Strahlung, desto besser passiert sie ein Material. Man kann sich behelfsweise vorstellen, dass die Wellen zwischen den Atomen „durchschlüpfen“. Das geht besser wenn die Wellen kürzer sind.
- Je dünner die Schicht, desto leichter ist sie zu passieren.
Da Röntgenstrahlung nun sehr kurzwellig ist, kann sie Materialien besser durchdringen als Sonnenlicht. Da aber unsere Knochen eine höhere Dichte haben das umgebende Gewebe (Muskeln, Sehnen, Fett etc.) kommen weniger Strahlen „durch“. Auf der Austrittsseite der Strahlung entsteht ein Schatten. Von dem kann man dann ein Foto machen bzw. direkt einen Film belichten.
In etwa ist das damit zu vergleichen, wenn man Eisstiele auf ein Blatt Papier klebt und es dann in die Sonne hält.
Das Problem mit kurzwelliger Strahlung ist, dass sie sehr energiereich ist. Diese Energie (bzw. einen Teil) gibt sie ab, sobald sie auf ein Hindernis trifft. Im Falle unseres Körpers sind das Zellen. Diese Energieübertragung kann das Erbgut unserer Zellen ändern. In harmlosen Falle führt das zum Absterben der betroffenen Zellen. Im ungünstigstem Falle zu deren Mutation mit der Folge eines bösartigen Tumors.
Ich hoffe ich konnte weiterhelfen.