Forsøk og praktisk arbeid

Røntgenstråling

Læringsmål

Etter denne delen skal elevene kunne

  • beskrive røntgenstråling som energirike, ioniserende fotoner av elektromagnetisk stråling
  • beskrive hvordan røntgenbilder dannes
  • forklare hvordan de kvantefysiske prosessene comptonspredning og fotoelektrisk effekt inngår i vekselvirkning mellom røntgenstråling og kroppen
  • beskrive prinsippet for CT-avbildning og hvilke fordeler CT har framfor vanlig røntgenavbildning
  • gi eksempler på bruk av røntgenstråling til andre formål enn medisinsk avbildning

Gjennomføring og underveisvurdering

I "Snakk om røntgenbilder" vil du kanskje måtte forklare fotografisk film for elevene som aldri har vært borti dette før.

Hensikten med bildet er ikke bare å få frem at sola ikke sender ut røntgenstråler, men også hvordan ny teknologi ofte blir tatt imot med ukritisk tro på bruksområder. Et annet eksempel var da radioaktive stoffer ble oppdaget og ble fremmet som helsefremmende i mange produkter som dukket opp. Eksempler på ukritisk optimisme fra nyere tid er troen på fisjonskraftverk og kald fusjon.

Faglige forklaringer

røntgen roterende disk I Røntgen – tre møter er animasjonen fremstilt med at elektronene møter en roterende disk. Denne er som oftest fremstilt av wolfram eller en legering med wolfram. Årsaken til at wolframdisken roterer er for å unngå overoppheting. Disken er skråstilt for å få et størst mulig overflateareal som elektronene kan treffe.

Det fysiske prinsippet bak dannelsen av røntgenstråler er bremsestråling. Denne typen elektromagnetisk stråling oppstår når ladde partikler akselereres. I wolframdisken i røntgenapparatet bremses elektronene ned når de vekselvirker med atomkjernene i metallet.

I tillegg til bremsestråling får man også karakteristisk stråling. Dette er emisjonsspekteret som oppstår i det elektronene treffer dette metallet.

Når vi sier at grunnstoffer med høyt atomnummer absorberer røntgenstråling mest effektivt, kan vi veldig forenklet si at sannsynligheten for absorpsjon er proporsjonal med protontallet i tredje til femte potens. Det er også verdt åmerke seg at sannsynligheten avtar dramatisk med økt røntgenenergi.

 

røntgen skisse Når røntgenstrålingen møter kroppsvevet, kan vi få tre forskjellige fysiske prosesser. Alle kvantefysiske:

  • Fotoelektrisk effekt – brukes til for eksempel medisinske avbildninger. Gir god kontrast i røntgenbildet.
  • Compton-spredning – brukes til blant annet gjennomlysing av stoffer. Gir uklare bilder (svak kontrast/blur).
  • Pardanning – brukes i stråleterapi. Her kreves det at røntgenenergien er minst 1 MeV. Røntgenstråler brukt i vanlig diagnostikk er omlag 100 keV og pardanning vil derfor ikke forekomme ved røntgenfotografering.

 

CT-maskinen forveksles av og til med MRI-maskinen. De to bildene til venstre viser prinsippskisser av CT-maskiner, mens den til høyre er et bilde av en MRI-maskin.

CT og MR

Ekstrastoff

Besatt av en drøm – Historien om Rolf Widerøe av Aashild Sørheim Rolf Widerøe var en sentral skikkelse i utviklingen av lineærakseleratorer som blant annet brukes i røntgen og betatronen. Han var bror til den mer kjente Wiggo Widerøe, mannen bak flyselskapet Widerøe. For mer informasjon om Rolf Widerøe kan man lese biografien Besatt av en drøm – Historien om Rolf Widerøe av Aashild Sørheim.

Er del av