Рентгеновы лучи

Помимо просвечивания, рентгеновы лучи применяются в медицине для лечения некоторых болезней, как, например, злокачественных опухолей, лишаёв и других. Особенно важно лечение этими лучами раковых опухолей.

С большой пользой применяются рентгеновы лучи в промышленности. Инженеры и мастера на заводах могут теперь просветить любую деталь, пока она ещё не пошла в обработку или в сборку. Детали и части машин с внутренними изъянами можно своевременно забраковать. Таким образом, рентгеновы лучи помогают повышать качество выпускаемой заводами продукции.

На рисунке 14 приведён рентгеновский снимок медной трубки с внутренними разрывами, возникшими в процессе её протяжки. Они обнаруживаются на отпечатке в виде узких тёмных полос. На рисунке 15 приведён рентгеновский снимок куска металла с газовыми пузырями литья (внутри тёмные пятна). Так как отливка была сильно раковистой, оказалось выгодным просветить её всю и выбрать для работы лишь достаточно прочные места. Особенно важно просвечивание частей самолётов. Неисправность или недоброкачественность детали самолёта может вызвать аварию во время полёта в воздухе и привести к гибели лётчика и пассажиров. Поэтому некоторые детали самолётов просвечиваются полностью.

Рис. 14. Медная трубка с внутренними разрывами.

Рис. 15. Раковины в литье.

Рентгеновские снимки делаются не только с небольших деталей, но и с очень крупных машин и их частей. Большое значение имеет рентгеновское просвечивание паровых котлов. Паровые котлы изготовляются обычно из отдельных стальных листов, плотно скреплённых друг с другом при помощи сварки. Для надёжной работы котла очень важно, чтобы сварной шов всюду был прочен. Если в каком-либо месте сварного шва имеется трещина или раковина, то во время работы котла пар может разорвать котёл, что повлечёт за собой большие разрушения. Поэтому в сварных котлах рентгеновыми лучами просвечивается каждый сантиметр шва.

Рис. 16. Рентгеновский снимок сварного шва.

На рисунке 16 приведён рентгеновский снимок сварного шва. Тёмная полоса в середине указывает на внутренний разрыв.

Рис. 17. Просвечивание боковой обшивки корабля

Рентгеновское просвечивание применяется также на судостроительных верфях. На рисунке 17 показано просвечивание боковой обшивки корабля. И в этом случае контролируют качество соединения отдельных металлических листов обшивки.

До сих пор мы рассматривали только применения рентгеновых лучей в технике, основанные на их способности проходить сквозь непрозрачные для обыкновенного света тела. Благодаря этому они делают видимыми скрытые внутри тела дефекты. Но эти дефекты должны быть настолько большими; чтобы тень от них была видна на экране простым глазом. Однако рентгеновы лучи обладают такими свойствами, которые позволяют нам рассмотреть детали строения тел, невидимые в любой самый сильный микроскоп. А изучение строения тел позволяет учёным лучше понять, отчего зависят свойства этих тел: прочность, тягучесть, блеск и так далее. Зная это, человек может по своему желанию изменять свойства тел и изготовлять различные усовершенствованные материалы.

Применение рентгеновых лучей, выявляющее структуру строения окружающих нас тел, называется рентгеновским структурным анализом. Рентгеновский структурный анализ подтвердил предположения учёных о том, что все окружающие нас тела построены из мельчайших частиц: атомов и молекул. Размеры атомов и молекул настолько малы, что даже в самый сильный микроскоп тела кажутся сплошными, хотя на самом деле они состоят из отдельных частиц.

Изучая законы прохождения рентгеновых лучей через различные вещества, учёные могут определить, в каком порядке расположены атомы внутри вещества. С помощью рентгеновских снимков можно как бы увидеть атомы с увеличением в 100 и более миллионов раз.

Рентгеновский структурный анализ показал, что разные тела имеют различное строение, а свойства тел зависят от их строения. Так, например, мы знаем два тела — алмаз и графит. Химический анализ показывает, что оба они состоят из одного и того же элемента — углерода. Однако вид и свойства их настолько различны, что трудно найти между ними что-либо общее. В самом деле, алмаз — это самое твёрдое из всех известных на Земле веществ. Он используется для резки стекла и обработки различных металлов. А графит — его родной брат — мягок, легко растирается пальцами, мажется и оставляет чёрный след; из него изготовляют карандаши. Алмаз прозрачен, как стекло, а графит — чёрен и непрозрачен.

В чём же причина такого различия? Оказывается, в различном расположении атомов. На рисунке 18, а мы видим расположение атомов в алмазе, а на рисунке 18, б — в графите. Различным расположением атомов в алмазе и графите и объясняются их различные свойства. Можно привести и другие примеры.

Рис. 18. Модель расположения атомов в алмазе (а) и в графите (б)