Röntgenphysik

I. Wesen und Eigenschaften der kurzwelligen Strahlen.- 1. Allgemeines.- 2. Grenzen des Spektralgebietes der Röntgen- und ?- Strahlen.- 3. Die Ausbreitiung der elektromagnetischen Schwingungen und deren Geschwindigkeit.- 4. Beugungs- und Interferenzerscheinungen.- 5. Brechung.- 6. Polarisation.- 7. Durchdringungsfähigkeit, Absorption, Streuung, Sekundärstrahlung.- II. Röntgenstrahlen und Atombau.- 1. Bau der Atome. Allgemeines.- 2. Entstehung der charakteristischen Strahlung und die Emission von Photoelektronen, reine Absorption.- 3. Streuung von Strahlen.- a) Compton-Effekt.- b) Raman-Effekt.- 4. Sekundäre Elektronenstrahlung.- 5. Umwandlungsmöglichkeiten der primären Röntgenstrahlenenergie.- 6. Kathodenstrahlen und ?-Strahlen.- a) Negative Strahlen, das Elektron.- ?) die Ladung des Elektrons, Elementarladung kleinster Teilchen, Ionenladung.- ?) Spezifische Ladung, Masse und Radius des Elektrons.- b) Positive Strahlen, das ?-Teilchen.- ?) Kanalstrahlen.- ?) Anodenstrahlen.- ?) ?-Strahlen.- 7. Aufbau der Kerne.- a) Ältere Kenntnisse über den Kern.- b) Bausteine der Kerne.- c) Entdeckung der neuen Elementarteilchen.- III. Entstehung der radioaktiven Strahlung..- 1. Zerfall der radioaktiven Elemente.- 2. Künstliche Radioaktivität.- a) Atomumwandlungen durch ?-Strahlen.- b) Umwandlungen durch Protonenstrahlen.- c) Umwandlungen durch Dentonenstrahlen.- d) Umwandlungen durch Neutronenstrahlen.- e) Umwandlungen durch ?-Strahlen.- 3. Stabilität.- IV. Schwächung, Absorption, Streuung.- 1. Schwächung.- a) Schwächungskoeffizient.- b) Absorptionskoeffizient und Streukoeffizient.- 2. Abhängigkeit der Schwächung von der Wellenlänge und der Ordnungszahl des schwächenden Elements, selektive Absorption.- a) Einfluß der Wellenlänge.- b) Einfluß der Ordnungszahl des Elements auf die Schwächung.- c) Schwächungsvermögen von Verbindungen.- 3. Der Streukoeffizient und sein Verhältnis zum Absorptionskoeffizienten.- 4. Heterogene Strahlengemische.- a) Wirkung von schwächenden Schichten auf heterogene Gemische.- b) Filterung.- c) Einfluß des Filtermaterials auf die Zusammensetzung der gefilterten Reststrahlung.- V. Erzeugung der Röntgenstrahlen und die Röntgenröhren.- A. Entstehung der Röntgenstrahlen.- 1. Bremsstrahlung.- 2. Intensität der Bremsstrahlung.- a) Der Nutzeffekt.- b) Abhängigkeit der Intensität von der Röhrenstromstärke.- c) Abhängigkeit von der Spannung und deren Verlauf.- ?) Spannung.- ?) Spannungsformen.- ?) Die Abhängigkeit von der Spannimgsform.- d) Der Einfluß des Anodenmaterials auf die Intensität der Bremsstrahlung.- e) Räumliche Intensitätsverteilung eines Röntgenrohres.- f) Brennfleck- und Stielstrahlung.- g) Einfluß der Röhrenwandstärke und Filterimg auf die Gesamtstrahlung einer Röntgenröhre.- 3. Qualität der Bremsstrahlung.- a) Stromstärke und Anodenmaterial.- b) Spannung und deren Verlauf.- c) Röhrenwandstärke und Filterung.- d) Brennfleck- und Stielstrahlung.- 4. Charakteristische Strahlung der Anode.- B. Technisches über Röntgenröhren.- 5. Ionenröhren.- a) Konstruktion.- b) Regulierung.- 6. Elektronenröhren.- a) Konstruktion.- b) Eigenschaften der Elektronenröhren.- 7. Neuzeitliche Ausführungsformen von medizinischen Röntgenröhren.- a) Brennfleck und Leistung.- ?) Die Größe des Brennfleckes.- ?) Belastbarkeit des Brennfleckes.- ?) Wirksamer Brennfleck.- ?) Astigmatismus.- ?) Steigerung des Güteverhältnisses.- ?) Leistung und Belastungszeit.- ?) Die Elektronenquelle.- ?)überlastung und Altern der Anode.- b) Kühlung.- ?) Strahlungskühlung.- ?) Kühlung durch Leitung.- c) Die Röhre als Ganzes, Vakuum.- d) Strahlen- und Hochspannungsschutz.- ?) Strahlenschutzvorrichtungen an der Röhre.- ?) Hochspannungsschutz.- e) Speziairöhren.- 8. Wissenswertes über die Behandlung von Röhren und über die Erkennung von Störungen.- VI. Stromquellen zum Betrieb von Röntgenröhren 119.- A. Grundlegendes aus der Elektrizitätslehre.- 1. Allgemeines.- 2. Vom Wechselstrom.- B. Technisches über Röntgenapparate.- 3. Induktorapparat mit Unterbrecher.- a) Konstruktion und Wirkungsweise.- b) Unterbrecher.- 4. Der Transformatorapparat.- a) Hochspannungstransformatoren.- b) Regulierung der Hochspannung.- c) Ventile und Gleichrichteranordnungen.- ?) Ventile.- ?) Gleichrichtung mit Ventilen.- ?) Mechanische Gleichrichtung und unsymmetrische Spannungsformen.- ?) Höchstspannungen.- 5. Niederspannungsseitige Meßinstrumente und Hilfsapparate.- a) Meßinstrumente.- ?) Strom und Spannung.- ?) Zeit.- ?) Milliamperesekundenmesser.- b) Regel- und Schaltorgane.- ?) Regelorgane.- ?) Schalter.- 6. Der Röntgenapparat als Ganzes.- a) Allgemeines.- ?) Obligate Stromkreise.- ?) Fakultative Stromkreise.- b) Der Aufbau der Röntgenapparate.- ?) Der Hochspannungsgenerator.- ?) Der Schalttisch.- c) Vorrichtungen und Maßnahmen zum Schutze des Apparats und zur Sicherimg der Funktion desselben.- ?) Schutz.- ?) Automatik.- d) Apparatetypen und Leistungsfragen.- ?) Spannungsanspruch: Diagnostik, Therapie.- ?) Leistungsanspruch: Diagnostik, Therapie, Nutzeffekt.- ?) Apparatetypen.- VII. Wirkungen der Röntgen- und ?-Strahlen.- A. Physikalische Wirkungen.- 1. Elektrische Wirkungen.- a) äußerer lichtelektrischer Effekt.- b) Innerer lichtelektrischer Effekt.- c) Ionisierung von Gasen.- 2. Wärmeentwicklung durch Röntgen- und ?-Strahlen.- 3. Lumineszenzerscheinungen.- B. Physikalisch-chemische Wirkungen.- 4. Auf disperse Systeme.- 5. Auf die Wasserstoffionen-Konzentration.- C. Chemische Wirkungen.- 6. Photochemische Reaktionen im Röntgen- und ?-Strahlengebiet..- 7. Wirkung auf die photographische Schicht.- D. Biologische Wirkung der Strahlen.- 8. Allgemeines über die Strahlenwirkung aller Wellenlängen.- a) Absorption.- b) Penetrante Strahlungen.- c) Ultraviolettes und sichtbares Licht.- 9. Physikalisches zur biologischen Wirkung der Röntgen- und Radiumstrahlen.- a) Allgemeines und Vergleichendes.- b) Theorien der biologischen Strahlenwirkung.- ?) Photochemische Theorie.- ?) Permeabilitätstheorie.- ?) Punktwärmehypothese.- c) Diskontinuierliche Wirkung der Strahlen.- VIII. Messung der Röntgenstrahlung.- A. Messung der Qualität.- 1. Spetrographie.- 2. Spannungsmessung.- a) Indirekte Messung.- b) Direkte Spannungsmessung.- ?) Das elektrostatische Voltmeter.- ?) Hochspannungsmessung durch Spannungsteilung.- ?) Kugelfunkenstrecke.- 3. Filteranalyse.- a) Homogene Strahlungen.- b) Strahlengemische.- c) Filteranalyse von Strahlengemischen.- ?) Allgemeines.- ?) Halbwertschicht.- ?) Heterogeni- tätsgrad komplexer Strahlungen.- ?) Qualitätsdiagramm.- ?) Qualitätsänderungen durch Schwächung in nieder - atomigen Körpern.- ?) Die praktische Messung der Halbwertschicht.- B. Die Messung der Quantität.- 1. Allgemeines über qualitative Dosimetrie.- a) Die Dosis.- b) ältere Dosimeterreaktionen.- 2. Ionisationsmessimg.- a) Ionisation der Luft.- ?) Sättigung.- ?) Wandschwächung.- ? ) Zusätzliche Wandstrahlung.- ?) Wandwirkungsausfall.- b) Messung der reinen Luftionisation.- c) Einheit der Dosis.- d) Kleinkammern.- ?) Fingerhutkammern.- ?) Topfkammer.- ?) Löffelkammer.- ?) Kondensatorkammern.- e) elektrische Messung der Ionisation.- 3. Dosismeßgeräte der Praxis.- a) Faßkammern.- ?) Eichstandgeräte von Küstner,.- ?) Universaldosismesser nach Rajewsky.- b) Meßgeräte mit Kleinkammern.- ?) Integrierende Dosismesser.- ?) Nichtintegrierende Kleinkammerdosimeter.- 4. Realisierung der Dosis.- a) Eichung von Dosimetern.- ?) Durch Absolutbestimmung.- ?) Durch Vergleich.- b) Die Realisierung einer Dosis.- 5. Räumliche Dosisverteilung in der Körpertiefe.- a) Oberflächeneinfallsdosis (OED).- b) Oberflächendosis (OD).- ?) Streuzusatz in Abhängigkeit von der Feldgröße.- ?) Die Oberflächendosis in Abhängigkeit von der Strahlen - qualität.- ?) Die Abhängigkeit des Streuzusatzes vom Fokus-Oberflächenabstand und von der Ordnungszahl des Streukörpers.- c) Die prozentuale Tiefendosis (TD).- ?) TD und Strahlenqualität.- ß) TD und Feldgröße.- ?) Beeinflussung der TD durch den Abstand.- ?) Einfluß der Homogenität.- d) Herddosis.- e) Besonderheiten, der räumlichen Dosisverteilung sehr harter Strahlen >.- 6. Physikalische und biologische Dosis.- a) Biologische Testobjekte.- b) Beziehungen der biologischen Dosiswirkung zur physikalischen Dosis.- ?) Einfluß der Qualität.- ?) Einfluß der Intensität.- 7. Strahlenschutzmessung.- a) Messung sehr kleiner Intensitäten.- b) Wirkung und Anwendung von Strahlenschutzvorrichtungen.- IX. Messung der Badiumstrahlen (?-, ß-, ?-Strahlen.- 1. Messung der ?-Strahlung.- 2. Messung der ?-Strahlen.- 3. Messung der ?- Strahlen.- a) Die strahlende Gerade.- b) Die strahlende Kugelfläche.- X. Hilfsverfahren und Hilfsgeräte der medizinischen Röntgenologie.- 1. Entstehimg der Röntgenbilder.- a) Geometrische Röntgenoptik.- b) Räumlich ausgedehntes Projektionszentrum, geometrische Unschärfe.- c) Durchdringungsfähigkeit der abbildenden Strahlen; Kontrast.- 2. Halterung von Strahlenquelle, Objekt und Bildmaterial.- a) Lagerung und Fixation der Patienten.- b) Halterung der Strahlenquelle.- c) Halterung des Bildmaterials.- 3. Blenden.- a) Randblenden.- b) Rasterblenden.- 4. Kymographie und Kinematographie.- 5. Tomographie.- 6. Stereoskopie.- 7. Geräte für gezielte Aufnahmen, Orthodiagraphie und Herzsteuerung.- a) Zielgeräte.- b) Orthodiagraphie.- c) Apparate zur Herzphasensteuerung.- 8. Verfahren zur Bestimmung der Dicke oder Dichte eines Objekts.- a) Densographie.- b) Aktinokardiographie.- XI. Außermedizinische Anwendungen der Röntgenstrahlen..- 1. Die Röntgenuntersuchung von Gemälden.- 2. Die röntgenologische Grobstrukturuntersuchung.- 3. Die röntgenographische Spektralanalyse.- 4. Die röntgenographische Feinstrukturuntersuchung.- a) Das Laue-Verfahren.- b) Das Drehkristallverfahren von Schiebold und Polanyi.- c) Das Pulververfahren nach Debye- Scherrer und Hull.- Sachverzeichnis..