Rentgenové záření Rentgenové záření je forma elektromagnetického záření o vlnových délkách 10 nanometrů až 1 pikometr. Využívá se při lékařských vyšetřeních a v krystalografii. Jedná se o formu ionizujícího záření a jako takové může být nebezpečné.

Historie Rentgenové záření objevil v roce 1895 německý fyzik W.C.Röntgen při studiu výbojů v plynech. Za objev rentgenového záření mu byla v roce 1901 udělena Nobelova cena za fyziku. Na vývoji rentgenového záření se podílelo mnoho fyziků (Wilhelm Conrad Röntgen , Johann Wilhelm Hittorf , Nikola Tesla, Thomas Alva Edison)

Vlastnosti Je neviditelné Prochází hmotou v níž se částečně absorbuje, přičemž množství absorbovaného záření závisí na složení hmoty (průměrném protonovém čísle, hustotě a tloušťce) a na kvalitě záření (jeho vlnové délce). Ionizuje vzduch a jiné plyny. Způsobuje zčernání fotografické desky nebo filmu. Je škodlivé k živým organismům, rostlinám a působí biologické, chemické a genetické změny.

Wilhelm Conrad Röntgen Německý fyzik s holandskými předky se narodil 27. března 1845 v Lennep. Uznání svých kolegů se dočkal až ve čtyřiceti letech, a když šťastnou náhodou objevil paprsky, které potom dostaly jeho jméno, tak mu bylo ještě o deset let více. Protože si však svůj objev Röntgen nepatentoval, zemřel v chudobě 10. února 1923 v Mnichově na rakovinu.

Vznik Přirozeným zdrojem jsou hlavně hvězdy. Umělým zdrojem rentgenového záření je rentgenka. Záření vzniká prudkým zabrzděním velmi rychle letících elektronů o hmotu vysoké hmotnosti. V rentgence musí dojít k nažhavení katody. Přiložíme-li mezi katodu a anodu napětí, dají se elektrony do pohybu směrem k anodě. Při nárazu na anodu se jejich kinetická energie mění přibližně 1 % v RTG záření a 99 % kinetické energie se mění na teplo.

Rentgenka Jedná se o skleněnou trubici s katodou a anodou, ve které je hluboké vákuum. Katoda je tvořena žhaveným wolframovým vláknem. Paprsky dopadají na anodu, která musí být intenzivně chlazena vodou, vzduchem nebo rotací, při které se neustále mění místo dopadu elektronového svazku.

Druhy rentgenového záření Z anody vystupuje RTG záření dvojího druhu – brzdné a charakteristické. Brzdné záření Rychle letící elektrony se po dopadu na terč brzdí a dochází ke změně jejich dráhy. Energie, kterou elektrony při průchodu terčem ztratily, se vyzáří ve formě brzdného RTG záření. Brzdné záření má široké a spojité energetické spektrum. Čím je větší energie (rychlost) elektronů, tím tvrdší záření vzniká.

Charakteristické záření Vzniká tak, že elektron letící z katody vyrazí za slupek anody K a L elektron. Tím vzniká prázdné místo, na které přeskočí elektron ze vzdálené slupky. Uvolní se přebytek energie ve formě RTG záření. Má čárové spektrum, které je závislé na materiálu anody.

Rentgenová krystalografie Je to fyzikálně-chemická metoda zabývající se studiem interakce krystalických vzorků s rentgenovým zářením. Při průchodu tohoto záření krystalem dochází k difrakci záření, a to následně dopadá na stínítko. Pro každý krystal vznikne unikátní difrakční vzor na stínítku. Tento difrakční vzor je analyzován počítačem, který podle určitého algoritmu vytvoří mapu elektronové hustoty zkoumané látky. V dalším kroku je syntézou dat z mapy elektronové hustoty a chemické struktury dané látky počítačem vytvořen skutečný 3D model molekuly. Difrakce (česky ohyb) je jev, u kterého se vlnění dostává do oblasti geometrického stínu. Tento proces lze sledovat, když prochází světlo štěrbinou, jejíž šířka je srovnatelná s vlnovou délkou světla. Za štěrbinou se na stínítku zobrazí difrakční neboli ohybové obrazce, tj. světlé a tmavé proužky různé šířky.

První použití rentgenové krystalografie je datováno do roku 1959, kdy byla analyzována prostorová struktura u molekuly hemoglobinu. Tato metoda se používá k určení prostorové struktury bílkovin a určení funkce různých vitamínů, léků, enzymů a nukleových kyselin.

Využití Lékařské využití ké Rentgenové záření může být využito pro zobrazení detailů kostí a zubů (skiagrafie), popřípadě za pomoci vhodných technik i ke zkoumání měkké tkáně (denzitografie, subtrakční skiagrafie, tomografie). Radiologie je specializovaný obor lékařství využívající rentgenového záření v diagnostice. Toto je pravděpodobně nejčastější využití rentgenového záření.

Průmyslové využití V průmyslu se rentgenové záření využívá ke kontrole materiálů, cílem je najít skryté vnitřní nebo povrchové vady. Každá vnitřní vada znamená zeslabení nebo změnu struktury prozařovaného materiálu. V takovém místě se změní intenzita procházejícího záření.

Využití v umění Díky RTG záření se mohou odhalovat padělky uměleckých předmětů, bez poškození obrazů zjišťovat použité malířské techniky a pátrat po historických souvislostech jejich tvorby.

Jaderné elektrárny V podstatě se jedná o parní elektrárnu, ve které se energie získaná jaderným reaktorem používá k výrobě páry v parogenerátoru, což znamená že se nevypařují žádné toxické nebo zdravý škodlivé plyny, proto je tato výroba elektrické energie jedna z nejekologičtějších a nejúčinnějších. Avšak radioaktivní záření má negativní dopad na životní prostředí a organismy. Například výbuch jaderné elektrárny Černobyl si vyžádal 985 000 obětí (do roku 2004), borovicový les ležící v blízkosti elektrárny se po výbuchu díky vysoké radioaktivitě jevil rudě červený.