Röntgenphysik

I. Wesen und Eigenschaften der Röntgenstrahlen.- 1. Allgemeines.- 2. Grenzen des Spektralgebietes der Eöntgen- und ?-Strahlen.- 3. Ausbreitung und Geschwindigkeit der Eöntgenstrahlen.- 4. Beugungs- und Interferenzerscheinungen.- 5. Brechung, Dispersion und Reflexion.- 6. Polarisation.- 7. Durchdringungsfähigkeit, Übersicht.- II. Röntgenstrahlen und Atombau.- 1. Bau der Atome, Allgemeines.- 2. Absorption, Emission von Photoelektronen und charakteristische Strahlung.- 3. Die Streuung.- a) Compton-Effekt bei Röntgenstrahlen.- b) Tyndall- und Raman-Effekt.- 4. Der Paarbildungsprozeß.- 5. Der Kernphotoeffekt.- 6. Sekundäre Elektronenstrahlung.- 7. Absorption der gebildeten Elektronen.- 8. Umwandlungsmöglichkeiten der primären Strahlenenergie.- 9. Korpuskularstrahlen.- a) Das Elektron, Ladung, Masse.- b) Positive Strahlen.- ?) Kanalstrahlen.- ?) Anodenstrahlen.- ?) ? – Strahlen.- 10. Der Atomkern.- a) Ältere Kenntnisse über den Kern.- b) Aufbau der Atomkerne.- c) Entdeckung der neuen Elementarteilchen.- III. Entstehung der radioaktiven Strahlungen.- 1. Zerfall der radioaktiven Elemente.- 2. Künstliche Radioaktivität.- 3. Stabilitätsbetrachtungen.- IV. Schwächung, Absorption, Streuung, Paarbildung.- 1. Die Schwächung als genereller Vorgang.- a) Das formale Schwächungsgesetz und der Schwächungskoeffizient.- b) Der Masseschwächungskoeffizient.- c) Absorptionskoeffizient, Streukoeffizient und Paarbildungskoeffizient.- 2. Einfluß der Wellenlänge der Strahlung und der chemischen Zusammensetzung des schwächenden Stoffes, selektive Absorption.- a) Der Einfluß der Wellenlänge.- b) Der Einfluß der Ordnungszahl des Elements auf die Schwächung.- c) Schwächungskoeffizient von Verbindungen.- d) Gegenseitige Verhältnisse der Einzelvorgänge der Schwächung und theoretische Übersicht.- 3. Heterogene Strahlungen, Filterung.- a) Wirkung von schwächenden Schichten auf Strahlengemische.- b) Filterung.- c) Einfluß des Filtermaterials auf die Zusammensetzung der gefilterten Strahlung.- V. Erzeugung der Röntgenstrahlen, Röntgenröhren.- 1. Bremsstrahlung.- a) Entstehung der Röntgenstrahlung.- b) Theorie des Bremsspektrums.- c) Nutzeffekt.- d) Abhängigkeit der Intensität des Bremsspektrums von der Röhren stromstärke.- e) Abhängigkeit der Gesamtintensität vom Anodenmaterial.- f) Abhängigkeit der Intensität des Bremsspektrums von Spannung und Spannungsform.- g) Die räumliche Intensitätsverteilung der Strahlung einer Röntgenröhre.- h) Brennfleck- und Stielstrahlung.- i) Der Einfluß der Röhrenwandstärke und Filterung auf die Gesamtstrahlung einer Röntgenröhre.- 2. Qualität der Bremsstrahlung.- a) Stromstärke und Anodenmaterial.- b) Einfluß der Spannung und deren Verlauf auf die Qualität der Bremsstrahlung.- c) Abhängigkeit der Qualität von der Röhrenwandstärke und der inhärenten Filterung.- 3. Die charakteristische Strahlung der Anode.- 4. Die Ionenröhren.- 5. Glühkathodenröhren.- 6. Neuzeitliche Ausführungsformen von medizinischen Röntgenröhren.- a) Brennfleck und Leistung.- ?) Größe des Brennfleckes.- ?) Belastbarkeit des Brennfleckes.- ?) Wirksamer Brennfleck.- ?) Astigmatismus.- ?) Steigerung des Güteverhältnisses.- ?) Leistung und Belastungszeit.- ?) Überlastung und Altern der Anode.- b) Die Elektronen quelle.- c) Gitterröhren.- d) Röhren für sehr hohe Spannungen.- e) Kühlung der Anode.- f) Gesamtaufbau, Strahlen- und Hochspannungsschutz.- g) Speziairöhren.- VI. Stromquellen zum Betrieb von Röntgenröhren.- A. Grundlegendes aus der Elektrizitätslehre.- 1. Allgemeines.- 2. Wechselstrom.- B. Technisches über Röntgenapparate.- 1. Induktorapparate.- 2. Transformatorenapparate.- a) Hochspannungstransformatoren.- b) Regulierung der Hochspannung.- c) Ventile.- d) Gleichrichterschaltungen.- e) Mechanische Gleichrichtung.- 3. Höchstspannungsmaschinen zur Erzeugung von Röntgenstrahlen.- a) Der Bandgenerator von van de Graaff.- b) Der Resonanztransformator.- c) Der lineare Akzelerator.- d) Das Betatron.- e) Das Synchrotron.- 4. Schalt-, Kegel- und Meßorgane.- a) Schalter.- b) Kegelorgane.- c) Meßorgane.- d) Zeitschaltung.- 5. Der Röntgenapparat als elektrische Maschine.- a) Grundsätzliches.- b) Technischer Aufbau.- ?) Die Röntgenröhre mit Zubehör.- ?) Der Hochspannungsgenerator.- ?) Das Schaltaggregat.- ?) Leistungsfragen und Apparatetypen.- VII. Die Wirkungen der Röntgenstrahlen.- A. Allgemeiner Überblick.- B. Physikalische Wirkungen.- 1. Äußerer Photoeffekt.- 2. Innerer Photoeffekt.- 3. Lumineszenzerscheinungen und Farbänderungen.- 4. Die Cerenkow-Strahlung.- 5. Ionisation von Gasen.- 6. Wärmewirkung durch Röntgenstrahlen.- C. Chemische Wirkungen.- 1. Kolloide.- 2. Molekulardisperse Systeme.- 3. Wirkungen auf die photographische Emulsion.- D. Biologische Wirkungen.- 1. Der physikalische Primärvorgang.- 2. Der biologische Primärvorgang.- 3. Biologische Strahlenwirkungen.- 4. Der Dosisverlauf strahlenbiologischer Reaktionen.- 5. Die Treffertheorie der biologischen Strahlenwirkungen.- VIII. Messung der Röntgenstrahlen.- A. Messung der Qualität.- 1. Spektrographie.- 2. Spannungsmessung.- a) Indirekte Spannungsmessung.- b) Direkte Spannungsmessung.- ?) Das elektrostatische Voltmeter.- ?) Hochspannungsmessung durch Spannungsteilung.- ?) Kugelfunkenstrecke.- 3. Filteranalyse.- a) Homogene Strahlungen.- b) Strahlengemische.- c) Homogenität komplexer Strahlungen.- d) Qualitätsdiagramm.- e) Qualitätsänderungen durch Schwächung in niederatomigen Körpern.- f) Messung der Halbwertschicht.- g) Effektive Wellenlänge.- B. Messung der Quantität.- 1. Allgemeine Prinzipien der Dosimetrie.- 2. Messung der Luftionisation.- 3. Reine Luftionisation oder deren Äquivalent.- 4. Einheit der Strahlendosis.- 5. Messung der Strahlendosis.- 6. Messung von Röntgenstrahlen sehr hoher Energie.- 7. Dosismeßgeräte.- a) Faßkammergeräte.- b) Der Plattenkondensator.- c) Kleinkammergeräte.- d) Dosismeßgeräte der Praxis.- 8. Praktische Dosismessung.- a) Eichmessungen.- b) Standardmessung der Luftdosis.- 9. Räumliche Verteilung der Dosis in der Körpertiefe.- a) Oberflächeneinfallsdosis (OED).- b) Oberflächendosis (OD).- c) Abhängigkeit der Streuzusatzgröße.- ?) Einfluß der Feldgröße 243..- ?) Einfluß der Strahlenqualität.- ?) Abhängigkeit von Fokus-Oberflächenabstand und Ordnungszahl des Streukörpers.- d) Prozentuale Tiefendosis (TD).- ?) Tiefendosis und Strahlenqualität 248..- ?) Tiefendosis und Feldgröße.- ?) Beeinflussung der Tiefendosis durch den Abstand.- ?) Abhängigkeit der Tiefendosis vom Homogenitätsgrad.- e) Die Herddosis (HD).- 10. Methoden zur Verbesserung der Herddosis.- a) Mehrfelderbestrahlung.- b) Rotations- und Pendelbestrahlung.- c) Die Konvergenzbestrahlung.- d) Tiefendosis bei sehr harten Strahlungen.- e) Die Gitterbestrahlung.- 11. Verhältnis zwischen physikalischer und biologischer Dosis.- a) Biologische Testversuche.- b) Einfluß der Bestrahlungsbedingungen.- ?) Einfluß der Qualität 260..- ?) Einfluß der Intensität.- ?) Einfluß des Bereiches.- 12. Strahlenschutz.- a) Allgemeines.- b) Strahlenschutzmessungen.- c) Schutzvorrichtungen und Schutzstoffe.- d) Arbeitsdisziplin und Schutz des Patienten.- IX. Hilfsgeräte und Hilfsverfahren der medizinischen Röntgenologie.- 1. Entstehung der Röntgenbilder.- a) Geometrische Röntgenoptik, Zentralprojektion.- b) Räumlich ausgedehntes Projektionszentrum; geometrische Unschärfe.- c) Durchdringungsfähigkeit der bildgebenden Strahlung, Kontrast.- d) Hartstrahltechnik.- 2. Halterung von Objekt, Strahlenquelle und Bildmaterial.- a) Lagerung und Fixation des Patienten.- b) Halterung der Strahlenquelle.- c) Halterung des Bildmaterials.- 3. Strahlenblenden.- a) Randblenden.- b) Rasterblenden.- c) Kompensationsblenden.- 4. Kymographie und Kinematographie.- 5. Tomographie.- 6. Stereoskopie.- 7. Das Schirmbildverfahren.- 8. Geräte für gezielte Aufnahmen und Orthodiagraphie.- a) Zielgeräte.- b) Orthodiagraphie.- 9. Verfahren zur Messung der Dickenänderung.- a) Densographie.- b) Aktinokardiographie.- X. Außermedizinische Anwendungen der Röntgenstrahlen.- 1. Köntgenologische Gemäldeuntersuchung.- 2. Köntgenologische Grobstrukturuntersuchung.- 3. Köntgenographische Spektralanalyse.- 4. Eöntgenographische Feinstrukturuntersuchung.- a) Laue-Verfahren.- b) Drehkristallverfahren.- c) Pulververfahren.- Wichtige Konstanten.