07.02.2012 02:13

Erzeugung von Röntgenstrahlen

Erzeugung von Röntgenstrahlen

Röntgenstrahlen sind eine tolle Sache. Ohne sie könnte zum Beispiel die moderne Medizin nicht mehr existieren.
Die Röntgenstrahlung wurde 1895 von Wilhelm Conrad Röntgen entdeckt, als er den Transport elektrischer Ladung in Gasen untersuchen wollte.Zu diesem Zwecke hatte er in einem mit Vakuum gefüllten Glasrohr durch den Aufbau von hoher Spannung einen Austausch von Elektronen zwischen Kathode und Anode verursacht.
Dabei bemerkte er, dass sich einige herumliegende Fotoplatten schwärzten.
Neugierig geworden, versuchte er herauszufinden, ob die Schwärzung durch das normale Licht oder durch etwas anderes verursacht wurde. Also deckte er die Röhre mit schwarzer Pappe ab und verdunkelte den Raum. Als sich die Fotoplatten trotzdem färbten, folgerte er richtig, dass es eine noch unbekannte, für den Menschen unsichtbare Art der Strahlung geben musste. In den folgenden sechs Wochen erforschte er die Strahlen so intensiv, dass in den nächsten Jahrzehnten keine neuen Erkenntnisse mehr hinzugewonnen wurden. Auf dem unteren Foto seht ihr den Original-Versuchsaufbau Röntgens.
Doch was genau passiert eigentlich?
Röntgenstrahlen werden immer dann erzeugt, wenn Elektronen, bzw. ein Kathodenstrahl auf Material trifft.
Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten, wie bei diesem Aufprall Röntgenstrahlen entstehen können:
Man unterscheidet die Strahlungen in charakteristische Strahlung und Bremsstrahlung.

Bremsstrahlung
Ein negatives Elektron fliegt nah an einem Atomkern (positiv) vorbei. Das Elektron erfährt dann eine Anziehungskraft,die dazu führt, dass die Flugbahn des Elektrons gekrümmt wird. Die Folge dessen ist, dass das Elektron abgebremst wird und die dabei frei werdende Energie wird in kleinen Portionen von Röntgenlicht abgestrahlt.

Charakteristische Strahlung:
Die Energie, die frei wird, wenn ein Elektron von einer äusseren in eine innere Schale (Bahn) springt, um das Loch des weggeschossenen Elektrons zu füllen, bezeichnet man als charakteristische Röntgenstrahlung.

Röntgenstrahlen haben viele positive Eigenschaften. Da sie Materie durchdringen und nur selten von den Atomen absorbiert werden, kann man mit ihnen zum Beispiel durch die Haut eines Menschen “hindurch-sehen” und einen Blick auf die inneren Strukturen werfen. Das macht sich auch die Medizin zu Nutzen.
Da Röntgenstrahlen jedoch auch eine ionisierende Wirkung haben, ist dieser Vorgang nicht völlig ungefährlich. Röntgenstrahlung ist dann gefährlich, wenn sie die DNA schädigt, aber prinzipiell können alle Körperzellen geschädigt werden.
Schäden der DNA der Keimzellen (Eizelle,Spermien) können zu vererbaren Erkrankungen führen, Schäden der DNA der Körperzellen jedoch führen zu Krebserkrankungen, wobei 99,9% der DNA-Schäden durch körpereigene Reperatur beseitigt werden.
Letztendlich birgt jede Röntgenuntersuchung ein unkalkulierbares Risiko. Deswegen dürfen Röntgenunter-suchungen nur dann durchgeführt werden, wenn das Unterlassen der Untersuchung ein höheres Risiko beinhaltet als die Untersuchung selbst.