31-5 Lekárske využitie žiarení

31-1 Akomodácia oka; 31-2 Farebné videnie; 31-3 Reč a sluch; 31-4 Biologické účinky žiarení; 31-5 Lekárske využitie žiarení; 31-6 Rádioaktívne izotopy ako značkovače; 31-7 Termodynamika života;

Úlohy

31-4 Biologické účinky žiarení

31-5 Lekárske využitie žiarení

Praktická lekárska veda sa vždy rýchlo chopila nových fyzikálnych poznatkov, a pokúsila sa ich použiť v osobný prospech ľudí. Röntgenové žiarenie – v priebehu pár mesiacov po ich objave – už používali v diagnostike. Röntgenový snímok, ktorý ukazuje našu kostru je dnes tak bežný, že o tom nebudeme ani veľa hovoriť. Kosti pohlcujú röntgenové žiarenie viac, ako mäkké tkanivá, pokožka, svaly, preto ich tieň sa objaví na fotografickej doske, či CCD zázname.

Aj mäkké tkanivá majú odlišnú schopnosť pohltiť röntgenové žiarenia, preto aj detaily mäkkých tkanív sa dajú ukázať, ak použijeme menej energetické röntgenové žiarenie (žiarenie s väčšou vlnovou dĺžkou), ktoré má menšiu prenikavú schopnosť.

Schopnosť látky pohltiť röntgenové žiarenie úzko súvisí s atómovým číslom atómov, ktoré sú v látke prítomné: prvky s vyšším atómovým číslom interagujú s röntgenovým žiarením intenzívnejšie – schopnosť pohltiť röntgenové žiarenie je úmerná druhej mocnine atómového čísla (počtu protónov v jadre atómu). Svaly obsahujú najmä kyslík, uhlík, vodík, menšie množstvo dusíka a iných prvkov. Atómové číslo týchto prvkov je malé, preto sa pohlcuje röntgenové a gama žiarenie v svaloch a iných mäkkých tkanivách len málo. Oproti tomu kosti – aj keď ich značná časť je voda – sa z väčšej časti skladajú z molekúl fosforečnanu vápenatého ( ${Ca}_{3} {({PO}_{4})}_{2}$ ). Vápnik aj fosfor majú stredne veľké atómové čísla (20 a 15), to je príčinou, prečo kosti pohlcujú röntgenové žiarenia výrazne lepšie, ako mäkké tkanivá.

Ak lekár chce skontrolovať stav čriev, či žalúdka, dá pacientovi vypiť roztok síranu bárnatého ( ${BaSO}_{4}$ ), ktorý je pre röntgenové žiarenie takmer nepreniknuteľné, nakoľko bárium má veľké atómové číslo (56).

Ak röntgenové žiarenie zosústredíme na nádor rakoviny, ich pomocou je možné bujniace sa nemocné bunky zabiť s minimálnym poškodením okolitých zdravých buniek. Existuje mnoho metód ako toho dosiahnuť aj pomocou iného ionizujúceho žiarenia. Ožarovanie benígnych nádorov je možné aj zapichnutím tenkostennej zlatej ihly do nádoru, kde ihla má dutinu a v dutine je rádioaktívny radónový plyn. Radón – v niekoľkých krokoch – sa rýchlo rozpadne na $_{83}^{214} Bi,$ ktorý vyžaruje vysokoenergetické žiarenie gama ( $1, 8 MeV$ ) s rovnakou ionizačnou schopnosťou, akú má röntgenové žiarenie.

31-6 Rádioaktívne izotopy ako značkovače