14. Röntgenapparaat
Inleiding
Een deel van het elektromagnetisch spectrum is het gebied van de röntgenstraling. Dit ligt tussen het gebied van de ultravioletstraling en het gebied van de γ-straling. De golflengtes in het röntgengebied liggen tussen 0,001 nm en 10 nm.
De röntgenstraling wordt opgewekt in een hoogvacuüm gepompte buis, waarin elektronen vanuit de kathode met behulp van een spanning over de buis in de richting van de anode worden versneld. Hun kinetische energie wordt bij botsing met de atomen van het anodemateriaal voor 99,5% omgezet in warmte en voor 0,5% in röntgenstraling. De maximale waarde van de versnelspanning bij de röntgenbuis in dit experiment is 60 kV, zodat de minimale golflengte van de uitgezonden röntgenfotonen 0,021 nm is.
| Röntgen / divers | havo: makkelijk | vwo: makkelijk | Mobiel en UU |
Doel
Kennismaken met enkele eigenschappen van röntgenstraling.
Opstelling
De röntgenbuis zit in een kast met een voorkant van loodglas dat de geproduceerde röntgenstraling vrijwel volledig absorbeert. Bovendien is de röntgenbuis automatisch uitgeschakeld als deze kast open staat.
In de voorkant van de kast zijn voorwerpen te plaatsen. Op het fluorescentiescherm is de absorptie van röntgenstraling door deze voorwerpen zichtbaar.
Toepassingen
Het röntgenapparaat staat in ziekenhuizen onder andere voor de diagnose van botbreuken. Meestal gaat het daarbij om het maken van tweedimensionale beelden. Bij computertomografie met röntgenstraling ontstaat een driedimensionaal beeld: een CT-scan. Daarmee is een doorsnede van het lichaam vanuit elke gewenste richting zichtbaar te maken.
Bij wetenschappelijk, medisch en industrieel onderzoek wordt röntgendiffractie (zie experiment 16) gebruikt voor het vaststellen van de bouw van complexe moleculen (zoals eiwit- en DNA-moleculen), de kristalstructuur van materialen enzovoort. Röntgenbronnen worden ook gebruikt voor bijvoorbeeld het controleren van de kwaliteit van de pijpleidingen in het aardgasnet.