17 О рентгеновских излучениях

17

О рентгеновских излучениях

Наблюдая неожиданное поведение различных металлов относительно отражения излучений (см. «Electrical Review» от 1 апреля 1896 г.), я попытался решить несколько остававшихся неясными вопросов. Поскольку первостепенную важность приобретало определение точной последовательности металлов, или проводников, относительно их способности к отражению, я, оставляя для позднейших исследований измерение количества отраженных лучей, немного модифицировал аппарат и методику, описание которых приведено в упомянутом выше сообщении. Были использованы две пластины из разных металлов, отражающее свойство которых следовало сравнить. Для этого пластины укреплялись на свинцовой пластине, так что отражающая поверхность была разделена на две половины по линии соединения. Кроме того, чтобы не допустить рассеивания и смешивания лучей, отраженных от обеих половин, я разделил свинцовую коробку посередине на два отделения с помощью толстой свинцовой перегородки. Предусматривались меры, чтобы плотность лучей, падающих на отражающие поверхности, являлась как можно более однородной, и с этой целью стеклянная трубка, вмещающая в себя лампу, была поднята настолько, чтобы облучалась только полусфера ее дна. Лампа помещалась точно в центр, чтобы обе половины отражающей пластины подвергались облучению в равной степени.

Из-за оплошности в проведенных ранее экспериментах я не сумел получить данные о железе и попытался определить его место [в ряду других металлов], сравнивая его с медью, используя пластины из железа и меди. Эксперименты показали, что железо отражало почти так же, как медь, но этим методом невозможно оказалось с уверенностью определить, который из металлов отражал лучше. Далее тем же методом попытался определить лучший отражатель, сравнивая олово и свинец. Было проведено три эксперимента, и в каждом случае металлы вели себя почти одинаково, но олово проявило себя чуть лучше. На завершающем этапе я исследовал свойства магния в сравнении с цинком. Эксперименты показали, что магний отражает немного лучше.

Я пока не испытываю удовлетворения от примененного способа и, учитывая важность этого свойства металлов, попытаюсь изобрести аппарат, который будет избавлен от недостатков, присущих нынешнему. И счел реально достижимым сократить время экспозиции до нескольких минут, применяя флюоресцирующую бумагу.

Ил. 1

В своих предыдущих сообщениях я прямо указал на практическое значение использования подходящих отражателей. Кое-кто был бы склонен сделать вывод, что, поскольку в условиях описанных выше экспериментов цинк, например, отражал лишь три процента прямых лучей, выигрыш от применения цинкового рефлектора оказался бы невелик. Это, конечно, заблуждение. Прежде всего следует помнить, что в приведенных выше примерах угол падения составляет 45 градусов, а чем больше угол, тем большая часть лучей будет отражаться. Неуклонный закон отражения всё еще является определяющим. А теперь предположим, что теневой снимок объекта производится с расстояния D. Чтобы получить четкий снимок, расстояние должно быть не менее двух футов; я же всё более и более склоняюсь к мысли, что оно должно быть еще больше. Рассмотрим простой пример. Если мы возьмем сферическую колбу с электродом, то вся поверхность будет облучаться одинаково и любая точка поверхности сферы, очерченной радиусом D вокруг электрода, получит равное количество лучей. Площадь поверхности этой сферы будет равна 4?D?. Объект, теневой снимок которого необходимо сделать, может иметь небольшую площадь а, которая получит лишь незначительную часть всех испускаемых лучей, и эта часть выражается соотношением: а/4?D?. Мы практически не можем рассчитывать на меньшее реальное соотношение, чем а/4?D?, но в том случае, если радиус D очень большой, а объект с площадью а мал, это соотношение может быть столь невелико, что, очевидно, используя подходящий отражатель, мы сможем без труда сконцентрировать на площади а количество лучей, в несколько раз превышающее то, которое упало бы на нее без применения рефлектора, несмотря на то, что мы умеем отражать лишь несколько процентов совокупных падающих лучей.

В качестве доказательства эффективности такого отражателя демонстрируется прилагаемый отпечаток плеча и ребер человека. В эксперименте был применен цинковый отражатель в виде воронки высотой 2 фута с отверстием 5 дюймов в основании и 23 дюйма в верхней части. Трубку, во всех отношениях подобную описанным выше, подвешивали в воронке таким образом, чтобы закрепленный экран внутри трубки находился над воронкой. Расстояние от электрода до чувствительной пластины составляло четыре с половиной фута. Расстояние от конца трубки до пластины составляло три с половиной фута. Экспозиция длилась 40 минут. На пластине все плечевые кости и ребра отразились очень контрастно и четко, но я не могу сказать, насколько четко они проявятся на снимке. Я избрал тот же самый объект, что был представлен в моем первом сообщении на ваших страницах, с тем чтобы дать более наглядное представление о достигнутых успехах. Легче всего будет оценить прогресс, если сообщить, что в этом опыте расстояние увеличено более чем в два раза, а время экспозиции сокращено более чем наполовину. Но самое важное значение отражения состоит в том, что оно позволяет использовать много ламп, не жертвуя при этом точностью и четкостью, а также дает возможность концентрировать большое количество лучей на очень маленькой площади.

С того времени как профессора Генри и Сальвиони предложили использовать фосфоресцирующие и флюоресцирующие вещества с чувствительной пленкой, для меня не составило труда сократить время экспозиции до нескольких минут или даже секунд. По сию пору бытует мнение, что вольфрамат кальция, предложенный недавно Эдисоном и выпускаемый компанией «Эйлсворт и Джексон», является наиболее чувствительным веществом. Я раздобыл его образец и использовал в серии опытов. Это вещество флюоресцирует определенно лучше, чем бариево-платиновый цианид, но из-за величины кристаллов и неизбежной неравномерности распределения на бумаге оно не оставляет сплошного отпечатка. Чтобы его можно было использовать в сочетании с чувствительными пленками, следует очень тонко измельчить и найти способ равномерного распределения. Также и бумага должна быть прочно приклеена к пленке по всей пластине таким образом, чтобы получился достаточно четкий контур. Флюоресценция этого вещества зависит, по-видимому, от характера излучения, потому что, опробовав несколько ламп, которые превосходно работали в иных ситуациях, а на этот раз не дали хорошего результата, и я почти утвердился в ложном впечатлении. Одна или две лампы, однако, оказались очень эффективными. Отпечаток кисти руки был сделан с расстояния около шести футов от лампы при экспозиции менее одной минуты, и даже в этом случае оказалось, что пластина слишком долго подвергалась облучению. Затем я сделал отпечаток грудной клетки человека на расстоянии 12 футов от конца трубки с выдержкой в пять минут. Проявленная пластина отчетливо продемонстрировала ребра, но контур не был четким. Затем я применил трубку с цинковым отражателем, о котором говорилось выше, и сделал снимок грудной клетки одного из ассистентов на расстоянии четырех футов от лампы. В этом эксперименте лампа находилась под повышенным напряжением и взорвалась вследствие огромного внутреннего давления на подвергаемое бомбардировке место. Такая аварийная ситуация может возникать часто, когда напряжение в лампе слишком высокое. Этому предшествуют такие внешние проявления, как повышенная активность и туманообразный вид газа в трубке и быстрый нагрев последней. Процесс, вызывающий аномальное увеличение внутреннего давления на стеклянную стенку, обусловлен, по-видимому, неким действием, противоположным тому, что было описано Круксом и Споттсвудом. Оно протекает очень быстро, и потому экспериментатор должен внимательно следить за появлением этих угрожающих признаков и немедленно снижать напряжение. Вследствие «безвременной кончины» лампы в рассматриваемом эксперименте экспозиция длилась лишь одну минуту. Тем не менее получился очень контрастный отпечаток скелета с левыми и правыми ребрами и другими подробностями. Очертания, однако, были всё же гораздо менее четкими, чем при обычном процессе без фосфоресцирующего усилителя, хотя флюоресцентная бумага была тщательно прижата к пленке. Из вышесказанного явствует, что при сокращении времени экспозиции толщина объекта не имеет большого значения.

Я стал гораздо лучше понимать свойства вольфрамита кальция, исследуя воздействие на флюоресцирующий экран с покрытием из этого химического вещества. Этот экран вместе с коробкой из папье-маше получил странное, не отражающее суть название «флюороскоп». В действительности же это криптоскоп Сальвиони без линзы, что является большим недостатком. Чтобы оценить эксплуатационные качества такого экрана, необходимо работать ночью, когда глаза свыкаются с темнотой и обретают способность замечать едва видимые изменения на экране. В одном случае эффективность такого экрана была особенно достойна внимания. Он облучался с расстояния 20 футов, и даже на расстоянии 40 футов я всё еще мог наблюдать слабую тень, пересекавшую зону обзора, перемещая кисть руки перед аппаратом. Глядя сквозь тело ассистента, находившегося примерно в 3 футах от лампы, я без труда мог различать позвоночник в верхней части туловища, которая лучше просвечивалась. В нижней части туловища позвоночный столб и прочее были практически не различимы. Лишь ребра просматривались. Четко выделялся шейный отдел, и сквозь тело ассистента я мог, не напрягая зрение, видеть квадратную медную пластину, перемещаемую вверх и вниз перед лампой. Облучая голову, можно было наблюдать лишь контур черепа и нижнюю челюсть, хотя поле видимости было по-прежнему ярким. Всё остальное выглядело расплывчатым. Это говорит о том, что совершенствование флюоресценции не поможет нам в исследовании внутренних органов. Решение проблемы придет, скорее, в результате очень мощных излучений, способных производить высококонтрастные отпечатки. Считаю, что я наметил верный путь гарантированного решения проблемы. Хотя и следует признать, что в применявшихся мной электрических устройствах такой экран проявил себя поразительным образом, я тем не менее убедился в его ограниченных возможностях при проведении обследования. Мы можем разглядеть кости в конечностях, но далеко не так отчетливо, как это демонстрирует фотографический снимок. В конечном счете, однако, мощные излучения и хорошие отражатели делают такие флюоресцирующие экраны ценным инструментом исследований. Несколько недель тому назад, когда я наблюдал, как небольшой экран из бариево-платинового цианида вспыхнул на большом расстоянии от лампы, я сообщил друзьям, что с помощью такого экрана, вероятно, возможно наблюдать за объектами, перемещающимися по улице. Сейчас эта вероятность представляется мне гораздо более реальной, чем в то время. 40 футов — довольно приличная ширина для улицы, и на таком расстоянии экран слабо светился даже от одной лампы. Я высказываю эту неординарную мысль только в качестве иллюстрации того, как научные разработки могут влиять на нашу этику и нравы. Возможно, мы в скором времени свыкнемся с таким положением вещей, и никто не будет испытывать ни малейшего смущения от сознания того, что его скелет и другие части [его тела] подвергаются критическому изучению со стороны неделикатных наблюдателей.

Флюоресцирующие экраны помогают в какой-то степени понять состояние работающей лампы. С помощью такого экрана я надеялся найти признаки рефракции, помещая линзу между экраном и лампой и меняя фокусное расстояние. К моему разочарованию, несмотря на то что тень линзы можно было наблюдать на расстоянии 20 футов, я не смог обнаружить никаких признаков рефракции. Столь же тщетными оказались попытки использовать экран, чтобы проследить эффект отражения и дифракции.

«Electrical Review», 8 апреля 1896 г.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.