По поводу современной медицинской рентгенодиагностики.
На самом деле, современный рентген не является оптимальной диагностикой.
Если просто просвечивать человека, то контраст его внутренних органов (болезни которых надо искать) не сильно отличается от контраста его мышечной и жировой ткани. Что либо определить на рентгеновском изображении без предварительной подготовки очень сложно.
Учёные давно нашли способ такой предварительной подготовки человеческих органов к рентгеновскому обследованию. Его физическая суть заключается в том, чтобы в человеческий орган ввести какую-то жидкость, содержащую в себе вещество, сильно поглощающее рентгеновское излучение. Тогда орган с такой жидкостью внутри будет иметь большой контраст относительно других органов и тканей пациента.
Однако, в мире оказалось не так много химических соединений, которые бы удовлетворяли одновременно условиям большого поглощения рентгена и не были ядом для человека. Фактически, единственным подобным химическим соединением является сульфат бария (барит). Он практически не растворим в воде и, поэтому, не ядовит, но одновременно содержит много бария (56-й номер в Таблице Менделеева, молярная масса 137,33 г/моль). Для сравнения железо имеет молярную массу всего 55,845 г/моль. Поэтому, перед обследованием человека либо просят выпить коллоидный раствор порошка сульфата бария (медики просто говорят «принять препарат бария»), либо коллоидный раствор этого препарата бария вводят в орган инъекцией.
Но дальше следует ещё одна «засада». Дело в том, что у каждого вещества есть так называемые характеристические энергии (энергии перехода электронов с одного уровня на другой, одни же - энергии излучаемых рентгеновских фотонов характеристического излучения). Так вот, по мере роста энергии проходящих через вещество рентгеновских фотонов сперва поглощение вещества падает, потом при сравнивании этой энергии с характеристической для данного вещества, поглощение в несколько раз растёт, а потом снова начинает падать и выходит на уровень, который был прямо перед достижением характеристической энергии примерно при удвоении энергии проходящих через вещество фотонов. Описанное хорошо видно на графиках поглощения для двух видов веществ:
Для бария графики точно такие же. И с учётом того, что характеристические энергии бария основных K-линий лежат в пределах 31,8 - 37,3 кэВ, то можно уверенно предсказать, что поглощение бария сойдёт снова до уровня поглощения фотонов с энергией 30 кЭв примерно на энергиях 60-75 кэВ.
Обычно применяемые в рентгеновской медицинской технике аноды (где и происходит генерация рентгена) делаются из вольфрама, имеющего энергию характеристического излучения в диапазоне 58 - 69,4 кэВ. Для эффективного возбуждения такого характеристического излучения энергия катодных электронов в трубке Рентгена делается примерно в 2 раза выше характеристической, т.е. 100 - 120 кэВ (тогда мощность характеристических линий получается примерно в 100 раз выше мощности тормозного излучения).
Т.е. для получения хорошего контрастного изображения внутренних органов человека медицинские диагносты «светят» на него достаточно жёстким излучением.
При этом, есть другой диапазон энергий рентгеновских фотонов, где поглощение соединения бария (барита) будет примерно равным с поглощением излучения от вольфрама. Этот диапазон находится чуть ниже энергии характеристического излучения бария, т.е. порядка 25 - 30 кэВ. Такие рентгеновские фотоны гораздо меньше (в разы!) будут повреждать биологические объекты (в том числе клетки человеческого организма), чем характеристические фотоны вольфрама (примерно 64 кэВ). Соответственно, можно либо снизить радиационную нагрузку на пациентов, либо увеличить частоту обследований при той же нагрузке, что и сейчас. Проблема (для традиционного подхода) тут лишь в том, что веществ с характеристическим излучением в данном диапазоне, пригодных для создания анодов рентгеновской трубки, не существует.
Т.е. данная выше сформулированная задача в рамках традиционных технических конструкций не решаема. Но мы (наша группа) почти подошли к её решению.