Беседы о рентгеновских лучах (второе издание) - Павел Власов

Вот что извлек В. Тарасов из пищеварительного тракта домашних животных, проделав 220 хирургических операций: серебряные и медные монеты (на 56 рублей), гвозди и шурупы (1975 штук), куски проволоки (612), металлические обломки (363), патефонные и швейные иглы (274), гайки (92), ключи (86), булавки (86), осколки стекла (56), шпильки и заколки для волос (54), подшипниковые шарики (23), пуговицы (17), дамские зажимы для чулок (И), колесики настенных часов (9), фарфоровые ролики-электроизоляторы (7), крючки (6), броши (4), пули (3), крышки от дамских часов (2), чайные ложки (2), футляры для губной помады (2), наперстки (2), шпульки от швейной машины (2), остатки очков, зубной протез, блесну рыболовную, штопор, вилку, зажигалку, обручальное кольцо, наконец, медаль «Материнская слава». Тысячи предметов!

О вкусах, конечно, не спорят, прямо скажем, они несколько экстравагантны в столь пестром разнообразии.

А в век научно-технической революции можно ожидать и не таких сообщений. Не стоит удивляться, если кто-то известит читателей, как буренка вместо нечленораздельного «му-му» разразилась вдруг хабанерой из «Кармен» или лекцией о жизни на Марсе: транзисторные приемники становятся все миниатюрнее.

А если всерьез, то в заботе о «братьях наших меньших», в частности о редких, исчезающих представителях фауны, люди не вправе пренебрегать рентгеном.

Разумеется, медикам он нужнее, чем ветеринарам, не только сегодня, но и в обозримой перспективе.

Конечно, если бы им вдруг перестали пользоваться, то исчез бы и причиняемый рентгеном вред. Но такой гипотетический выигрыш утонул бы в колоссальном приросте заболеваемости и смертности. И недаром в крупных клиниках всего мира число рентгеновских процедур продолжает расти.

Да, проникающее излучение опасно в любых дозах, даже самых малых, но ведь это один из сотен, даже, может, тысяч факторов, которые сказываются на нас отрицательно. Между тем именно на него обращают особое внимание: как-никак грозные «таинственные невидимки». Потому, вероятно, среди прочих факторов нет ни одного, для которого были бы приняты столь жесткие нормы, как в отношении ионизирующей радиации. И ни в какой иной области правила техники безопасности не разработаны столь детально и не выполняются столь тщательно.

Сказанное — вовсе не повод для самоуспокоения.

И по-прежнему предпринимаются энергичные усилия, с тем чтобы свести на нет радиационную опасность. Успехи налицо, достаточно сравнить то, что было, с тем, что стало.

Страшно подумать, какую дозу получал пациент при просвечивании на рубеже XIX–XX веков. Чтобы изготовить рентгенограмму грудной клетки взрослого человека, требовалась экспозиция в… полтора-два часа. Низкая чувствительность фотоэмульсии? Не только. Вся аппаратура в сопоставлении с нынешней была примитивной. Трубки, например, приходилось время от времени отключать для того лишь, чтобы дать им, слабосильным, отдых. С учетом этих вынужденных перерывов процедура отнимала весь рабочий день. Сегодня такой снимок делается за 1/10 секунды, то есть с выдержкой, которая в десятки тысяч раз короче, а его качество, понятно, несравненно выше.

Одно из важных усовершенствований появилось в первые же 10 лет XX века. Для съемки начали использоваться усиливающие экраны, между которыми располагали фотопленку. Благодаря этому при той же светочувствительности пленки экспозиция сокращалась в десятки раз. Соответственно во столько же раз снижалась лучевая нагрузка на организм.

Это привело к тому, что рентгенография по своей разрешающей способности превзошла рентгеноскопию.

На снимках можно различать 40 линий в пределах каждого сантиметра, на просвечивающем экране — лишь 3 линии на сантиметр, то есть в 13 раз меньше.

Конструкторы, понятно, никогда не останавливались на достигнутом. Одна из важных задач, которую они поставили перед собой, — свести на нет так называемую динамическую нерезкость, обусловленную движением органов. Если задержать дыхание, легкие не будут изменять объем и форму, но сердце, например, никак не остановишь. Желудок тоже сокращается непроизвольно. Чтобы снимки его были четкими, необходимо уменьшить выдержку до 0,02 секунды. И стало быть, увеличить мощность рентгеновской аппаратуры до 50 киловатт как минимум. Значит, через трубку пойдет ток в 0,5 ампера при напряжении в 100 тысяч вольт. А это связано с целым рядом трудностей.

Конечно, добиться таких параметров — дело нехитрое. На практике они бывают и выше. Но чем жестче режим, тем больше энергии затрачивается впустую — на тепловые потери, которые и так уносят львиную ее долю (едва ли не 99 процентов!). Как видно, у рентгеновской трубки КПД ничтожно мал (около 1 процента).

Он намного ниже, чем, например, у парового котла (20 процентов).

Впрочем, дело не только и даже, пожалуй, не столько в потерях энергии самих по себе. Главное в другом: чем интенсивнее выделяется тепло, тем сильнее нагревается анод. Он раскаляется зачастую до 2 тысяч градусов, из-за чего постепенно разрушается. И вот его стали делать вращающимся. Чтобы площадочка, куда бьют электроны, непрерывно перемещалась по его зеркалу, а остальная поверхность тем временем отдыхала, охлаждаясь. Такое решение позволило поднять мощность рентгеновских трубок с 5 до 50 киловатт. Но и этого оказалось недостаточно.

При некоторых обследованиях (скажем, при съемке сосудов сердца) экспозицию необходимо сократить до 0,001 секунды. И значит, соответственно увеличить мощность. Технически такое вполне реально: достаточно расширить площадочку на аноде, куда нацелен сфокусированный пучок электронов. Но тогда изображение проиграет в резкости. Поперечник этого фокусного пятна не должен превышать двух миллиметров.

Идеальной была бы точечная мишень. Уже удалось получить такой источник с помощью лазера. Эксперименты обнадеживают.

Сейчас продолжаются попытки усовершенствовать анод так, чтобы он, с одной стороны, не перегревался, а с другой — стал более жаропрочным. Пока что его делают из таких тугоплавких материалов, как вольфрам, молибден. Возможно, пригодится графит, обладающий завидной термостойкостью. Если из него будет создан достаточно прочный и компактный анод, мощность трубки значительно увеличится.

Предстоит справиться и с другими задачами. При жестких режимах работы анод должен вращаться быстрее, иначе он расплавится. Однако при больших скоростях да еще высоких температурах не выдерживают подшипники. Нужна особая смазка: не только термостойкая, но и нелетучая, рассчитанная на работу в вакууме.

Что бы случилось, не будь на Земле серебра. А ведь его уже в обрез, и предотвратить нехватку этого поистине драгоценного металла должны все его потребители, включая рентгенологов

— Итак, все новые проблемы?

— Да, но и все новые поиски, новые находки. Без этого немыслимо развитие, которое всегда идет через преодоление противоречий.

— Но зачем окунаться в атмосферу вашей кухни нам, непосвященным?

— Ее нелишне почувствовать всем. В эпоху научно-технической революции не только рентгенолог или иной ученый — любой наш современник, сознает он это или нет, обязан мыслить иначе, чем его деды, не вправе ограничиваться простым исполнением привычных функций «по старинке». Не может не интересоваться: почему так, а не иначе и как лучше? Иначе говоря, должен не бежать от проблем, не закрывать их, а вскрывать, ставить и разрешать.

Что произошло бы с нашими современниками и потомками, если бы на Земле вдруг не стало серебра?

Иные усмехнутся: никакой трагедии, проживем и без него. Чайные ложки, мол, да подстаканники можно делать из нержавеющей стали…

Что ж, ювелирная промышленность и впрямь легко обошлась бы без этого драгоценного металла. Куда труднее отказаться от него электротехнике, но и тут наверняка удастся подыскать достойную замену. А вот как быть кинофотоиндустрии? Это единственная из трех названных отраслей — главных его потребительниц, которая без серебра просто немыслима.

Кто не знает, что светочувствительной пленку делают соединения серебра? Всем известно и то, что она нужна не только кинооператору и фоторепортеру, но и тому, кто спасает людей от болезней, от смерти, — рентгенологу.

Вот уж подлинно драгоценный металл! В первую очередь для медицины. И это один из дефицитнейших элементов на Земле. По некоторым подсчетам, его мировых запасов хватит разве лишь на 20 лет. Конечно, какая-то его часть возвращается благодаря утилизации отходов, но именно часть. А расходы продолжают расти.

Его экономия — одна из насущнейших задач, важность которой многие, к сожалению, все еще не осознали в полной мере.

Рентгеновская пленка имеет два эмульсионных слоя.

Каждый квадратный метр содержит 14 граммов серебра. Используется же она в огромных и к тому же растущих количествах. Проблема налицо. А поиски, решения?