Channeling X-Rays - Erzeugung von Röntgenstrahlen

Wir nutzen den Elektronenstrahl der ELBE zur Erzeugung von Röntgenstrahlen. Dabei wenden wir eine Methode an, die sich vollkommen von der üblichen Methode der Röntgenröhre unterscheidet.
Hier zeigen wir euch:

  • WIE(1) wir das machen und
  • WOZU(2) wir die Röntgenstrahlung benutzen.

Als Röntgenstrahlung bezeichnet man einen bestimmten Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung(3).


Die Erzeugung der RöntgenstrahlungKanalstrahlen

Das Prinzip, mit dem wir hier Röntgenstrahlung erzeugen, nennt man "Channeling." Dabei durchfliegt, wie links auf dem Bild illustriert, der Elektronenstrahl einen Kristall (z.B. Diamant) von ca. 0.1mm Dicke entlang einer Kristallebene oder -achse. Durch die Wechselwirkung mit dem Kristall bewegen sich die Elektronen auf sinusförmigen oder spiralförmigen Bahnen. Durch diese beschleunigte Bewegung geben die Elektronen Energie in Form von elektromagnetischen Wellen, in unserem Falle Röntgenstrahlung, ab.

Man benutzt zum Channeling Kristalle, da diese eine regelmäßige Atomstruktur besitzen, denn in unregelmäßigen Strukturen können die Elektronen keine sinusförmigen Bewegungen ausführen.

Durch die regelmäßige, sinusförmige Bewegung ist die erzeugte Röntgenstrahlung in Richtung des Elektronenstrahls ausgerichtet und monochromatisch, d.h. sie besteht hauptsächlich aus nur einer bestimmten Wellenlänge.

Hier gibt es eine etwas genauere Beschreibung.(4)


Anwendungen von Röntgenstrahlung

Wir benutzen die Röntgenstrahlung, um herauszufinden, wie schädlich bestimmte Wellenlängen der Strahlung für Lebewesen sind.
Eine Besonderheit des Channeling Prinzips besteht daran, dass man Strahlung einer einzigen, einstellbaren Wellenlänge erzeugen kann. Dadurch sind wir in der Lage, die einzelnen Frequenzen der Röntgenstrahlung auf ihre Schädlichkeit zu untersuchen.

Züchtung von ZellenUnsere Versuchsobjekte sind Zellkulturen, die wir hier selbst züchten.
Diese werden mit Röntgenstrahlung verschiedener Frequenz bestrahlt. Der Schaden wird dann durch Einfärbung der Zellen sichtbar gemacht und ausgewertet.

Die gewonnenen Erkenntnisse helfen uns, verschiedene Technologien zu verbessern.
Jeder weiß zum Beispiel, dass die in der Medizin eingesetzten Röntgenuntersuchungen (z.B. Lungenröntgen) für den Menschen nicht ganz unschädlich sind. Diese Schädlichkeit könnte durch Benutzung von Röntgenstrahlung anderer Wellenlänge vielleicht verringert werden.


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