Номер 11.40, страница 216 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 11. Атомная и ядерная физика. Ультрафиолетовое и рентгеновское излучение - номер 11.40, страница 216.

Условие.

11.40. Для рентгенодиагностики желудочно-кишечного тракта больной принимает суспензию сульфата бария. С какой целью это делается?

Решение.

Органы желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), такие как пищевод, желудок и кишечник, состоят из мягких тканей. Мягкие ткани организма имеют примерно одинаковую плотность и слабо поглощают рентгеновское излучение, то есть они для него практически "прозрачны". Из-за этого на обычном рентгеновском снимке контуры этих органов не видны или видны очень плохо на фоне других окружающих тканей.

Чтобы сделать полые органы ЖКТ видимыми на рентгенограмме, применяют метод искусственного контрастирования. Для этого пациент принимает суспензию сульфата бария ($BaSO_4$). Сульфат бария является рентгеноконтрастным веществом. Это означает, что он сильно поглощает рентгеновское излучение.

Высокая поглощающая способность сульфата бария обусловлена наличием в его составе бария — химического элемента с большим атомным номером ($Z=56$). Коэффициент поглощения рентгеновского излучения сильно зависит от атомного номера вещества (пропорционален $Z^3$ или $Z^4$). Атомы бария поглощают рентгеновские лучи намного эффективнее, чем атомы легких элементов (углерод, кислород, водород), из которых в основном состоят мягкие ткани организма.

Когда суспензия сульфата бария заполняет полости пищевода, желудка или кишечника, эти органы становятся непроницаемыми для рентгеновских лучей. На снимке они отображаются в виде чёткой белой тени, что позволяет врачу детально изучить их форму, размеры, положение, рельеф слизистой оболочки и функциональное состояние (например, перистальтику). Это необходимо для диагностики таких заболеваний, как язвы, опухоли, полипы, дивертикулы и другие патологии.

Важно, что для этой цели используется именно сульфат бария, так как он практически нерастворим в воде и пищеварительных соках, не всасывается в кровь и выводится из организма в неизменном виде, что делает его безопасным. Растворимые соли бария, напротив, очень токсичны.

Ответ: Суспензию сульфата бария принимают с целью контрастирования органов желудочно-кишечного тракта при рентгенодиагностике. Поскольку мягкие ткани этих органов слабо поглощают рентгеновское излучение, их контуры не видны на обычных снимках. Сульфат бария — рентгеноконтрастное вещество, которое, заполняя полые органы, делает их непрозрачными для рентгеновских лучей. Это позволяет получить их чёткое изображение для выявления различных заболеваний.