Röntgen – Alle kennen es, aber wie funktioniert es?

Röntgenstrahlung ist hochfrequent (10^18 Hz), hat Wellenlängen zwischen 0,01 und 1 Nanometer und typischerweise Quantenenergien im Bereich oberhalb 100 Elektronenvolt (eV). Sie entsteht, wenn schnelle Elektronen auf Festkörper treffen und im elektrischen Feld (Coulomb-Feld) von deren Atomen gebremst und abgelenkt werden. Dabei entsteht einerseits Bremsstrahlung. Andererseits wird durch hochenergetische Übergänge in den Elektronenhüllen von Atomen oder Molekülen charakteristische Röntgenstrahlung frei.

Klassische Röntgenröhren haben sich seit ihrer Erfindung durch Wilhelm Conrad Röntgens im Prinzip nicht verändert. Eine Kathode sendet Elektronen, die durch Hochspannung stark beschleunigt und auf eine gegenüberliegende Anode geleitet werden. Dort interagieren sie mit dem elektrischen Feld der Anodenatome – und emittieren Röntgenstrahlung. Ein Kollimator (Blende) lenkt den Strahl, der Körper problemlos durchdringt. Allerdings absorbieren weiche Gewebe und Knochen Teile der Strahlung – je nach Dichte mehr oder weniger. Die Unterschiede werden auf Fotoplatten oder bei heutigen digitalen Röntgenverfahren durch hochauflösenden Vollfeld-Bildsensoren sichtbar gemacht.

Laserbasierte Röntgen-Bildgebung

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Das Münchener Center for Advanced Laser Applications treibt die laserbasierte Röntgen-Bildgebung voran. Schon heute entwickelt sich die Röntgentechnik rasant weiter.

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