Почему алмазы не видны на рентгеновских снимках: миф и реальность

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Когда ювелирные изделия попадают «под рентген», их металлические составляющие четко видны на снимках в виде светлых, «плотных» силуэтов. Но бриллианты, «встроенные» в эти украшения, зачастую на снимках «исчезают». Их практически не видно. Этот факт породил миф о якобы «магической невидимости» алмазов под рентгеновскими лучами. Действительно ли такое «исчезновение» алмазов на рентгене является «магическим» свойством алмазов? Что по этому поводу говорит нам физика?

Автор: Mbalotia (CC BY-SA 3.0) Источник: commons.wikimedia.org

В основе такой «невидимости» алмаза лежат законы физики, а точнее взаимодействие (прохождение) рентгеновского излучения с различными химическими элементами. Чем больше атомный номер элемента, тем сильнее этот элемент поглощает рентгеновские лучи. Чем сильнее поглощение, там меньше засвечивается это место на негативе, тем оно светлее. Именно этот принцип и используют в рентгенодиагностике. Рентгеновские аппараты в поликлиниках настраиваются так, чтобы мягкие ткани человека, состоящие в основном из «легких» элементов (водорода с атомным номером «1», углерода, атомный номер которого «6», азота, с его «7» и кислорода с номером «8»), выглядели на черном фоне рентгеновских снимков сероватыми и почти прозрачными. А вот кости, в составе которых присутствует «тяжелый» кальций с атомным номером «20», наоборот, «задерживали» излучение и оставляли на снимке четкий светлый (белый) силуэт. Чем «тяжелее» элемент, чем больше его атомный номер, тем белее он будет выглядеть на снимке, ведь лучи почти не пробиваются через них к снимку и не «засвечивают» негатив.

Автор: Nevit Dilmen (CC BY-SA 3.0) Источник: commons.wikimedia.org

Алмаз состоит из углерода, «легкого» элемента, который на рентгеновских снимках «прозрачен» и, соответственно, сливается с черным фоном снимка. Поэтому небольшой бриллиант на черном фоне снимка становится практически неразличимым. Его «прозрачность» на снимках — это всего лишь следствие низкого атомного номера углерода, а не какой-то мистической или «волшебной» особенности драгоценного камня.

Интересно, что многие «заменители» алмаза, выглядят на рентгеновских снимках куда менее прозрачно и более заметно, чем алмаз. Вот минерал циркон, который иногда называют «младшим братом алмаза», на рентгеновских снимках выглядит светлым пятном с четким контуром. Почему? Да потому, что в его составе есть цирконий. А атомный номер циркония — «40». Вот так, с помощью рентгена, можно отличить настоящий алмаз от поддельного камня. Что и практикуется в некоторых случаях экспертами.

Тем не менее утверждение о полной невидимости алмазов на рентгеновских снимках не совсем точно и корректно. Если кристалл достаточно крупный, его собственная толщина уже даст заметное ослабление рентгеновского излучения и он будет, пусть и не совсем четко и «ярко», но видимым на снимке.

В лабораториях и в компьютерной томографии используют рентгеновские установки с «нужными» настройками, отличающимися от настроек привычных нам медицинских аппаратов в поликлиниках.

Автор: U.S. Navy photo (Public domain) Источник: commons.wikimedia.org

На производствах по добыче алмазов, рентгеновские установки, специально настроенные под поиск и обнаружение минералов, позволяют обнаруживать даже небольшие алмазы внутри кимберлитовой породы.

В аэропортах ситуация немного иная. Операторы, при «просвечивании» багажа, замечают не сами алмазы или бриллианты, а обращают внимание на упаковку или предметы в которых пассажиры потенциально могут попытаться спрятать бриллианты. Металл, фольга, плотные материалы — все это привлекает внимание оператора. Сам же алмаз может и не «проявиться», особенно если он миниатюрный и окружен на экране оператора более крупными и контрастными объектами.

Автор: qwen. ai Источник: chat.qwen.ai

Разгадка мифа об «исчезновении» бриллиантов на рентгеновских снимках проста. Углерод — «легкий» элемент, а рентген делит черно-белый мир своих снимков на те элементы, которые «задерживают» излучение, и те, которые пропускают его почти свободно. Алмаз относится ко второй группе. Он не обладает способностью «скрываться» под рентгеновскими лучами, просто его природа такова, что на снимках «стандартной» рентгенографии он просто практически невидим.

Изображение в превью:
Автор: Mbalotia (CC BY-SA 3.0)
Источник: commons.wikimedia.org

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Хуанг пролюбил свой пост в Nvidia, а также возврат IPO Антропика: главное за неделю

Самые интересные новости финансов и технологий в России и мире за неделю: массовый сбой у Microsoft и американских аэропортов, SpaceX впервые поймал ракету роборукой, оценка Anthropic перед IPO...

Ученые создали «живые» искусственные мышцы для гуманоидных роботов: они играют на пианино и двигают глазами

Мышечная система человека решает две разные механические задачи. Крупные мышцы спины и ног рассчитаны на создание большой тяги и подъем тяжестей. В свою очередь, мелкие скелетные мышцы —...

Скорость света была втрое выше, а гравитация — в 27 раз сильнее: как новая модель Вселенной прошла проверку Большим взрывом

Согласно стандартной космологической модели, которую в физике называют Лямбда-CDM, привычное нам вещество — звезды, планеты, межзвездный газ и мы сами — составляет лишь около...

Angelears Celest × CVJ Iris — красивые снаружи и добрые внутри — обзор динамических внутриканальных наушников

Сегодня на обзоре новая модель внутриканальных наушников Iris от коллаборации сразу нескольких брендов — Angelears, Celest и CVJ. Новая модель наушников динамическая, это значит,...

Почему вода в Байкале резко пошла вверх после 20 лет засухи: что показала история озера за 343 года

Озеро Байкал в Южной Сибири содержит около пятой части всех мировых запасов жидкой поверхностной пресной воды. Состояние этого водоема и благополучие миллионов людей вокруг него зависят от баланса...

Почему четырёхканальный звук не смог победить стерео

В середине XX века звукозапись переживала стремительную эволюцию. Монофонические системы, передававшие звук по одному каналу, уступили место стереофонии, которая создавала ощущение...