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In der Forschung, Technik und Medizin gibt es für Röntgenstrahlen viele Anwendungsmöglichkeiten. So nutzt man Röntgenstrahlen beispielsweise in der Röntgenographie zur zerstörungsfreien Untersuchung von Werkstoffen. Die oben erwähnte Röntgenbeugung dient z. B. zur Strukturbestimmung von Kristallen neuer, im Labor hergestellter chemischer Verbindungen. Nahezu jedes Element liefert bei der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen ein charakteristisches Spektrum (s.
o. charakteristische Strahlung). Auf diesem Phänomen beruhend sind eine ganze Reihe von spektroskopischer Untersuchungsmethoden sowie Geräte entwickelt worden, wie z. B. die Röntgenemissions-, Röntgenabsorptions- und Röntgenfluoreszenzspektroskopie. Letztere nutzt man u.
a. bei der Herstellung von Beton zur Kontrolle der Zusammensetzung des Endprodukts. Die Röntgendiagnostik ist in der heutigen Medizin zu einer alltäglichen Untersuchungsmethode geworden. Bekannt sind hier die Durchleuchtung (z. B. bei Verdacht auf Tuberkulose), die Röntgenphotographie und die Computertomographie (siehe Radiologie).
Röntgenstrahlen setzt man außerdem in der Strahlentherapie zur Bekämpfung von Krebs ein.
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