اشعه ایکس -معرفی جامع و ساده

شاید برای شما سوال باشد اشعه ایکس که در تصویربرداری پزشکی ، گیت فرودگاه ها ،پرتو درمانی و … استفاده میشود از کجا آمده و چه ماهیتی دارد ؟

 در این مقاله آن را به طور کامل به شما معرفی می کنیم . این مطالب،مقدمه ای برای آشنایی با دستگاه هایی است که با اشعه ایکس کار میکنند .

فهرست

• معرفی
• تاریخچه
• اثرات بیولوژیکی
• تولید اشعه
• کاربرد ها

معرفی

پرتو یا اشعه ایکس به فرانسوی Rayon X یا گاهی پرتو رونتگن Röntgen radation، نوعی از تابش الکترومغناطیسی است که طول موجی در محدوده ۰٫۰۱ تا ۱۰ نانومتر و انرژی بین ۱۰۰ الکترون‌ولت تا ۱۰۰ کیلوالکترون‌ولت دارد.  طول موج پرتو ایکس از طول موج پرتو فرابنفش کوتاه‌تر و از طول موج پرتو گاما بلندتر است.  نام دیگر اشعهٔ ایکس، پرتو رونتگن است.  برگرفته از نام ویلهلم رونتگن ، کسی که برای اولین بار این پرتو را کشف کرد. علت نام‌گذاری پرتو ایکس برای نشان دادن ناشناخته بودن آن است .

از آن جایی که اشعه ایکس توان نفوذ خیلی بالایی دارد ،بشر در زندگی آن را به کار گرفته است و از آن برای تصویر برداری و دیدن درون اجسام استفاده کرده است . نمونه ای از آن پرتو نگاری از اعضای بدن و یا بررسی های امنیتی در گیت فرودگاه میباشد.

بیشتر بخوانید …

پرتو ایکس-ویکی پدیا

تاریخچه

اشعه ایکس را چه کسی و در چه زمانی کشف کرد ؟

در ۸ نوامبر سال۱۹۸۵ فیزیکدانی آلمانی به نام ویلیام رونگتن اشعه ایکس را مورد مطالعه  قرارداد.

او یک لوله مشابه لامپ های فلورسنت را برداشت،هوا را از آن خارج کرده و گازمخصوص را در آن تعبیه کرد . زمانی که ولتاژ الکتریکی از لوله رد شد ،درخشش لوله رونگتن را متعجب کرد .

او بار دیگر الکتریسیته را از این لوله عبور داد.با این تفاوت که این بار لوله را با یک کاغذ سیاه رنگ پوشاند . بعد از آن متوجه یک صفحه نمایش با پوشش باریم در آزمایشگاه شد. چیزی که شروع به درخشیدن کرد .

رونگتن  پی برد که این نوع اشعه توان عبوراز اکثر  مواد را دارد .همچنین طی بررسی های  آگاه شد که مواد سخت در این دسته قرار نمیگیرند .

کشفیات رونگتن  در  سال ۱۹۸۶ او را به نشان  رمفورد رساند.او اولین جایزه نوبل فیزیک را در سال ۱۹۰۱کسب کرد .

طی یک سال ، رونگتن اشعه ایکس را به حوزه پزشکی توسعه داد . در زمانی که هیچ تکنولوژی پیشرفته و یا ابزار های تشخیص و درمان وجود نداشت . پزشکان تنها با معاینه فیزیکی میتوانستند بهترین حدس خود را درباره شکستگی ها ، محل گلوله در بدن و دیگر اختلالات بدهند .

اثرات بیولوژیکی اشعه ایکس

متاسفانه تا سال ها پس از کشف کسی از خطرات آن آگاهی نداشت. همین امر موجب شد بسیاری از افراد جان خود را از دست دهند و قربانیان زیادی بر جای بماند.

امروزه حفظ سلامتی در برابر اشعه ایکس به یکی از مسائل مهم و هائز اهمیت تبدیل شده است .

اشعه ایکس می‌تواند آسیب‌های زیستی قابل توجهی را پدیدآورد:

•  سوختگی
• بیماری ناشی از دریافت تابش بیش از حد
• اثرات ژنتیکی

اثرات پوستی خیلی زود تر قابل مشاهده است. سرخی پوست ( Erythema ) ، نکروز سلولها و عقب افتادگی رشد از مواردی است که میتواند در کودکان در معرض اشعه اتفاق بیفتد . همچنین اثراتی که در فرزندان و نسل‌های آینده افراد مورد تابش ظاهر می‌شوندکه ناشی از اثر پرتو بر روی  DNAفرد می‌باشد.

اگر بخواهیم ریز تر و عمقی تر به آثار مخرب اشعه ایکس برای انسان بپردازیم ، لازم به ذکر است که گلبولها در برابر پرتو حساسیت چندانی ندارند . اما سلولهای بنیادین آنها در غدد لنفاوی و طحال و مغز استخوان حساسیت بسیار بالایی داشته  ودر بین آنها بافت لنفوئید از بقیه حساستر بوده و بافت میلوئید که شامل گلبولهای سفید چند هسته ای است حساسیت کمتری دارد.احتمال سرطانی شدن این سلول ها و ایجاد جهش در DNA  آن ها بالاست .

جای هیچ نگرانی نیست اگر شما در مراکز درمانی کار با پرتو ایکس کار میکنید . تنها اگر نکات ایمنی را به درستی رعایت کنید. حالا سال های زیادی از کشف پرتو ایکس میگذرد و شناخت انسان ازآن بیشتر و بیشتر میشود . در نتیجه هنگام کار با آن محتاط تر عمل خواهد کرد .

تولید اشعه ایکس

گفتیم که رونگتن با یک گاز ناشناخته سرو کار داشت و در نهایت آن را اشعه ایکس معرفی کرد . اما اشعه ایکس چگونه تولید میشود ؟ . چه ابزار و موادی برای ساخت آن و استفاده گسترده اش در دنیای امروزی به کار گرفته میشود ؟

هر زمان که ذرات باردار (الکترون‌ها یا یون) با انرژی کافی به مواد برخورد نمایند، اشعه ایکس تولید می‌شوند

پرتو ایکس در آزمایشگاه  با برخورد دادن ذرات پر انرژی مانند  الکترون با اتم‌هایی مثل  مس یا گالیوم ایجاد میشود . در حقیقت با این تابش، الکترون‌های قرار گرفته در زیرلایه‌های اوربیتالی S درونی جابجا شده و در مواردی از مدار خود خارج می‌شوند. با خارج شدن الکترون از مدارش، الکترون قرارگرفته در زیرلایه اوربیتالی  بالاترP (دور تر از هسته اتم ) به‌منظور پایدار کردن اتم، جای آن را می‌گیرد. این انتقال از لایه پرانرژی‌تر p به s منجر به آزاد سازی بخشی از انرژی به صورت پرتو ایکس می‌شود،که به آن ایکس اختصاصی میگویند .

روش های مختلفی برای ساخت پرتو ایکس وجود دارد و البته ساخت یک دسته پرتو ایکس پر انرژی  اصلا کار آسانی نیست .

در مقیاس صنعتی از شتاب دادن ذرات باردار برای تولید پرتو ایکس استفاده میکنند . الکترون های پر انرژی در یک مسیر دایره ای شکل با شتاب و فرکانس بالا حرکت میکنند و از خود تابش ایکس گسیل میکنند.

کاربرد ها

استفاده از این نوع اشعه در صنایع مختلف بسیار رایج است .شاید برایتان عجیب باشد اگر بدانید برای بررسی ترک ها و ناهنجاری های ساختاری در قطعات چوبی مبلمان از اشعه ایکس استفاده میشود.

تشخیص  پزشکی

اشعه ایکس در مهم ترین و دقیق ترین روش های تشخیص نقص اندام ها ، وجود سنگ‌های کلیه ،تشخیص شکستگی و ترک خطرناک ، بیماری  و مشخص کردن شکل ساختار بدنی استفاده میشود .

پرتو درمانی

اشعه ایکس بسیار پرانرژی است. باید  با احتیاط بسیاراز آن استفاده کرد. به خاطر این ویژگی توانایی از بین بردن میکروب ها و تخریب تومور های سرطانی را در بدن دارد.

صنایع و مهندسی

“تست غیرمخرب”

در این تست مهندسین با  استفاده از اشعه ایکس انواع تجهیزات صنعتی را به منظور بررسی نقص در سازه های فلزی و یافتن ترک ها اسکن می کنند. همچنین از آن برای بررسی نقص در سیستم‌های الکترونیکی ،ناهنجاری‌های ساختاری در مواد و کریستال‌ها و همچنین کنترل کیفیت در صنایع فلزی، پلاستیکی و دارویی استفاده میشود .

امنیت

اشعه ایکس از مواد نرم عبور می کند . اما مواد سخت مانند فلز استفاده شده در اسلحه و چاقو مانع عبور آن می شوند. بنابر این میتواند وسیله خوبی برای بازرسی چمدان ها در فرودگاه ها باشد.

سخن آخر

اشعه ایکس به طرز بسیار گسترده در زندگی شما کاربرد دارد. میتوان آن را یکی از نقاط عطف پیشرفت بشری نامید . هدف این مقاله آشنایی ابتدایی شما با کلیات اشعه ایکس بود ، تا بتوانید در مقاله های بعدی به درک بهتری از چگونگی کار دستگاه های مرتبط با آن برسید .امیدواریم مطالب برای شما مفید بوده باشد .

درصورت علاقه به اینگونه مطالب بروز و جامع در مورد تکنولوژی های مختلف ، ما را در تلگرام و اینستاگرام به آدرس های زیر دنبال کنید :

تلگرام : https://t.me/techreporter_net

اینستاگرام: https://instagram.com/techreporter_net