حياة

تعريف الأشعة السينية وخصائصها (الأشعة السينية)

تعريف الأشعة السينية وخصائصها (الأشعة السينية)

الأشعة السينية أو الأشعة السينية هي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي بأطوال موجية أقصر (تردد أعلى) من الضوء المرئي. يتراوح الطول الموجي للإشعاع X من 0.01 إلى 10 نانومتر ، أو الترددات من 3 × 1016 هرتز إلى 3 × 1019 هرتز. هذا يضع الطول الموجي للأشعة السينية بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما. قد يستند التمييز بين الأشعة السينية وأشعة جاما على طول الموجة أو مصدر الإشعاع. في بعض الأحيان ، يُعتبر الإشعاع السيني إشعاعات تنبعث من الإلكترونات ، في حين تنبعث إشعاعات جاما بواسطة النواة الذرية.

كان العالم الألماني فيلهلم رونتغن أول من درس أشعة إكس (1895) ، على الرغم من أنه لم يكن أول شخص يراقبها. وقد شوهدت الأشعة السينية المنبعثة من أنابيب كروكس ، التي اخترعت حوالي عام 1875. ودعا رونتجن الضوء "الأشعة السينية" للإشارة إلى أنه كان غير معروف من قبل. في بعض الأحيان يسمى الإشعاع Röntgen أو Roentgen الإشعاع ، بعد العالم. هجاء مقبولة تشمل الأشعة السينية ، الأشعة السينية ، الأشعة السينية ، والأشعة السينية (والإشعاع).

يستخدم مصطلح الأشعة السينية أيضًا للإشارة إلى صورة شعاعية تم تشكيلها باستخدام الأشعة السينية وإلى الطريقة المستخدمة لإنتاج الصورة.

الأشعة السينية والناعمة

تتراوح الأشعة السينية في الطاقة من 100 فولت إلى 100 كيلو فولت (أقل من الطول الموجي 0.2-0.1 نانومتر). الأشعة السينية الصلبة هي تلك التي لديها طاقات الفوتون أكبر من 5-10 كيلو فولت. الأشعة السينية اللينة هي تلك ذات الطاقة المنخفضة. الطول الموجي للأشعة السينية الصلبة يشبه قطر الذرة. تحتوي الأشعة السينية على طاقة كافية لاختراق المادة ، في حين يتم امتصاص الأشعة السينية اللينة في الهواء أو تخترق المياه على عمق حوالي 1 ميكرومتر.

مصادر الأشعة السينية

يمكن أن تنبعث الأشعة السينية عندما تضرب جزيئات مشحونة بالقدر الكافي من الطاقة. تستخدم الإلكترونات المتسارعة لإنتاج الأشعة السينية في أنبوب الأشعة السينية ، والذي هو أنبوب فراغ مع كاثود ساخن وهدف معدني. يمكن أيضًا استخدام البروتونات أو الأيونات الإيجابية الأخرى. على سبيل المثال ، انبعاث الأشعة السينية الناجم عن البروتون هو تقنية تحليلية. تشمل المصادر الطبيعية للإشعاع السيني غاز الرادون والنظائر المشعة الأخرى والبرق والأشعة الكونية.

كيف تتفاعل الأشعة السينية مع المادة

الطرق الثلاث التي تتفاعل بها الأشعة السينية مع المادة هي نثر كومبتون وتشتت رايلي والامتصاص الضوئي. إن تشتت كومبتون هو التفاعل الأساسي الذي يتضمن أشعة سينية عالية الطاقة ، في حين أن الامتصاص الضوئي هو التفاعل السائد مع الأشعة السينية اللينة والأشعة السينية الصلبة منخفضة الطاقة. أي أشعة سينية لديها طاقة كافية للتغلب على طاقة الربط بين الذرات في الجزيئات ، وبالتالي فإن التأثير يعتمد على التركيب الأولي للمادة وليس على خواصها الكيميائية.

استخدامات الأشعة السينية

معظم الناس على دراية بالأشعة السينية بسبب استخدامها في التصوير الطبي ، ولكن هناك العديد من التطبيقات الأخرى للإشعاع:

في الطب التشخيصي ، يتم استخدام الأشعة السينية لعرض الهياكل العظمية. يتم استخدام الأشعة السينية الصلبة لتقليل امتصاص الأشعة السينية منخفضة الطاقة. يتم وضع مرشح على أنبوب الأشعة السينية لمنع انتقال الإشعاع أقل الطاقة. تمتص الكتلة الذرية العالية من ذرات الكالسيوم في الأسنان والعظام الأشعة السينية ، مما يسمح لمعظم الإشعاعات الأخرى بالمرور عبر الجسم. التصوير المقطعي بالكمبيوتر (الأشعة المقطعية) ، التنظير الفلوري ، والعلاج الإشعاعي هي تقنيات تشخيص الأشعة السينية الأخرى. يمكن أيضًا استخدام الأشعة السينية للتقنيات العلاجية ، مثل علاجات السرطان.

تُستخدم الأشعة السينية في علم البلورات ، وعلم الفلك ، والمجهري ، والتصوير بالأشعة الصناعية ، وأمن المطارات ، والتحليل الطيفي ، والإضاءة الفلورية ، وتنفجر أجهزة الانشطار. يمكن استخدام الأشعة السينية لإنشاء الفن وكذلك لتحليل اللوحات. وتشمل الاستخدامات المحظورة إزالة الشعر بالأشعة السينية ومنظار الفلورسنت المناسب للأحذية ، اللذين كانا رائعين في العشرينات من القرن العشرين.

المخاطر المرتبطة بالأشعة السينية

الأشعة السينية هي شكل من أشكال الإشعاعات المؤينة ، وقادرة على كسر الروابط الكيميائية وتأين الذرات. عندما تم اكتشاف الأشعة السينية لأول مرة ، عانى الناس من حروق الإشعاع وفقدان الشعر. كان هناك حتى تقارير عن الوفيات. على الرغم من أن مرض الإشعاع يعد شيئًا من الماضي إلى حد كبير ، إلا أن الأشعة السينية الطبية تشكل مصدرًا مهمًا للتعرض للإشعاع من صنع الإنسان ، حيث تمثل حوالي نصف إجمالي التعرض للإشعاع من جميع المصادر في الولايات المتحدة في عام 2006. هناك خلاف حول الجرعة التي يمثل خطرا ، جزئيا لأن الخطر يعتمد على عوامل متعددة. من الواضح أن الأشعة السينية قادرة على التسبب في ضرر جيني يمكن أن يؤدي إلى السرطان ومشاكل النمو. الخطر الأكبر هو الجنين أو الطفل.

رؤية الأشعة السينية

بينما تكون الأشعة السينية خارج الطيف المرئي ، فمن الممكن أن ترى توهج جزيئات الهواء المؤينة حول حزمة أشعة سينية مكثفة. من الممكن أيضًا "رؤية" الأشعة السينية إذا تم عرض مصدر قوي بالعين المظلمة. لا تزال آلية هذه الظاهرة غير معروفة (والتجربة خطيرة جدًا بحيث لا يمكن تنفيذها). أفاد الباحثون الأوائل أنهم رأوا توهجًا أزرق رمادي يبدو أنه جاء من داخل العين.

مصدر

زاد التعرض الإشعاعي الطبي لسكان الولايات المتحدة ارتفاعًا كبيرًا منذ أوائل الثمانينيات ، Science Daily ، 5 مارس 2009. تم استرجاعه في 4 يوليو 2017.