Main menu

Pages

تعريف وخصائص الأشعة السينية X Ray


تعريف وخصائص الأشعة السينية X Ray

X Ray Definition and Properties (X Radiation)

 

 الأشعة السينية هي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي ذات أطوال موجية أقصر (تردد أعلى) من الضوء المرئي . يتراوح الطول الموجي للأشعة السينية من 0.01 إلى 10 نانومتر ، أو الترددات من 3×1016 Hz إلى 3×1019 Hz. وهذا يضع الطول الموجي ray wavelength للأشعة السينية بين الأشعة فوق البنفسجية ultraviolet وأشعة كاما gamma. قد يعتمد التمييز بين الأشعة السينية وأشعة كاما على طول الموجة أو على مصدر الإشعاع radiation. في بعض الأحيان تعتبر الأشعة السينية إشعاعًا ينبعث من الإلكترونات ، بينما تنبعث إشعاعات كاما من النواة الذرية atomic nucleus

 

كان العالم الألماني فيلهلم رونتجن Wilhelm Röntgen أول من درس الأشعة السينية عام (1895) ، على الرغم من أنه لم يكن أول شخص لاحظها، وقد لوحظت الأشعة السينية المنبثعثة من أنابيب كروكس Crookes tubes ، والتي تم اختراعها عام 1875. قام العالم رونتجن بتسميتها "الأشعة السينية".

 

 


الأشعة السينية الصلبة واللينة

يتراوح مدى طاقة الأشعة السينية من 100 eV إلى 100 keV (أقل من  0.2–0.1 nm  طول موجي). الأشعة السينية الصلبة Hard x-rays هي تلك الأشعة التي تمتلك طاقات فوتونية أكبر من 5-10 keV كيلو فولت. الأشعة السينية اللينه Soft x-rays هي تلك الاشعة التي تمتلك طاقة منخفضة. الطول الموجي للأشعة السينية الصلبة يضاهي قطر الذرة، الأشعة السينية الصلبة لديها طاقة كافية لاختراق المادة ، بينما يتم امتصاص الأشعة السينية اللينه في الهواء أو تخترق الماء إلى عمق حوالي 1 ميكرومتر.

 

 


مصادر الأشعة السينية

قد تنبعث الأشعة السينية عندما تشحن الجسيمات بطاقة كافية. يتم استخدام الإلكترونات المعجلة Accelerated electrons لإنتاج الأشعة السينية خلال أنبوب الأشعة السينية ، وهو أنبوب مفرغ مع كاثود ساخن ومعدن مستهدف. يمكن أيضًا استخدام البروتونات أو أيونات موجبة أخرى. تشمل المصادر الطبيعية للأشعة السينية غاز الرادون radon والنظائر المشعة الأخرى والبرق lightning والأشعة الكونية . cosmic rays

 

 


كيف تتفاعل الأشعة السينية مع المادة

الطرق الثلاث التي تتفاعل بها الأشعة السينية مع المادة هي ظاهرة كومبتون Compton scattering ، وتبعثر رايلي Rayleigh scattering ، والأمتصاص الضوئي photoabsorption . ظاهرة كومبتون هي التفاعل الأساسي الذي يشمل الأشعة السينية ذات الطاقة العالية ، في حين أن الامتصاص الضوئي هو التفاعل السائد مع الأشعة السينية اللينة والأشعة السينية منخفضة الطاقة. أي أشعة سينية لديها طاقة كافية للتغلب على طاقة الربط بين الذرات في الجزيئات ، لذلك يعتمد التأثير على تكوين المادة وليس خصائصها الكيميائية.

 


 

استخدامات الأشعة السينية

معظم الناس على دراية بالأشعة السينية بسبب استخدامها في التصوير الطبي medical imaging ، ولكن هناك العديد من التطبيقات الأخرى لها مثلا :

 

في  التشخيص الطبي ، يتم استخدام الأشعة السينية لعرض الهيكل العظمي. يتم استخدام الأشعة السينية لتقليل امتصاص الأشعة السينية منخفضة الطاقة. يتم وضع مرشح فوق أنبوب الأشعة السينية لمنع انتقال الأشعة ذات الطاقة المنخفضة. تمتص الكتلة الذرية العالية لذرات الكالسيوم في الأسنان والعظام الأشعة السينية ، مما يسمح لمعظم الإشعاعات الأخرى بالمرور عبر الجسم. التصوير المقطعي بالكمبيوتر (CT scans) ، والكشف الفلوري fluoroscopy ، والعلاج الإشعاعي radiotherapy هي تقنيات تشخيصية أخرى للأشعة السينية. يمكن استخدام الأشعة السينية أيضًا لتقنيات العلاج ، مثل علاجات السرطان.

يتم استخدام الأشعة السينية في علم البلورات crystallography وعلم الفلك astronomy والمجهر microscopy والتصوير الشعاعي الصناعي وأمن المطارات والتحليل الطيفي spectroscopy والفلورية fluorescence. يمكن استخدام الأشعة السينية لتحليل اللوحات. تشمل الاستخدامات المحظورة إزالة الشعر بالأشعة السينية والتي كانت شائعة في العشرينيات.

 

 


المخاطر المرتبطة بالأشعة السينية

الأشعة السينية هي شكل من أشكال الإشعاع المؤين ionizing radiation ، قادرة على كسر الروابط الكيميائية وتأيين الذرات. عندما تم اكتشاف الأشعة السينية لأول مرة ، عانى الناس من حروق إشعاعية وفقدان للشعر. كانت هناك تقارير عن حالات وفاة. تعد الأشعة السينية الطبية المصدر الأول للتعرض للإشعاع ، وهو ما يمثل حوالي نصف إجمالي التعرض للإشعاع من جميع المصادر في الولايات المتحدة في عام 2006. وهناك اختلاف حول الجرعة التي تمثل خطراً  جزئياً لأن الخطر يعتمد على عوامل متعددة. من الواضح أن الأشعة السينية قادرة على التسبب في أضرار جينية يمكن أن تؤدي إلى السرطان ومشكلات في النمو. يكون الخطر الأكبر على الجنين أو الطفل.

 

 


رؤية الأشعة السينية

بينما تكون الأشعة السينية خارج الطيف المرئي ، فمن الممكن رؤية توهج جزيئات الهواء المتأينة حول حزمة الأشعة السينية المكثفة. من الممكن أيضًا "رؤية" الأشعة السينية بالعين حينما تعاهد على الظلام إذا تم عرض مصدر قوي من الأشعة. لا تزال آلية هذه الظاهرة غير مبررة (والتجربة خطيرة للغاية لأداءها). أفاد الباحثون الأوائل برؤية توهج أزرق رمادي.

 

 



 

المصادر

  • Medical Radiation Exposure of the U.S. Population Greatly Increased Since the Early 1980s, Science Daily, March 5, 2009. Retrieved July 4, 2017.
  • Novelline, Robert (1997). Squire's Fundamentals of Radiology. Harvard University Press. 5th edition. ISBN 0-674-83339-2.
  •  "X-ray". Oxford English Dictionary (3rd ed.). Oxford University Press. September 2005. (Subscription or UK public library membership required.)
  •  Filler, Aaron (2009). "The History, Development and Impact of Computed Imaging in Neurological Diagnosis and Neurosurgery: CT, MRI, and DTI". Nature Precedings. doi:10.1038/npre.2009.3267.5..
  •  Morgan, William (1785-02-24). "Electrical Experiments Made in Order to Ascertain the Non-Conducting Power of a Perfect Vacuum, &c". Philosophical Transactions of the Royal Society. Royal Society of London. 75: 272–278. doi:10.1098/rstl.1785.0014.
  •  Anderson, J.G. (January 1945), "William Morgan and X-rays", Transactions of the Faculty of Actuaries, 17: 219–221, doi:10.1017/s0071368600003001
  •  Wyman, Thomas (Spring 2005). "Fernando Sanford and the Discovery of X-rays". "Imprint", from the Associates of the Stanford University Libraries: 5–15.





Comments

contents title