تعريف وخصائص الأشعة السينية (X Radiation)

الأشعة السينية أو الأشعة السينية هي جزء من الكهرومغناطيسي الطيف مع أقصر الأطوال الموجية (أعلى تكرر) من ضوء مرئي. يتراوح الطول الموجي للأشعة السينية من 0.01 إلى 10 نانومتر ، أو الترددات من 3 × 10¹⁶ هرتز إلى 3 × 10¹⁹ هرتز. وهذا يضع الطول الموجي للأشعة السينية بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما. قد يعتمد التمييز بين الأشعة السينية وأشعة جاما على طول الموجة أو على مصدر الإشعاع. في بعض الأحيان تعتبر الأشعة السينية إشعاعًا ينبعث من الإلكترونات ، بينما تنبعث إشعاعات غاما من النواة الذرية.

كان العالم الألماني فيلهلم رونتجن أول من درس الأشعة السينية (1895) ، على الرغم من أنه لم يكن أول شخص يراقبها. وقد لوحظت الأشعة السينية المنبثقة من أنابيب كروكس ، والتي تم اختراعها حوالي عام 1875. أطلق رونتجن الضوء على "الأشعة السينية" للإشارة إلى أنه كان نوعًا غير معروف سابقًا. في بعض الأحيان إشعاع يسمى إشعاع Röntgen أو Roentgen ، بعد العالم. تتضمن التهجئات المقبولة الأشعة السينية والأشعة السينية والأشعة السينية والأشعة السينية (والإشعاع).

يستخدم مصطلح الأشعة السينية أيضًا للإشارة إلى صورة إشعاعية تتكون باستخدام الأشعة السينية والطريقة المستخدمة لإنتاج الصورة.

تتراوح الأشعة السينية في الطاقة من 100 eV إلى 100 keV (أقل من 0.2-0.1 nm الطول الموجي). الأشعة السينية الصلبة هي تلك التي لديها طاقات فوتونية أكبر من 5-10 كيلو فولت. الأشعة السينية الناعمة هي تلك ذات الطاقة المنخفضة. الطول الموجي للأشعة السينية الصلبة يضاهي قطر الذرة. تتمتع الأشعة السينية الصلبة بطاقة كافية لاختراق المادة ، بينما تمتص الأشعة السينية الناعمة في الهواء أو تخترق الماء إلى عمق حوالي 1 ميكرومتر.

قد تنبعث الأشعة السينية عندما تضرب الجسيمات المشحونة بطاقة كافية. يتم استخدام الإلكترونات المعجلة لإنتاج الأشعة السينية في أنبوب الأشعة السينية ، وهو عبارة عن أنبوب مفرغ مع كاثود ساخن وهدف معدني. يمكن أيضًا استخدام البروتونات أو أيونات إيجابية أخرى. على سبيل المثال ، انبعاث الأشعة السينية الناتج عن البروتون هو تقنية تحليلية. تشمل المصادر الطبيعية للأشعة السينية غاز الرادون والنظائر المشعة الأخرى والبرق والأشعة الكونية.

الطرق الثلاث التي تتفاعل بها الأشعة السينية مع المادة هي تشتت كومبتون، تشتت رايلي ، وامتصاص ضوئي. تشتت كومبتون هو التفاعل الأساسي الذي يشمل الأشعة السينية ذات الطاقة العالية ، بينما الامتصاص الضوئي هو التفاعل السائد مع الأشعة السينية الناعمة والأشعة السينية الأقل طاقة. أي أشعة سينية لديها طاقة كافية للتغلب على طاقة الربط بين الذرات في الجزيئات ، لذلك يعتمد التأثير على التكوين العنصري للمادة وليس خصائصها الكيميائية.

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 هياكل العظام. يتم استخدام الأشعة السينية الصلبة لتقليل امتصاص الأشعة السينية منخفضة الطاقة. يتم وضع مرشح فوق أنبوب الأشعة السينية لمنع انتقال أشعة الطاقة المنخفضة. عالية الكتلة الذرية من ذرات الكالسيوم في الأسنان والعظام يمتص الأشعة السينيةمما يسمح لمعظم الإشعاعات الأخرى بالمرور عبر الجسم. التصوير المقطعي بالكمبيوتر (التصوير المقطعي المحوسب) ، وتنظير الفلور ، والعلاج الإشعاعي هي تقنيات تشخيصية أخرى للأشعة السينية. يمكن استخدام الأشعة السينية أيضًا في التقنيات العلاجية ، مثل علاجات السرطان.

تستخدم الأشعة السينية في علم البلورات والفلك والمجهر والتصوير بالأشعة الصناعية وأمن المطارات ، التحليل الطيفي، مضان ، وتفجير أجهزة الانشطار. يمكن استخدام الأشعة السينية لإنشاء فن وكذلك لتحليل اللوحات. تشمل الاستخدامات المحظورة إزالة الشعر بالأشعة السينية والمناظير الفلورية المناسبة للأحذية ، والتي كانت شائعة في العشرينيات.

الأشعة السينية هي شكل من أشكال الإشعاع المؤين ، قادرة على كسر الروابط الكيميائية وتأثير الذرات. عندما تم اكتشاف الأشعة السينية لأول مرة ، عانى الناس من حروق إشعاعية وفقدان الشعر. كانت هناك تقارير عن حالات وفاة. في حين أن مرض الإشعاع هو إلى حد كبير شيء من الماضي ، فإن الأشعة السينية الطبية هي مصدر مهم للإنسان التعرض للإشعاع ، وهو ما يمثل حوالي نصف إجمالي التعرض للإشعاع من جميع المصادر في الولايات المتحدة عام 2006. هناك خلاف حول الجرعة التي تشكل خطرًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الخطر يعتمد على عوامل متعددة. من الواضح أن الأشعة السينية قادرة على التسبب في أضرار جينية يمكن أن تؤدي إلى السرطان ومشكلات في النمو. الخطر الأعلى على الجنين أو الطفل.

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 إذا تم عرض مصدر قوي من خلال العين المكيفة المظلمة. لا تزال آلية هذه الظاهرة غير مبررة (والتجربة خطيرة للغاية لأداءها). أفاد الباحثون الأوائل برؤية توهج أزرق رمادي بدا أنه يأتي من داخل العين.

زاد التعرض للإشعاع الطبي لسكان الولايات المتحدة بشكل كبير منذ أوائل الثمانينيات، ساينس ديلي 5 مارس 2009. تم الاسترجاع 4 يوليو 2017.