Röntgen meghatározása és tulajdonságai (X sugárzás)

A röntgen vagy a sugárzás az elektromágneses része színkép rövidebbekkel hullámhossz (magasabb frekvencia), mint látható fény. Az X-sugárzás hullámhossza 0,01-10 nanométer, vagy a frekvencia 3x10 között mozog¹⁶ Hz-től 3 × 10-ig¹⁹ Hz. Ezzel a röntgenhullámhossz az ultraibolya fény és a gamma sugarai között helyezkedik el. A röntgen- és gamma-sugarak megkülönböztetése hullámhosszon vagy sugárzási forráson alapulhat. Az x-sugárzást néha az elektronok által kibocsátott sugárzásnak tekintik, míg a gamma-sugárzást az atommag sugárzza.

A német tudós, Wilhelm Röntgen elsőként vizsgálta a röntgenfelvételeket (1895), bár nem ő volt az első, aki megfigyelte őket. Az 1875 körül körül feltárt Crookes csövekből röntgenfelvételeket figyeltünk meg. Röntgen a fényt "X-sugárzásnak" hívta, jelezve, hogy ez egy korábban ismeretlen típus volt. Néha a sugárzás a tudós szerint Röntgen vagy Roentgen sugárzásnak hívják. Az elfogadott helyesírások közé tartozik a x sugarak, a röntgen, a röntgen és a röntgen (és a sugárzás).

A röntgen kifejezés az x-sugárzás alkalmazásával készített radiográfiai képre és a kép előállításának módszerére utal.

A röntgensugár energiatartománya 100 eV-tól 100 keV-ig terjed (0,2–0,1 nm hullámhossz alatt). A kemény röntgenfelvételek azok, amelyek fotonenergiája nagyobb, mint 5-10 keV. A lágy röntgenfelvételek alacsonyabb energiájúak. A kemény röntgen hullámhossza összehasonlítható egy atom átmérőjével. A kemény röntgennek elegendő energiája van az anyag behatolásához, míg a lágy röntgen felszívódik a levegőben vagy körülbelül 1 mikrométer mélységig hatol a vízbe.

Röntgen sugárzást bocsáthat ki, amikor elegendő energikus töltésű részecskék találnak anyagot. A gyorsított elektronokat röntgen sugárzás létrehozására használják egy röntgencsőben, amely egy vákuumcső forró katóddal és fém célponttal. Protonok vagy más pozitív ionok is használhatók. Például a proton-indukált röntgenkibocsátás analitikai módszer. Az x-sugárzás természetes forrásai közé tartozik a radongáz, más radioizotópok, villámlás és kozmikus sugarak.

A röntgenhatásoknak az anyaggal való kölcsönhatásának három módja van Compton szóródás, Rayleigh szórás és fotoabszorpció. A komptonszórás az elsődleges interakció a nagy energiájú kemény röntgenfelvételekkel, míg a fotoabszorpció a domináns kölcsönhatás a lágy röntgen és az alacsonyabb energiájú kemény röntgen ellen. Bármelyik röntgennek elegendő energiája van ahhoz, hogy legyőzze a molekulák atomjai közötti kötőenergiát, tehát a hatás az anyag elemi összetételétől és nem annak kémiai tulajdonságaitól függ.

A legtöbb ember ismeri a röntgenfelvételeket az orvosi képalkotásban való felhasználásuk miatt, de a sugárzásnak sok más alkalmazása is van:

A diagnosztikai orvoslásban a röntgenfelvételeket használják a csontszerkezetek megtekintésére. A kemény röntgen-sugárzást az alacsony energiájú röntgenfelvétel abszorpciójának minimalizálására használják. A röntgencső fölé szűrőt helyezünk, hogy megakadályozzuk az alacsonyabb energiájú sugárzást. A magasság atomtömeg kalcium-atomok mennyisége a fogakban és a csontokban elnyeli az x-sugárzást, amely lehetővé teszi a többi sugárzás nagy részének átjutását a testben. A számítógépes tomográfia (CT-szkennelés), a fluoreszkópia és a sugárterápia további röntgen-diagnosztikai technikák. A röntgenfelvételek felhasználhatók terápiás technikákhoz, például rákkezeléshez.

A röntgenfelvételeket használják kristálylográfia, csillagászat, mikroszkópia, ipari radiográfia, repülőtéri biztonság, spektroszkópia, fluoreszcencia és a hasadási eszközök felrobbantása. A röntgen felhasználható művészet készítésére és a festmények elemzésére. A tiltott felhasználás magában foglalja a röntgen szőrtelenítést és a cipőbe illeszthető fluoroszkópokat, amelyek egyaránt népszerűek voltak az 1920-as években.

A röntgen az ionizáló sugárzás egyik formája, amely képes megbontani a kémiai kötéseket és ionizálni az atomokat. Amikor a röntgenfelvételeket először fedezték fel, az emberek sugárterhelést és hajhullást szenvedtek. Még halálról is beszámoltak. Noha a sugárbetegség nagyrészt a múlté, az orvosi röntgen az ember alkotta jelentős forrás sugárterhelés, amely az Egyesült Államok összes forrásából származó teljes sugárterhelés mintegy felét teszi ki az USA - ban 2006. Nem értenek egyet a veszélyt jelentő dózissal, részben azért, mert a kockázat több tényezőtől függ. Nyilvánvaló, hogy az x-sugárzás képes olyan genetikai károkat okozni, amelyek rákhoz és fejlődési problémákhoz vezethetnek. A legnagyobb kockázatot a magzat vagy a gyermek okozza.

Amíg a röntgen kívül esik a látható spektrumon, láthatjuk az ionizált levegőmolekulák izzását egy intenzív röntgennyaláb körül. Az is lehetséges, hogy "röntgenfelvételeket" látjunk, ha egy erős forrást egy sötét alkalmazkodású szem lát. Ennek a jelenségnek a mechanizmusa megmagyarázhatatlan marad (és a kísérlet túl veszélyes ahhoz, hogy végrehajtsa). A korai kutatók arról számoltak be, hogy egy kék-szürke fényt láttak, amely úgy tűnt, hogy a szemből jön.

Az Egyesült Államok lakosságának orvosi sugárterhelése az 1980-as évek eleje óta jelentősen megnőtt, Science Daily, 2009. március 5. Beérkezett 2017. július 4-én.