اشعه ایکس
اشعه ایکس – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه فیزیک
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان (ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره | ۲۱ |
کد مقاله | PHY21 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی | اشعه ایکس |
نام انگلیسی | X-ray |
تعداد صفحه به فارسی | ۲۵ |
تعداد صفحه به انگلیسی | ۲۵ |
کلمات کلیدی به فارسی | اشعه ایکس |
کلمات کلیدی به انگلیسی | X-ray |
مرجع به فارسی | دایرهالمعارف آزاد Wikipedia |
مرجع به انگلیسی | Wikipedia, the free encyclopedia |
کشور |
پرتو X (اشعه ایکس)
پرتوهای x (یا پرتوهای رونتگن)، شکلی از تابش الکترومغناطیس با طول موج در محدوده ۱۰ تا ۰۱/۰ نانومتر میباشند که با فرکانسهای در محدوده ۳۰ تا ۳۰۰۰۰ پتاهرز (۱۰۱۵ هرتز) مطابقت دارند. پرتوهای x در آغاز برای کریستالوگرافی و رادیوگرافی تشخیصی بکار میرفتند. پرتوهای x ، شکلی از تابش یونیزهکننده هستند و بنابراین میتوانند خطرناک باشند. در بعضی از زبانها، این پرتو، به نام محقق این تابش، ویلهلم رونتگن، تابش رونتگن نامیده شد.
محتویات
۱- فیزیک
۲- آشکارسازها
۲-۱- صفحه فوتوگرافی(عکاسی)
۲-۲- فسفرهای قابل نوری(PSPها)
۲-۳- شمارشگر گایگر
۲-۴- برقش افشان(جرقه زن)
۲-۵- تقویت تصویر
۲-۶- آشکارسازهای نیم رسانای مستقیم
۲-۷- آشکارسازهای برقش افشان(جرقه زن) + نیم رسانا(آشکارسازی غیر مستقیم)
۲-۸- توانایی دید با چشم انسان
۳- کاربردهای پزشکی
۴- سایر کاربردها
۵- تاریخچه ۵-۱- تسلا ۵-۲- هرتز ۵-۳- رونتگن ۵-۴- ادیسون ۵-۶- قرن بیستم و پس از آن
۶- بازهم ببینیم
۷- مراجع
۸- پیوستهای بیرونی
اشعه ایکس
فیزیک
پرتوهای x یک نوع تابش الکترومغناطیس با طول موجهای در حدود ۱۰۱۰ متر هستند. هنگامی که پرتوهای x پزشکی تولید میشوند، یک ورقه فلزی پیش فرستنده و هدف قرار داده میشود که، پرتوهای x کم انرژیتر(نرمتر) را به نحو موثرتری جدا میکند. این ورقه فلزی نازک اغلب نزدیک پنجره لوله پرتو x گذاشته میشود. پرتو x حاصل را پرتو سخت میگویند. پرتوهای x نرم، محدوده فرابنفش شدید را پوشش میدهند. فرکانس پرتوهای x سخت از پرتوهای x نرم بیشتر است و طول موجشان کوتاهتر است. پرتوهای سخت محدوده پرتوهای گامای با طول موج«بلند» (انرژی کمتر) را پوشش میدهند. اما فرق بین این دو عبارت به منبع تابش و نه به طول موج آنها مربوط میشود. فوتونهای پرتو x بوسیله فرآیندهای الکترون پرانرژی حاصل میشود، پرتوهای گاما بوسیله انتقالات داخل هسته اتم ایجاد میگردد. روش اصلی تولید پرتو x برخورد الکترونهای شتابدار به یک هدف فلزی است(معمولا تنگستن یا یک آلیاژ مقاومتر از رنییم (۵۱%) و تنگستن(۹۵%) ، اما برای کاربردهای مخصوص گاهی اوقات مولیبدن).
هدفهای مولیبدنی، اغلب هنگامی استفاده میشوند که پرتوهای x نرم مثلا در ماموگرافی لازم باشند. در اینجا الکترونها بطور ناگهانی شتابدار شده و به هدف فلزی برخورد میکنند و اگر الکترون به اندازه کافی انرژی داشته باشد، میتواند الکترونی را از لایه داخلی اتم فلزی خارج کند و در نتیجه الکترونهای با سطوح انرژی بالاتر جاهای خالی را پر میکنند و فوتونهای پرتو x گسیل میشوند. این فرآیند، بسیار ناکافی (بیفایده) است و باید راهی برای خروج گرمای تولید شده، وجود داشته باشد. این، بخشی از خطوط طیفی توزیع(پخش) طول موج را ایجاد میکند. علاوه براین، هنگامی که الکترونهای نزدیک هسته با z (تعداد پروتون) بالا، توسط میدان الکتریکی قوی پراکنده میشوند، یک جزء تابش ترمزی پیوسته گسیل میشود.[تابش ترمزی یا bremsstrahlung ، نیروی الکترو مغناطیس صادره از ذره پرانرژی مانند الکترون است، هنگامی که سرعت آن کاسته یا افزوده میشود]
امروزه، برای بعضی از کاربردها(غیر پزشکی)، تولید پرتو x بوسیله سینکروترونها انجام میشود(نور سینکروترون را ببینید).
اشعه ایکس
آشکارسازها
صفحه فوتوگرافی(عکاسی)
آشکارسازی پرتوهای x براساس روشهای مختلف میباشد. عمومیترین روشهای شناخته شده، صفحه فوتوگرافی، فیلم پرتو x در یک کاست و صفحات زمینی مناسب میباشند.
صفحه یا فیلم فوتوگرافی(عکاسی) پرتو x در بیمارستانها برای ایجاد تصویر از اندامهای داخلی و استخوانهای بیمار، مورد استفاده قرار میگیرد. چون صفحات عکاسی عموما به پرتوهای x حساس نیستند، صفحات فسفر سانس معمولا در تماس با امولسیون [محلول کلودین در عکاسی] صفحه یا فیلم قرار داده میشوند. وقتی پرتوهای x به این صفحه فسفری برخورد میکنند، نور مرئی نشر میکند که به فیلم میخورد. هنوز لازم است که امولسیون تا ترکیبات نقره بسیار نرم شود و هر دو طرف فیلم یا صفحه را بپوشاند.
تعدادی از بیماران که عکسبرداری پرتو x بر روی آنها صورت میگیرد، بین منبع پرتو x و دریافتکننده فتوگرافی(عکاسی) قرار داده میشوند با سایهای از تمام ساختار داخلی بخش مخصوصی از بدن که در معرض پرتو x قرار گرفته، تولید شود. پرتوهای x بوسیله بافتهای متراکم نظیر استخوان برگردانده میشوند و از بافتهای نرم عبور میکنند. ناحیههایی که در آنجا پرتوهای x به دریافتکننده فوتوگرافی(عکاسی) برخورد کرده، پس از ظاهر کردن، سیاه میشوند. بنابراین، جایی که پرتوهای x از بخشهای «نرم» بدن نظیر اندامها، ماهیچهها و پوست عبور کرده، صفحه یا فیلم سیاه میشود.
…
اشعه ایکس
فسفرهای قابل برانگیختگی نوری(PSPها)
یک روش عمومی آشکارسازی پرتوهای x که در حال گسترش است، استفاده از لومینسانس(لیانندگی یا خودتابی) قابل برانگیختگی نوری(PSL) است که برای اولین بار توسط فوجی در سال ۱۹۸۰ ارائه شد. در بیمارستانهای پیشرفته از یک صفحه PSP بجای صفحه عکاسی استفاده میشود. پس از آنکه، صفحه در برابر پرتو x قرار میگیرد الکترونهای تحریک شده در ماده فسفری در «مراکز رنگ» در شبکه کریستال «به دام میافتند» تا اینکه بوسیله یک پرتو لیزر که از روی سطح صفحه عبور داده میشود، برانگیخته شوند. نور نشر شده در طی برانگیختگی لیزر بوسیله یک لوله تشدیدکننده نور(فوتو مالتیپلیر) متمرکز میشود و سیگنال حاصله بوسیله تکنولوژی کامپیوتر به یک تصویر دیجیتالی تبدیل میشود، بنابراین، به این فرآیند، نام عمومی رادیوگرافی محاسبه شده دادهاند. صفحه PSP میتواند بارها و بارها مورد استفاده قرار بگیرد.
شمارشگر گایگر
عمومیترین روشهای آشکارسازی در ابتدا براساس یونیزاسیون گازها مانند شمارشگر گایگر استوار بود: یک حجم محبوس معمولا یک سیلندر با یک پلیمر یا پنجره(روزنه) فلزی نازک که شامل یک گاز و یک سیم است و یک ولتاژ بالا بین سیلندر(کاتد) و سیم(آند) برقرار میشود. هنگامی که یک فوتون پرتو x وارد سیلندر میشود، گاز را یونیزه میکند. این یونها به سمت آند شتاب میگیرند، و در این فرآیند در امتداد این مسیر سبب یونیزاسیون بیشتر میشوند. این فرآیند که همانند یک بهمن(آوار برف) شناخته شده، بصورت یک جریان ناگهانی آشکار میشود و یک «شمارش» یا «واقعه» نامیده میشود.
…
برقش افشانها (جرقه زنها)
بعضی از مواد نظیر سدیم یدید(NaI) میتوانند فوتون پرتو x را به فوتون مرئی تبدیل کند. یک آشکارساز الکترونیکی میتواند با اضافه کردن یک تشدیدکننده نور(فوتو مالتی پلیر) ساخته شود. این آشکارسازها، برقش افشانها(جرقهزنها)، صفحات فیلم یا شمارشگرهای جرقهای نامیده میشوند. مزیت اصلی استفاده از این آشکارسازها این است که هنگامی که بیمار در معرض مقدار خیلی کمی از پرتوهای x قرار میگیرد، تصویر مناسبی حاصل میشود.
اشعه ایکس
تشدید کننده تصویری
پرتوهای x در روشهای «زمان واقعی» نظیر آنژیوگرافی یا تحقیقات مخالف(کنتراست) اندامهای توخالی(مانند درون فرستی باریم به رودههای باریک و بزرگ) نیز مورد استفاده قرار میگیرند. این روشها با استفاده از یک تقویتکننده تصویر پرتو x ، از فلوئوروسکوپی حاصله استفاده میکند. آنژیوپلاستی، بررسیهای پزشکی سیستم سرخرگی، برای تشخیص زخمهای دارای قابلیت درمان بالقوه، تا حد زیادی به کنتراست حساس به پرتو x متکی است.
آشکارسازهای نیم رسانای مستقیم
از دهه ۱۹۷۰، آشکارسازهای نیم رسانای جدید توسعه یافتهاند(سیلیسیوم یا ژرمانیم نرم شده با لیتیم (Si(Li) با (Ge(Li). فوتونهای پرتو x در نیم رساناها به جفت حفرههای الکتروی تبدیل میشوند و برای آشکارسازی پرتوهای x متمرکز میشوند. هنگامی که دما به اندازه کافی پایین است(آشکارساز بوسیله اثر پلتیر یا به نحو بهتری نیتروژن مایع سرد میشود)، تعیین مستقیم طیف انرژی پرتو x امکانپذیر است، این روش اسپکتروسکوپی پراکندگی(پراش) انرژی پرتو x (EDX یا EDS) نامیده میشود و اغلب در اسپکتر و متدها (طیف سنجها) فلوئورسانس پرتو x مورد استفاده قرارمیگیرند. این آشکارسازهای گاهی «آشکارسازهای جامد» نامیده میشوند. آشکارسازهای کادمیم تلورید(CdTe) و آلیاژ آن با روی، کادمیم روی تلورید، حساسیت بیشتری به پرتوهای x دارند و این، اجازه میدهد که مقادیر کمتری از پرتوهای x مورد استفاده قرار گیرند.
…
توانایی دید با چشم انسان
در حالیکه پرتوهای x عموما برای چشم انسان غیر قابل دید در نظر گرفته میشوند، در شرایط ویژه میتوانند دیده شوند. اولین مدت کوتاهی پس از انتشار مقاله برجسته رونتگن در سال ۱۸۹۵، بوسیله آزمایشهای برانداز کشف شد. او گزارش داد که چشمانش را پس از سازگاری با تاریکی، نزدیک لوله پرتو x قرار داد و یک نور ضعیف «آبی- خاکستری» دید که به نظر میرسید که از داخل چشمانش منشا میگیرد. رونتگن، پس از شنیدن این مطلب، نوشتههای یادداشت شده او را خواند و واقعیت حرفهای او را دریافت و همچنین، این اثر را مشاهده کرد. رونتگن هنگامی که لوله پرتو x را در طرف مقابل یک در چوبی قرار داد، همان نور آبی را مشاهده کرد که به نظر میرسید از چشمان خودش ساطع میشود اما بعلت این واقعیت که او این اثر را فقط هنگامی مشاهده کرد که از یک نوع لوله استفاده میکرد، به نظرش رسید که مشاهداتش نادرست است. بعدا، او فهمید که این لوله که در آن، این اثر ایجاد شده، فقط یکی از پرتوهای x تولید شده است که برای قابل دید ساختن واضح این نور، به قدر کافی قوی میباشد و پس از آن، این آزمایش به سادگی تکرار میشد. این واقعیت که پرتوهای x برای چشم غیر مسلح که به تاریکی سازگاری یافته، بصورت واقعا ضعیف قابل دیدن میباشد، امروزه تا حد زیادی فراموش شده است که شاید به علت نامطلوب بودن تکرار آنچه تاکنون میتوانیم ببینیم، باشد زیرا آزمایش با تابش یونیزهکننده مضر و بسیار خطرناک است. معلوم نشده است که چه مکانیسم دقیقی در چشم این قابلیت دید را ایجاد کرده است. اما میتواند بعلت آشکارسازی متداول(برانگیختگی مولکولهای ردوپسین در شبکیه)، برانگیختگی مستقیم سلولهای عصبی شبکیهای، یا برانگیختگی ثانویه مثلا از طریق برانگیزش(القای) فسفر سانش پرتو x در کره چشم و سپس آشکارسازی متداول شبکیهای نور مرئی تولید شده ثانویه، باشد.
کاربردهای پزشکی
پرتوهای x میتوانند جزییات استخوانها و دندانها را نشان دهند.
عکس پرتو x از جمجمه یک مرد.
از زمان کشف رونتگن مبنی براینکه پرتوهای x میتوانند ساختارهای استخوانی را نشان بدهند، پرتوهای x برای استفاده در تصویربرداری پزشکی توسعه داده شد. رادیولوژی، حوزه مخصوصی از پزشکی است.
عکاسان رادیوگرافی، از رادیوگرافی و سایر تکنیکها برای تصویربرداری تشخیص استفاده میکنند. در حقیقت، این کار، احتمالا عمومیترین کاربرد تکنولوژی پرتو x میباشد.
پرتوهای x در تشخیص بیماریهای سیستم اسکلتی(استخوانبندی) بسیار مفیدند اما در تشخیص بعضی از فرآیندهای بیماری در بافتهای نرم نیز مفید هستند. چند مثال قابل توجه عبارتند از : عکسبرداری خیلی معمولی پرتو x از قفسه سینه که میتواند برای تشخیص بیماریهای دیوی نظیر ذاتالریه، سرطان ریه یا تورم ریوی بکار برده شود، عکسبرداری پرتو x از شکم که میتواند قولنج(انسداد رودهها)، هوای آزاد(حاصل از سوراخشدگیهای درونی) و سیال آزاد(در آسیتها «آب آوردن شکم») را تشخیص دهد. در بعضی از موارد، استفاده از پرتو x تردیدپذیر است نظیر سنگهای کیسه صفرا(که به ندرت جلو پرتو x را میگیرند) یا سنگهای کلیه(که اغلب اما نه همیشه قابل دیدن هستند). همچنین، پرتوهای x ساده متداول، کاربرد خیلی کمی در تصویربرداری بافتهای نرم نظیر مغز یا ماهیچه دارند. جایگزینهای تصویربرداری برای بافتهای نرم، توموگرافی(غدهنگاری) محوری محاسباتی(پویش CT یا CAT)، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی(MRT) یا اولتراسوند(امواج فراصوتی) میباشند. از سال ۲۰۰۵، پرتو x بوسیله حکومت ایالاتمتحده آمریکا بعنوان یک پرتو سرطانزا، لیست شده است.
…
سایر کاربردها
کاربردهای قابل توجه دیگر پرتوهای x شامل زیر میباشند:
کریستالوگرافی پرتو x که در آن الگوی ایجاد شده بوسیله پراش پرتوهای x از میان شبکه آنالیز(تجزیه و تحلیل) میشود.
ستارهشناسی پرتو x که یک شاخه مشاهدهای از ستارهشناسی است و به مطالعه نشر پرتو x از اجرام سماوی میپردازد.
آنالیز میکروسکوپی پرتو x که از تابش الکترومغناطیس در باند(نوار) نرم پرتو x برای تولید تصاویر اجسام بسیار کوچک، استفاده میکند.
اشعه ایکس