• Tìm kiếm

Tia X

avatar
admin
10:31 16/12/2024

Bức xạ năng lượng điện kể từ sở hữu bước sóng dài ra hơn tia gamma và ngắn lại tia tử ngoại

Bức xạ X (còn gọi là tia X hoặc X-ray hoặc tia Röntgen) là một trong dạng của sóng năng lượng điện kể từ. đa số tia X sở hữu dải bước sóng trong tầm kể từ 0,01 cho tới 10 nano mét ứng với mặt hàng tần số kể từ 30 Petahertz cho tới 30 Exahertz (3×1016 Hz to tát 3×1019 Hz) và sở hữu tích điện kể từ 120 eV cho tới 120 keV. Trong nhiều ngôn từ, phản xạ X được gọi là phản xạ Röntgen,[1] được gọi là theo đuổi căn nhà khoa học tập người Đức gốc Hà Lan Wilhelm Röntgen, ngay lập tức sau thời điểm ông tò mò rời khỏi một loại phản xạ nhưng mà không có bất kì ai nghe biết.[2]

Hình hình ảnh chụp X quang quẻ tay treo nhẫn ở trong phòng phẫu thuật, căn nhà tâm sinh lý học tập, căn nhà tế bào học tập người Thụy Sĩ Albert von Kölliker, chụp vị Röntgen
X-quang của phổi người
Bảng phân loại những dải phản xạ sóng năng lượng điện từ/ánh sáng[3]
Tên Bước sóng Tần số (Hz) Năng lượng photon (eV)
Tia gamma ≤ 0,01 nm ≥ 30 EHz 124 keV - 300+ GeV
Tia X 0,01 nm - 10 nm 30 EHz - 30 PHz 124 eV - 124 keV
Tia tử ngoại 10 nm - 380 nm 30 PHz - 790 THz 3.3 eV - 124 eV
Ánh sáng sủa nhìn thấy 380 nm-700 nm 790 THz - 430 THz 1.7 eV - 3.3 eV
Tia hồng ngoại 700 nm - 1 mm 430 THz - 300 GHz 1.24 meV - 1.7 eV
Vi ba 1 mm - 1 met 300 GHz - 300 MHz 1.7 eV - 1.24 meV
Radio 1 mm - 100000 km 300 GHz - 3 Hz 12.4 feV - 1.24 meV
 
Wilhelm Conrad Röntgen, người tò mò rời khỏi tia X
 
Ứng dụng của tia X cứng và tia X mềm

Tia X cứng và tia X mềm

sửa

Các tia X sở hữu tích điện photon cao (trên 5-10 keV, bước sóng bên dưới 0,2-0,1 nm) được gọi là tia X cứng, những tia X sở hữu tích điện thấp được gọi là tia X mượt.[4] Do sở hữu năng lực đâm xuyên, những tia X cứng được dùng thoáng rộng để xem thấy hình hình ảnh mặt mũi trong những vật thể, thông thường được sử dụng để mà chụp X quang quẻ vô hắn tế và đánh giá tư trang hành lý bên trên an toàn trường bay. Thuật ngữ X-quang được dùng nhằm có một hình hình ảnh được tạo nên vị tia X. Vì quá trình sóng của tia X cứng tương tự với độ dài rộng của những nguyên vẹn tử, nó rất rất hữu ích nhằm xác lập những cấu tạo tinh anh thể vị tinh anh thể học tập tia X. trái lại, tia X mượt bị hít vào đơn giản vô ko khí; phỏng nhiều năm suy rời khoảng chừng 600 eV (~ 2 nm). Các tia X vô môi trường xung quanh nước nhỏ rộng lớn 1 micromet.[5]

Không sở hữu sự đồng thuận về một khái niệm phân biệt thân thuộc tia X và tia gamma. Một thực tiễn thịnh hành là nhằm phân biệt thân thuộc nhị loại phản xạ dựa vào mối cung cấp của chúng: tia X phân phát rời khỏi vị những electron, trong những khi những tia gamma được phân phát rời khỏi vị phân tử nhân nguyên vẹn tử.[6][7][8][9] Định nghĩa này gặp gỡ một số trong những vấn đề: những quy trình không giống cũng rất có thể tạo nên những photon tích điện cao, hoặc thỉnh thoảng cách thức tạo nên ko được biết. Một biện pháp thay cho thế thịnh hành không giống là phân biệt X và gamma bên trên hạ tầng bước sóng (tần số hoặc tích điện photon),Với phản xạ ngắn lại một số trong những bước sóng tùy ý, ví dụ như 10−11 m (0,1 Å), thìa là phản xạ gamma.[10] Phương pháp này hướng dẫn và chỉ định một photon cho 1 phân mục tiếp tục rõ rệt, tuy nhiên chỉ rất có thể xác lập được nếu như hiểu rằng bước sóng. Tuy nhiên, nhị khái niệm này thông thường trùng cùng nhau vì như thế phản xạ năng lượng điện kể từ phân phát rời khỏi vị những tia X thông thường sở hữu bước sóng và tích điện photon thấp rộng lớn phóng xạ phân phát rời khỏi kể từ phân tử nhân phóng xạ.[6]

 
Biểu tượng nguy hại phản xạ ion hoá

Các photon tia X khi đem đầy đủ tích điện rất có thể ion hóa nguyên vẹn tử và đánh tan links phân tử. Vấn đề này thực hiện mang lại nó trở nên một loại phản xạ ion hoá, bởi vậy gây hư tổn mang lại tế bào sinh sống khung người. Liều phản xạ cao vô một khoảng chừng thời hạn ngắn ngủi phát sinh dịch nhiễm xạ, trong những khi liều mình thấp rộng lớn rất có thể thực hiện tăng nguy hại ung thư bởi xạ trị. Chụp X-quang vô hắn tế sở hữu nguy hại thực hiện tăng bị ung thư tuy nhiên nó có không ít quyền lợi của việc đánh giá. Khả năng ion hoá của tia X rất có thể được dùng vô chữa trị ung thư nhằm khử tế bào ác tính bằng phương pháp dùng cách thức xạ trị. Nó cũng rất được dùng nhằm xác lập đặc điểm vật tư bằng phương pháp dùng quang quẻ phổ tia X.

Tia X sở hữu bước sóng ngắn lại nhiều đối với độ sáng nhận ra, nó rất có thể được cấu tạo nhỏ rất nhiều đối với những gì rất có thể nhận ra vị kính hiển vi thông thường. Vấn đề này rất có thể được dùng vô kính hiển vi X-quang để sở hữu được hình hình ảnh sở hữu độ sắc nét cao và xác xác định trí những nguyên vẹn tử vô tinh anh thể.

Các tia X cực mạnh rất có thể trải qua những vật thể dày nhưng mà không xẩy ra hấp thụ hoặc phân nghiền nhiều. Vì nguyên nhân này, tia X được dùng thoáng rộng nhằm thu hình hình ảnh mặt mũi trong những đối tượng người tiêu dùng quấn kín. Các phần mềm thường bắt gặp nhất là vô chụp X quang quẻ hắn tế và máy quét tước an toàn trường bay, tuy nhiên những chuyên môn tương tự động cũng cần thiết vô công nghiệp (ví dụ chụp X quang quẻ công nghiệp và CT công nghiệp) và phân tích (ví dụ CT động vật hoang dã nhỏ). Độ sâu sắc xâm nhập thay cho thay đổi theo đuổi một vài ba bậc kích thước đối với phổ tia X. Vấn đề này được chấp nhận kiểm soát và điều chỉnh tích điện photon mang lại phần mềm nhằm truyền đạt vừa đủ trải qua đối tượng người tiêu dùng và đôi khi có tính tương phản đảm bảo chất lượng vô hình hình ảnh.

Khả năng nhận ra ở đôi mắt người

sửa

Quan điểm thường thì coi đôi mắt người ko nhận ra tia X. Tuy nhiên ngay lập tức sau phân phát hiện tại của Röntgen vô năm 1895 tiếp tục sở hữu thông tin nhận ra độ sáng màu xanh da trời lục-xám yếu hèn khi vô chống tối. Song vì như thế sự gian nguy của tia X nên không tồn tại phân tích tiếp sau nhằm xác lập chế độ thiệt sự. Giả thiết thể hiện là tia X kích ứng thẳng võng mạc và/hoặc kích ứng huỳnh quang quẻ và đôi mắt người cảm biến độ sáng thông thường loại cung cấp [11].

Câu chuyện phân phát sinh ra tia X

sửa

Tối ngày 8 mon 11 năm 1895, Wilhelm Röntgen đang được đánh giá coi liệu tia cathode (tia âm cực) rất có thể cút xuyên qua chuyện kính hay là không thì bất thần nhận biết một độ sáng phân phát rời khỏi từ là 1 tấm được phủ hóa hóa học ngay gần cơ. Ông gọi những tia tạo nên độ sáng này là tia X, vì như thế thực chất ko rõ rệt của bọn chúng.[12]

Với trí tuệ nhạy cảm bén, tràn tay nghề của một căn nhà cơ vật lý học tập, việc này tiếp tục lôi kéo ông và 49 ngày sau ông liên tiếp ở lỳ vô chống thử nghiệm, thường ngày ông chỉ ngừng việc làm phân tích khoảng 1 đến 2 phút nhằm thức ăn, lau chùi và vệ sinh và chợp đôi mắt nghỉ dưỡng 2 tiếng đồng hồ. Nhờ thế, ông tiếp tục thám thính rời khỏi đặc điểm của loại tia kín đáo nhưng mà ông tạm thời gọi là là tia X và tạo nên mang lại ông giải Nobel về cơ vật lý thứ nhất vô năm 1901.

 
Sơ thiết bị nguyên tắc hoạt động và sinh hoạt đèn Röntgen

Phát hiện tại của Wilhelm Röntgen dẫn theo việc sản xuất rời khỏi đèn phân phát tia X (hay đèn Röntgen, X-ray tube)[13]. Đó là mối cung cấp phân phát tia X tự tạo, loại khí cụ hiện tại vẫn đang được dùng thịnh hành trong những phần mềm tia X. Nguyên lý hoạt động và sinh hoạt của đèn Röntgen là vô một cẳng chân không chỉ năng lượng điện tử được vận tốc cho tới vận tốc cao, khi đập vô anode có khả năng sẽ bị hãm đột ngột, và phân phát xạ độ sáng tích điện cao. "Bức xạ khi bị hãm" hoặc phản xạ hãm theo đuổi giờ Đức là "Bremsstrahlung", trở nên thuật ngữ được dùng vô văn liệu giờ Anh.

Trong vạn vật thiên nhiên thì sự phân chảy phóng xạ của những đồng vị phóng xạ vô khu đất đá, sự đột nhập của tia ngoài hành tinh,... dẫn tới sự xuất hiện những phân tử tích năng lượng điện tích điện cao và tia gamma vô sinh quyển. Tương tác của bọn chúng với vật hóa học ở phía trên thực hiện đột biến tia X theo đuổi nhị chế độ chủ yếu.

  • Bức xạ hãm những phân tử tích năng lượng điện, phân phát rời khỏi photon sở hữu dải tích điện kể từ tia gamma cho tới tia X.
  • Các photon của tia gamma và tia X tích điện cao nghiền xạ theo đuổi cảm giác Compton tạo nên tia X loại cung cấp.

Các vụ sét tấn công tạo nên vùng plasma nhiệt độ phỏng cao cũng phân phát rời khỏi tia X, tuy nhiên liều mình lượng ko đáng chú ý.

Trong thực tiễn cuộc sống ko nên quan hoài cho tới phông tia X. Chỉ vô phân tích sinh học tập DT tiến thủ hóa, tia X bất ngờ được xem là góp phần vô việc tạo nên những trở thành dị vô DNA.

Các thiên thể sở hữu nhiệt độ phỏng rất rất cao phản xạ tia X theo đuổi lý thuyết phản xạ của vật đen ngòm vô cùng, và là hạ tầng nhằm xác lập nhiệt độ phỏng vì như thế sao cơ.

 
Ảnh chụp tia X vỏ hộp sọ người

Từ khi Wilhelm Conrad Röntgen phân phát sinh ra tia X rất có thể chẩn đoán cấu tạo xương, tia X được cải tiến và phát triển nhằm dùng mang lại chụp ảnh hắn tế.

Năm 1897, tia X lượt thứ nhất được dùng bên trên mặt trận quân sự chiến lược, vô Chiến giành Balkan, nhằm thám thính những miếng đạn và địa điểm xương gãy phía bên trong khung người người bệnh.[12]

Khoa X quang quẻ là một trong nghành thường xuyên biệt vô hắn tế dùng hình ảnh tia X và những kỹ năng không giống nhằm chẩn đoán dịch vị hình hình ảnh nên còn được gọi là Khoa chẩn đoán hình hình ảnh.

Việc dùng tia X quan trọng hữu dụng trong các việc xác lập bệnh tình về xương, tuy nhiên cũng rất có thể mang lại lợi ích thám thính rời khỏi những dịch về ứng dụng. Ưu điểm của phần mềm này là chẩn đoán và chữa trị nhiều mắc bệnh một cơ hội nhanh gọn lẹ nhưng mà ko thực hiện người bệnh nhức nhối (ví dụ tựa như các dịch về lối huyết, các bệnh ung thư,...)[14]. Một vài ba ví như tham khảo ngực, rất có thể dùng để làm chẩn đoán dịch về phổi như thể viêm phổi, ung thư phổi hoặc phù nề phổi, và tham khảo vùng bụng,rất có thể phân phát sinh ra tắc ruột (tắc thực quản), tràn khí (từ thủng ruột), tràn dịch (trong vùng bụng). Trong vài ba tình huống, dùng X quang quẻ còn tạo nên giành cãi, như thể sỏi mật (ít khi cản quang) hoặc viêm sỏi thận (thường thấy tuy nhiên ko nên luôn luôn luôn). Hơn nữa, những vẻ chụp X quang quẻ truyền thống lịch sử không nhiều dùng trong các việc tạo nên hình những ứng dụng như óc hoặc cơ. Việc tạo nên hình mang lại ứng dụng được thay cho thế vị kỹ năng chụp Cắt lớp vi tính (Tiếng Anh: computed axial tomography, CAT hoặc CT scanning) hoặc tạo nên hình vị chụp nằm trong hưởng trọn kể từ (MRI) hoặc siêu thanh.

Tia X còn được dùng vô chuyên môn soi thẳng "thời gian giảo thực", như thăm hỏi khám xét trở nên gân máu hoặc phân tích phỏng cản quang quẻ của những tạng trống rỗng nội tạng (chất lỏng cản quang quẻ trong những quai ruột rộng lớn hoặc nhỏ) bằng phương pháp dùng máy chiếu huỳnh quang quẻ. Hình hình ảnh phẫu thuật gân máu cũng tựa như các can thiệp hắn tế qua chuyện khối hệ thống động mạch máu đều phụ thuộc những máy soi X quang quẻ nhằm xác định những tổn hại tiềm ẩn và rất có thể điều trị.

Xạ trị tia X, là một trong can thiệp hắn tế, lúc này người sử dụng thường xuyên biệt cho những tế bào ung thư nông (là những khối u ko ở vượt lên trên sâu sắc vô cơ thể), người sử dụng những tia X sở hữu tích điện mạnh.

Phục vụ đánh giá an toàn bên trên cửa ngõ khẩu

sửa

Chiếu X quang quẻ nhằm nhận được hình hình ảnh những dụng cụ phía bên trong tư trang hành lý gói kín hoặc vô ăn mặc quần áo bên trên thân thuộc người, được triển khai bên trên những cửa ngõ khẩu sở hữu đòi hỏi an toàn cao, như cửa ngõ lên máy cất cánh, cửa ngõ khẩu thanh lịch nước không giống, và một số trong những căn nhà giam cầm quan trọng.

Hệ thống quét tước an toàn thông thường tích ăn ý chiếu X quang quẻ với quét tước thám thính sắt kẽm kim loại, nhằm nhận được vấn đề tin yêu rộng lớn về đối tượng người tiêu dùng được quét tước.

Hóa phân tách người sử dụng tia X

sửa

Phổ nghiền sắc tích điện tia X ghi chép tắt là EDX hoặc EDS (tiếng Anh: Energy-dispersive X-ray spectroscopy), là chuyên môn phân tách bộ phận chất hóa học của vật rắn phụ thuộc việc ghi lại phổ tia X phân phát rời khỏi kể từ vật rắn bởi tương tác với những phản xạ nhưng mà đa số là chùm năng lượng điện tử sở hữu tích điện cao trong những kính hiển vi năng lượng điện tử. Có tía trở thành thể đo như bên dưới đây[15].

  • Phổ năng lượng điện tử Auger (AES, Auger Electron Spectroscopy): chứ không phân phát rời khỏi những tia X đặc thù, khi những năng lượng điện tử sở hữu tích điện rộng lớn tương tác với lớp năng lượng điện tử sâu sắc phía bên trong nguyên vẹn tử tiếp tục khiến cho một số trong những năng lượng điện tử lớp phía ngoài bị nhảy rời khỏi tạo nên phổ AES.
  • Phổ huỳnh quang quẻ tia X (XPS, X-ray Photoelectron Spectroscopy): tương tác thân thuộc năng lượng điện tử và hóa học rắn tạo nên phân phát rời khỏi phổ huỳnh quang quẻ của tia X, được thêm những vấn đề về tích điện links.
  • Phổ nghiền sắc bước sóng tia X (WDS, X-ray Wavelength-Dispersive Spectroscopy): tương tự động như phổ EDX tuy nhiên có tính tinh anh cao hơn nữa, được thêm vấn đề về những thành phần nhẹ nhàng, tuy nhiên lại sở hữu năng lực loại nhiễu đảm bảo chất lượng rộng lớn EDS và chỉ phân tách được một thành phần cho 1 lượt ghi phổ.
 
Thiên hà Andromeda để ý vị tia rất rất tím và vùng để ý vị tia X tích điện cao, NASA, xuất ngày 5/01/2016.

Thiên văn học tập tia X phân tích những vật thể ngoài hành tinh ở quá trình sóng tia X. Nó xác lập rời khỏi những đối tượng người tiêu dùng phân phát xạ nhiệt độ sở hữu nhiệt độ đô bên trên 107 phỏng Kelvin, là những sao hoặc vùng khí dày (được gọi là phân phát xạ vật đen ngòm tuyệt đối).

Vì tia X bị khí quyển Trái Đất hít vào mạnh, việc để ý nên được triển khai bên trên khí cầu ở phỏng to lớn, những thương hiệu lửa, hoặc bên trên tàu vũ trụ[16].

  1. ^ “X-Rays”. NASA. Bản gốc tàng trữ ngày 22 mon 11 năm 2012. Truy cập ngày 7 mon 11 năm 2012.
  2. ^ Novelline, Robert (1997). Squire's Fundamentals of Radiology. Harvard University Press. 5th edition. ISBN 0-674-83339-2.
  3. ^ Haynes, William M. chỉnh sửa (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bạn dạng loại 92). CRC Press. tr. 10.233. ISBN 1-4398-5511-0.
  4. ^ Attwood, David (1999). Soft X-rays and extreme ultraviolet radiation. Cambridge University. tr. 2. ISBN 978-0-521-65214-8. Bản gốc tàng trữ ngày 12 tháng bốn năm 2011. Truy cập ngày 3 mon 6 năm 2017.
  5. ^ “Physics.nist.gov”. Physics.nist.gov. Truy cập ngày 8 mon 11 năm 2011.
  6. ^ a b Denny, P.. P..; Heaton, B. (1999). Physics for Diagnostic Radiology. USA: CRC Press. tr. 12. ISBN 0-7503-0591-6.
  7. ^ Feynman, Richard; Leighton, Robert; Sands, Matthew (1963). The Feynman Lectures on Physics, Vol.1. USA: Addison-Wesley. tr. 2–5. ISBN 0-201-02116-1.
  8. ^ L'Annunziata, Michael; Abrade, Mohammad (2003). Handbook of Radioactivity Analysis. Academic Press. tr. 58. ISBN 0-12-436603-1.
  9. ^ Grupen, Claus; Cowan, G.; Eidelman, S. D.; Stroh, T. (2005). Astroparticle Physics. Springer. tr. 109. ISBN 3-540-25312-2.
  10. ^ Hodgman, Charles chỉnh sửa (1961). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 44th Ed. USA: Chemical Rubber Co. tr. 2850.
  11. ^ Schober H. Die Direktwahrnehmung von Röntgenstrahlen durch den menschlichen Gesichtssinn. In: Vision Research. 4, Nr. 3–4, S. 251–269.
  12. ^ a b “History.com”.
  13. ^ Julius Edgar Lilienfeld. Die sichtbare Strahlung des Brennecks von Röntgenröhren. In: Physikalische Zeitschrift. trăng tròn, Nr. 12, 1919, p. 280
  14. ^ Nguyễn, Thành Luân. “Tia X (Tia RƠN-GHEN) - Cuộc Cách mạng trong nghành nghề Vật lý học”.
  15. ^ Ứng dụng huỳnh quang quẻ tia X vô khoa học tập và chuyên môn. luanvan.net, năm trước. Truy cập 12/01/2016.
  16. ^ Cox A. N., editor (2000). Allen's Astrophysical Quantities. New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-98746-0.

Wikimedia Commons được thêm hình hình ảnh và phương tiện đi lại truyền đạt về Tia X.

  • X-ray (radiation beam) bên trên Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)
  • Historical X-ray tubes
  • Röntgen's 1895 article, on line and analyzed on BibNum Lưu trữ 2016-05-09 bên trên Wayback Machine [click 'à télécharger' for English analysis]
  • Example Radiograph: Fractured Humerus
  • A Photograph of an X-ray Machine
  • X-ray Safety Lưu trữ 2018-06-07 bên trên Wayback Machine