پرتو ایکس یا اشعه ایکس چیست؟

پرتو ایکس یا اشعه ایکس (اشعه رونتگن) نوعی از تابش الکترومغناطیسی با طول موج حدود ۰/۰۱ تا ۱۰ نانومتر معادل با ۳۰ پتاهرتز تا ۳۰ اگزاهرتز (۱۶ ۱۰×۳ تا ۱۹ ۱۰×۳ هرتز) و انرژی بین ۱۰۰ الکترون‌ولت تا ۱۰۰ کیلو الکترون‌ولت است. این اشعه در بلورشناسی و عکسبرداری از اعضای داخلی بدن و عکسبرداری از درون اشیای جامد و به عنوان یکی از روش‌های تست غیرمخرب در تشخیص نقص‌های موجود در اشیای ساخته شده (مثلاً در لوله‌ها و...) کاربرد دارد.

انواع پرتو ایکس

    پرتو ایکس تکفام (تک رنگ): پرتو ایکسی که فقط دارای یک [[طول موج]خاص است را پرتو ایکس تکفام می‌نامند.
    پرتو ایکس سفید (پیوسته): پرتو ایکسی که تکفام نبوده و دارای طول موج‌هایی در بازهٔ λ۱ تا λ۲ است.

طیف اشعه ایکس

اشعه تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس یک طول موج ندارد. بلکه شامل گستره‌ای از طول موجهاست. پرتوهای ایکس بوسیله دو نوع فرایند تولید می‌شوند:

•     شتاب منفی الکترونها در موقع برخورد با انتهای ماده هدف پرتوهای ایکسی با طول موجهای متفاوت تولید می‌کند. این پرتو "سفید" یا نوار پیوسته فرکانسها در طیف اشعه ایکس را به عنوان تابش ترمزی می‌شناسند.

• برخورد الکترون با اتم هدف موجب جابجایی الکترون مداری در اتم هدف و راندن آن به حالت پر انرژی‌تری می‌شود. این عمل را برانگیزش می‌نامند.

•         هنگامی که الکترون مداری پر انرژی به موقعیت مداری نخستین خود برمی‌گردد، رها شدن انرژی بصورت گسیل پرتوی با فرکانس خاصی خواهد بود. این پرتو شدت خیلی بیشتری نسبت به پرتو "سفید" زمینه خواهد داشت.

•         معمولا برای هر ماده هدف معینی بیش از یک طول موج اشعه ایکس وجود دارد. طول موج پرتو تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس ، حد پایینی دارد که با ولتاژ لامپ نسبت عکس دارد. کمترین طول موج برحسب نانومتر (nm) از رابطه زیر بدست می‌آید. که در آن V ولتاژ لامپ می‌باشد.

λmin = 1239.5/V

• پرتو حد پایینی طول موج طیف ، بیشترین اهمیت را در پرتو نگاری دارد. زیرا توانایی نفوذ آن بیشتر است.

لامپ‌های گازی

پرتو ایکس برای انسان بسیار خطرناک است و می‌تواند آسیب‌های زیستی قابل توجهی را پدید آورد. این آسیب‌ها در انسان شامل سوختگی، بیماری ناشی از دریافت تابش بیش از حد و اثرات ژنتیکی می‌باشند.

بررسی کمی اشعه ایکس

•     پرتو ناشی از لامپ 200 کیلوولتی به درون فولادی به ضخامت حدود 25mm نفوذ می‌کند.

•     اگر ولتاژ لامپ به 1Mv افزایش یابد، پرتو به درون فولادی به ضخامت حدود 130mm نفوذ خواهد کرد.

•     حد بالای عملی برای لامپهای اشعه ایکس رایج در حدود 1000Kv است و این امر سبب تولید اشعه ایکس با کوتاهترین طول موج می شود. این پرتو انرژی فوتونی تقریبا برابر 1Mev دارد.

•     پرتو ایکس با انرژی فوتونی تا 30Mev را با استفاده از الکترونهای پرانرژی (الکترونهای سریع) بوجود آمده بوسیله مولد واندوگراف شتاب دهنده خطی یا چشمه بتاترون می‌توان تولید کرد.

نفوذ پذیری اشعه ایکس

نفوذ پذیری پرتوهای ایکس تولید شده از پرتوهای گاما کمتر بوده اما برای پرتوهای ایکس تولید شده در لامپهای اشعه ایکس بوسیله چشمه‌های پرانرژی در خصوص فولاد نیز دیده می‌شود. باید توجه کرد که بیشترین ضخامتهای استفاده از زمانهای پرتودهی چند دقیقه‌ای و فیلمی با سرعت متوسط می‌توان مورد بررسی قرار داد. مقاطع ضعیفتر را با استفاده از زمانهای پرتودهی طولانی و فیلمی با سرعت زیاد می‌توان بازرسی کرد.

آیا اشعه ایکس یا رادیواکتیو برای بدن مضر است؟

م اشعه ایکس و هم اشعه رادیواکتیو ( که از جنس اشعه گاما است) اگر بیش از حد مشخصی به بدن ما وارد شود مضر و خطرناک است. این اشعه ها در مقادیر زیاد موجب اختلال در کارکرد سلول ها و تکثیر آنها میشوند. در مقادیر مضر میتوانند موجب اختلالات گذرا شوند و در مقادیر بسیار زیاد میتوانند موجب بروز سرطان و یا حتی مرگ شوند.

چه میزان از اشعه ایکس برای سلامتی خطرناک است؟

میزان خطری که اشعه ایکس برای سلامتی ایجاد میکند بسته به مقدار اشعه ای است که وارد بدن شما میشود. اگر این مقدار در حد مجاز باشد اشکالی ایجاد نمیکند ولی بیش از آن خطرناک است. میزان مجاز اشعه ایکس یا اشعه رادیواکتیو که هر فرد میتواند بدون مشکل خاصی دریافت کند به توسط دانشمندان محاسبه شده است. این مقدار تجمعی است. به این معنی که مجموع مقدار اشعه هایی که در طول یک سال به بدن شما تابیده میشود باید از میزان خاصی کمتر باشد.

میزان اشعه دریافتی را با مقیاسی به نام میلی سیورت millisievert  mSv اندازه گیری میکنند. در محیط زندگی همه ما مقداری اشعه رادیواکتیو بصورت طبیعی وجود دارد و هر فرد به طور طبیعی در هر سال 3 میلی سیورت اشعه از محیط اطراف خود دریافت میکند. برای مقایسه میزان اشعه دریافتی در روش های مختلف تصویر برداری به آمار زیر توجه کنید : بعد از یک رادیوگرافی اندام یک صدم میلی سیورت قفسه سینه یک دهم میلی سیورت ستون مهره یک و نیم میلی سیورت سی تی اسکن شکم 5 میلی سیورت کلا مقدار اشعه ای که در حین انجام تصویربرداری های پزشکی به توسط بدن دریافت میشود بسیار کمتر از آنست که موجب بروز سرطان شود. در بازماندگان انفجارات هیروشیما و ناکازاگی در آنها که حدود 180 میلی سیورت اشعه دریافت کرده اند هیچ موردی از افزایش احتمال بروز سرطان دیده نشده است. البته در سه ماهه اول بارداری باید از رادیوگرافی و سی تی اسکن و اسکن رادیوایزوتوپ خودداری کرد چون ممکن است به جنین در حال رشد صدمه وارد کند. آیا اشعه ایکس با اشعه رادیواکتیو یکی است یا تفاوت دارد اشعه ایکس با اشعه رادیواکتیو متفاوت است. اشعه رادیواکتیو از جنس اشعه گاما است که البته آن هم از جنس اشعه های الکترومغناطیسی است ولی طول موج آن از اشعه ایکس کمتر و قدرت نفوذ آن بیشتر است. در محیط طبیعی اطراف ما بطور طبیعی مقادیری از اشعه رادیواکتیو وجود دارد. مقداری از این اشعه از فضای ماورای زمین وارد محیط زندگی ما میشود و مقداری از آن حاصل تجزیه مواد رادیواکتیو در فضای پیرامون ما است. حتی در درون بدن ما در هر ثانیه 9000 تجزیه رادیواکتیو انجام میشود. پس بدن ما در طول روز بطور طبیعی در معرض مقداری اشعه رادیواکتیو قرار دارد. منابع: ویکی پدیا،دانش نامه آزاد رشد،شبکه ملی مدارس ایران ارتوپد