Определение и свойства на X Ray (X лъчение)

Рентгеновите лъчи или рентгеновото лъчение са част от електромагнитното спектър с по-къси дължини на вълните (по-висок честота) отколкото Видима светлина. Дължината на вълната на рентгеновото лъчение варира от 0,01 до 10 нанометра, или честоти от 3 × 10¹⁶ Hz до 3 × 10¹⁹ Hz. Това поставя рентгеновата дължина на вълната между ултравиолетова светлина и гама лъчи. Разграничаването между рентгенови и гама лъчи може да се основава на дължината на вълната или на източника на радиация. Понякога x-лъчението се счита за радиация, излъчвана от електрони, докато гама-лъчението се излъчва от атомното ядро.

Германският учен Вилхелм Рьонтген е първият, който изследва рентгеновите лъчи (1895 г.), въпреки че не е първият човек, който ги наблюдава. Наблюдавани са рентгенови лъчи, получени от тръбите на Crookes, които са изобретени около 1875 година. Рьонтген нарече светлината „рентгеново лъчение“, за да посочи, че е неизвестен досега вид. Понякога радиация се нарича Рентген или Рентген радиация, след като ученият. Приетите правописи включват рентгенови лъчи, рентгенови лъчи, рентгенови лъчи и рентгенови лъчи (и лъчение).

Терминът рентгенов лъч също се използва за обозначаване на рентгенографско изображение, образувано с помощта на рентгеново лъчение и метод, използван за получаване на изображението.

Рентгеновите лъчи варират в енергията от 100 eV до 100 keV (под 0,2–0,1 nm дължина на вълната). Твърдите рентгенови лъчи са тези с фотонна енергия по-голяма от 5-10 кеВ. Меките рентгенови лъчи са тези с по-ниска енергия. Дължината на вълната на твърдите рентгенови лъчи е сравнима с диаметъра на атом. Твърдите рентгенови лъчи имат достатъчно енергия за проникване в материята, докато меките рентгенови лъчи се абсорбират във въздуха или проникват във вода до дълбочина около 1 микрометър.

Рентгеновите лъчи могат да се излъчват винаги, когато удари достатъчно енергийно заредени частици. Ускорените електрони се използват за производство на рентгеново лъчение в рентгенова тръба, която представлява вакуумна тръба с горещ катод и метална мишена. Могат да се използват също протони или други положителни йони. Например, протон-индуцираната рентгенова емисия е аналитична техника. Естествените източници на x-лъчение включват газ радон, други радиоизотопи, светкавици и космически лъчи.

Трите начина на взаимодействие на рентгеновите лъчи с материята са Compton разсейване, Rayleigh разсейване и фотоабсорбция. Разсейването на комптон е основното взаимодействие, включващо високоенергийни твърди рентгенови лъчи, докато фотоабсорбцията е доминиращо взаимодействие с меки рентгенови лъчи и по-ниско енергийни твърди рентгенови лъчи. Всеки рентген има достатъчно енергия за преодоляване на енергията на свързване между атомите в молекулите, така че ефектът зависи от елементарния състав на материята, а не от нейните химични свойства.

Повечето хора са запознати с рентгеновите лъчи поради използването им в медицински изображения, но има много други приложения на лъчението:

В диагностичната медицина се използват рентгенови лъчи за преглед на костните структури. Използва се твърдо рентгеново излъчване, за да се сведе до минимум абсорбцията на ниско енергийни рентгенови лъчи. Над рентгеновата тръба се поставя филтър, за да се предотврати предаването на лъчението с по-ниска енергия. Високата атомна маса на калциеви атоми в зъбите и костите абсорбира рентгеново лъчение, което позволява на повечето от другите лъчения да преминат през тялото. Компютърната томография (компютърна томография), флуороскопия и лъчетерапия са други рентгенологични диагностични техники. Рентгеновите лъчи могат да се използват и за терапевтични техники, като лечение на рак.

Рентгеновите лъчи се използват за кристалография, астрономия, микроскопия, промишлена радиография, сигурност на летището и др. спектроскопия, флуоресценция и имплодиране на устройства за делене. Рентгеновите лъчи могат да бъдат използвани за създаване на изкуство, както и за анализ на картини. Забранените приложения включват рентгеново отстраняване на косми и флуороскопи за поставяне на обувки, които бяха популярни и през 20-те години.

Рентгеновите лъчи са форма на йонизираща радиация, способна да разруши химичните връзки и да йонизира атомите. Когато за пръв път бяха открити рентгенови лъчи, хората претърпяха радиационни изгаряния и косопад. Имаше дори съобщения за смърт. Докато лъчевата болест до голяма степен е минало, медицинските рентгенови лъчи са важен източник на човека радиационна експозиция, представляваща около половината от общата експозиция на радиация от всички източници в САЩ през 2006. Съществува разногласие относно дозата, която представлява опасност, отчасти защото рискът зависи от множество фактори. Ясно е, че рентгенографията е в състояние да причини генетично увреждане, което може да доведе до рак и проблеми в развитието. Най-високият риск е за плода или детето.

Докато рентгеновите лъчи са извън видимия спектър, е възможно да видите сиянието на йонизирани молекули въздух около интензивен рентгенов лъч. Възможно е също така да „видите“ рентгеновите лъчи, ако силен източник се гледа от окото, пригодено за тъмно. Механизмът за това явление остава необяснен (а експериментът е твърде опасен за изпълнение). Ранните изследователи съобщават, че виждат синьо-сиво сияние, което сякаш идва отвътре.

Медицинското излъчване на населението на САЩ значително нараства от началото на 80-те години, Science Daily, 5 март 2009 г. Проверено на 4 юли 2017 г.