Definicija in lastnosti X zraka (X sevanje)

Rentgenski žarki ali x-sevanje so del elektromagnetnega spekter s krajšimi valovne dolžine (višje) frekvenco) kot vidna svetloba. Valovna dolžina rentgenskega sevanja se giblje od 0,01 do 10 nanometrov ali frekvence od 3 × 10¹⁶ Hz do 3 × 10¹⁹ Hz Tako postavimo rentgensko valovno dolžino med ultravijolično svetlobo in gama žarke. Razlika med rentgenskimi in gama žarki lahko temelji na valovni dolžini ali na izvoru sevanja. Včasih se x-sevanje šteje za sevanje, ki ga oddajajo elektroni, medtem ko gama-sevanje oddaja atomsko jedro.

Nemški znanstvenik Wilhelm Röntgen je bil prvi, ki je preučeval rentgenske žarke (1895), čeprav ni bil prvi, ki jih je opazoval. Iz Crookesovih cevi, ki so bile izumljene okoli leta 1875, so opazili rentgenske žarke. Röntgen je svetlobo imenoval "rentgensko sevanje", da bi označil, da gre za prej neznan tip. Včasih sevanje se po znanstveniku imenuje Röntgenovo ali Roentgenovo sevanje. Sprejeti črkovanja vključujejo x-žarke, x-žarke, xrays in X-žarke (in sevanje).

Izraz rentgenski žarki se uporablja tudi za označevanje radiografske slike, ki je nastala s pomočjo x-sevanja, in metode, ki se uporablja za izdelavo slike.

X-žarki se gibljejo med 100 eV in 100 keV (valovno dolžino pod 0,2–0,1 nm). Močni rentgenski žarki so tisti, katerih energija fotona je večja od 5-10 keV. Mehki rentgenski žarki so tisti z nižjo energijo. Valovna dolžina trdih rentgenskih žarkov je primerljiva s premerom atoma. Trdi rentgenski žarki imajo dovolj energije za prodor v materijo, mehki x-žarki pa se absorbirajo v zraku ali prodrejo v vodo do globine približno 1 mikrometra.

Kadar zadeva dovolj energijsko nabitih delcev, se lahko oddajajo rentgenski žarki. Pospešeni elektroni se uporabljajo za proizvodnjo x-sevanja v rentgenski cevi, ki je vakuumska cev z vročo katodo in kovinsko tarčo. Uporabljajo se lahko tudi protoni ali drugi pozitivni ioni. Na primer, protonska indukcija rentgenskih žarkov je analitična tehnika. Naravni viri x-sevanja vključujejo plin radona, druge radioizotope, strele in kozmične žarke.

Trije načini, kako x-žarki vplivajo na materijo, so Compton sipanje, Rayleighovo razprševanje in fotoapsorpcija. Razmnoževanje komtona je primarna interakcija, ki vključuje visoko energijske trde rentgenske žarke, medtem ko je fotoapsorpcija prevladujoča interakcija z mehkimi rentgenskimi žarki in nižjimi energijskimi trdimi x-žarki. Vsak rentgen ima dovolj energije za premagovanje vezivne energije med atomi v molekulah, zato je učinek odvisen od elementarne sestave snovi in ​​ne od njenih kemijskih lastnosti.

Večina ljudi je poznala rentgenske žarke zaradi njihove uporabe pri medicinskem slikanju, vendar obstaja veliko drugih aplikacij sevanja:

V diagnostični medicini se rentgenski žarki uporabljajo za pregled kostnih struktur. Močno x-sevanje se uporablja za zmanjšanje absorpcije nizkoenergijskih rentgenskih žarkov. Nad rentgensko cevjo se postavi filter, da se prepreči prenos sevanja nižje energije. Visoka atomska masa kalcijevih atomov v zobeh in kosteh absorbira x-sevanje, ki omogoča, da večina drugega sevanja prehaja skozi telo. Računalniška tomografija (CT skeniranje), fluoroskopija in radioterapija so druge diagnostične tehnike rentgenskega sevanja. Rentgenski žarki se lahko uporabljajo tudi za terapevtske tehnike, kot je zdravljenje raka.

Rentgenski žarki se uporabljajo za kristalografijo, astronomijo, mikroskopijo, industrijsko radiografijo, varnost letališča, spektroskopija, fluorescenco in vsaditev cepitvenih naprav. X-žarki se lahko uporabljajo za ustvarjanje umetnosti in tudi za analizo slik. Prepovedane uporabe vključujejo rentgensko odstranjevanje dlak in prilagajanje čevljev fluoroskop, ki sta bila priljubljena v dvajsetih letih prejšnjega stoletja.

Rentgenski žarki so oblika ionizirajočega sevanja, ki lahko pretrga kemijske vezi in ionizira atome. Ko so prvič odkrili rentgenske žarke, so ljudje utrpeli sevalne opekline in izpadanje las. Obstajala so celo poročila o smrti. Medtem ko je sevalna bolezen večinoma preteklost, so medicinski rentgenski žarki pomemben vir, ki jih je ustvaril človek izpostavljenosti sevanju, ki predstavlja približno polovico celotne izpostavljenosti sevanju iz vseh virov v ZDA v ZDA 2006. Glede odmerka, ki predstavlja nevarnost, se ne strinja, delno tudi zato, ker je tveganje odvisno od več dejavnikov. Jasno je, da lahko x-sevanje povzroči genetske poškodbe, ki lahko vodijo do raka in razvojnih težav. Največje tveganje je za plod ali otroka.

Medtem ko so rentgenski žarki zunaj vidnega spektra, je mogoče videti sijaj ioniziranih molekul zraka okoli intenzivnega rentgenskega žarka. Mogoče je tudi "ogled" rentgenskih žarkov, če močan vir gleda temno prilagojeno oko. Mehanizem tega pojava ostaja nepojasnjen (in poskus je preveč nevaren za izvedbo). Zgodnji raziskovalci so poročali o videzu modro-sivega sijaja, za katerega se zdi, da prihaja iz oči.

Izpostavljenost prebivalstva ZDA medicinskemu sevanju od zgodnjih osemdesetih let močno narašča, Science Daily, 5. marec 2009. Pridobljeno 4. julija 2017.