الاشعه السينية - وصفها وخصائصها

الأشعة السينية أو أشعة اكس (X-rays)

هي جزء من الطيف الالكترومغناطيسي (electromagnetic spectrum) والتي تمتلك طول موجة تتراوح بين (0.01 – 10) نانو متر، فهي أقصر من طول موجة الطيف المرئي ولكنها في المقابل تمتلك توتر عالي (3×1016 – 3×1019 ) منه، وهذا ما يضعها في المنطقة بين الأشعة فوق البنفسجية (ultraviolet light) وأشعة غاما (gamma rays). ويمكن تمييزها عن أشعة غاما بطول موجتها أو تواترها بالإضافة إلى أنّ الأشعة السينية تصدر عن الالكترونات أما أشعة غاما فهي ناتجة عن النواة الذرية.

أول من درس هذا النوع من الأشعة هو العالم الألماني ويليام رونتغن (Wilhelm Röntgen) عام (1895) ولكنه ليس أول من اكتشفها فقد تم اصدار هذه الاشعة من أنبوب كروكس (Crookes tubes) الذي تم اختراعه سنة (1875). وقد سميت حينها بأشعة اكس ثم سميت بأشعة رونتغن وفي الوقت الحالي فيمكن استخدام إحدى التسميتين (وفي اللغة العربية سميت بالأشعة السينية كتعريب لأشعة اكس)

أنواع الأشعة السينية:

هنالك نوعين من الأشعة السينية (العالية والمنخفضة). وبشكل عام تمتلك الأشعة السينية طاقة تتراوح بين (100 eV) (الكترون فولط) و (100 keV) (كيلوالكترون فولط). فالأشعة التي تمتلك طاقة أعلى من (5-10 keV) تسمى بالأشعة السينية العالية والأشعة ذات الطاقة الأخفض سميت بالأشعة السينية المنخفضة. الأطوال الموجية للأشعة السينية العالية يمكن مقارنتها بالأبعاد الذرية ولذلك فهي تمتلك طاقة قادرة على اختراق المواد. أما الأشعة السينية المنخفضة يمكن أن تتلاشى وتمتص في الهواء أو يمكن أن تخترق الماء والأبعاد حتى 1 ميكرومتر.

مصادر الأشعة السينية:

تصدر الأشعة السينية عندما تضرب جسيمات تمتلك طاقة معينة سطح المادة. كما ويستخدم التسارع الالكتروني في إنتاج الأشعة السينية في أنبوب الأشعة السينية (وهو عبارة عن أنبوب مفرغ من الهواء يحتوي على كاتود (صفيحة أو سلك ذو شحنة موجبة) ومعدن يتلقى الشحنة الناتجة عن الكاتود). كما يمكن استخدام البروتونات أو أي شحنات موجبة. وهناك مصادر أخرى طبيعية للأشعة السينية منها غاز الرادون و النظائر المشعة أو الأشعة الآتية من الفضاء.

كيف تتأثر المادة بالأشعة السينية:

تمتلك الأشعة السينية طاقة معينة يمكن أن تؤثر بطاقة الروابط بين الذرات في الجزيئات وعلى هذا فإنّ التأثير يتعلق بقوة الارتباط بين الذرات وبطاقة الأشعة المؤثرة ولا علاقة للخواص الكيميائية للمادة على قوة تأثير أشعة اكس أو ضعفه.

استخدامات الأشعة السينية:

أغلب الناس تعرف الأشعة السينية بناء على معرفتهم باستخدامها في التصوير الطبي (تصوير الكسور وغيرها) ولكن هنالك العديد من الاستخدامات الأخرى:

في التشخيص الطبي، تستخدم في رؤية بنية العظام وشكلها ويستخدم فيها الأشعة السينية العالية. فالكتلة الذرية العالية للكالسيوم في الأسنان والعظام تمتص أشعة اكس بينما تخترق باقي الأشعة الخلايا الأخرى في الجسم. المسح المقطعي (Computer tomography) أو ( CT scans) والمطيافية الفلورية (fluoroscopy) والعلاج بالاشعاع (radiotherapy) كعلاج بعض أنواع السرطانات، كلها تعد استخدامات اخرى لتقنية التشخيص الاشعاعي.

كما تستخدم الأشعة السينية في علم البلورات (crystallography) والفلك (astronomy) والتصوير الاشعاعي الصنعي (industrial radiography) وأمن المطارات والتحليل الطيفي وفي أجهزة الانشطار (implode fission devices) وفي الفن لتحليل اللوحات ومن الاستخدامات الشائعة في عشرينيات القرن الماضي ازالة الشعر الزائد بتقنية الأشعة السينية والتي تم حظرها فيما بعد.

المخاطر الناجمة عن الأشعة السينية:

تعتبر الأشعة السينية نوعاً من الأشعة المتأينة القادرة على تحطيم الروابط الكيميائية والذرات المتشردة. وعند بدء استخدام هذا النوع من الأشعة بعد اكتشافها اصيب من تعرض لها بحروق اشعاعية وسقوط للشعر وهنالك الكثير من التقارير لموت عدد ممن تعرضوا لهذه الأشعة ولكن هذا يعد من الماضي لأنه في الوقت الحاضر أصبح هنالك حذر وانتباه عند استخدام هذا النوع من الأشعة. وبشكل عام فإنه من الجلي القول بأن أشعة اكس قادرة على احداث تغيرات جينية تؤدي الى السرطان أو مشاكل أخرى بما فيها عيوب خلقية للأجنة والأطفال فيما بعد.

رؤية أشعة اكس:

على الرغم من أن الأشعة السينية موجودة خارج مجال الرؤية ولكن من الممكن رؤية تأين جزيئات الهواء المحيطة بحزمة الأشعة المنبعثة. هنالك دراسات حديثة أظهرت رؤية هذه الأشعة على شكل وهج أزرق رمادي.

المصادر

Thoughtco. (July 05, 2017), X Ray Definition and Properties (X Radiation), Anne Marie Helmenstine, from https://www.thoughtco.com/x-ray-definition-4144984

Medical Radiation Exposure of the U.S. Population Greatly Increased Since the Early 1980s, Science Daily, March 5, 2009. Retrieved July 4, 2017.

كلمات مفتاحية/ اشعة سينية، مخاطر، استخدامات، مصادر.