tia X là một loại bức xạ điện từ có lẽ được biết đến nhiều nhất với khả năng nhìn xuyên qua da người và hiển thị hình ảnh của xương bên dưới. Những tiến bộ trong công nghệ đã dẫn đến các tia X mạnh hơn và tập trung hơn, cũng như các ứng dụng rộng rãi hơn của các sóng ánh sáng này, từ chụp ảnh các tế bào sinh học vị thành niên và các thành phần cấu trúc của vật liệu như xi măng để tiêu diệt tế bào ung thư.
Tia X được phân loại đại khái thành tia X mềm và tia X cứng. Tia X mềm có bước sóng tương đối ngắn khoảng 10 nanomet (một nanomet bằng một phần tỷ mét), và do đó thuộc phổ điện từ (EM). ) giữa tia cực tím (UV) và tia gamma. Tia X cứng có bước sóng khoảng 100 picômét (một picômét bằng một phần nghìn mét). Các sóng điện từ này chiếm cùng một vùng của phổ EM như các tia gamma. Sự khác biệt duy nhất giữa hai loại này là nguồn gốc của chúng: tia X được tạo ra bằng cách gia tốc các electron, trong khi tia gamma được tạo ra bởi hạt nhân của một nguyên tử trong một trong bốn phản ứng hạt nhân.
Bạn đang xem: Tia X gây ra quang hợp
Lịch sử tia X
Tia X được phát hiện vào năm 1895 bởi Wilhelm Konrad Roentgen, giáo sư tại Đại học Würzburg ở Đức. Theo Lịch sử X quang của Trung tâm Tài nguyên Không phá hủy, Roentgen nhận thấy các tinh thể gần một ống tia âm cực. cao thể hiện ánh sáng huỳnh quang, ngay cả khi anh ta bảo vệ chúng bằng giấy tối màu. Một số dạng năng lượng do ống tạo ra sẽ xuyên qua giấy và làm cho các tinh thể phát sáng. Tia X gọi năng lượng chưa biết là “bức xạ”. X.” Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng bức xạ này có thể xuyên qua mô mềm chứ không phải xương và sẽ tạo ra bóng trên các tấm ảnh.
Với khám phá này, Röntgen đã nhận được giải Nobel Vật lý đầu tiên vào năm 1901.
Nguồn và ảnh hưởng của bức xạ tia X
Theo Kelly Gaffney, giám đốc Nguồn bức xạ Synchrotron Stanford, tia X có thể được tạo ra trên Trái đất bằng cách gửi một chùm electron năng lượng cao vào một nguyên tử, chẳng hạn như đồng hoặc gali. , các electron ở lớp vỏ bên trong, gọi là c -shell, bị đẩy và đôi khi bay ra khỏi quỹ đạo của chúng. Nếu không có electron hoặc các electron đó, nguyên tử trở nên không ổn định, và do đó, nguyên tử sẽ “thư giãn” hoặc trở lại trạng thái cân bằng, Gaffney nói, với một electron trong cái gọi là lớp vỏ 1p rơi vào để lấp đầy khoảng trống. Kết quả? Một tia X được sản xuất.
“Vấn đề với điều này là huỳnh quang
Nhập synchrotron, một loại máy gia tốc hạt giúp tăng tốc các hạt tích điện, chẳng hạn như electron, bên trong một đường tròn khép kín. Gaffney cho biết: “Những điều cơ bản của vật lý cho thấy rằng bất cứ khi nào bạn tăng tốc một hạt tích điện, nó sẽ phát ra. Loại ánh sáng phụ thuộc vào năng lượng của các electron (hoặc các hạt tích điện khác) và từ trường đẩy chúng xung quanh, Gaffney nói.
Khi các electron synchrotron được đẩy tới tốc độ ánh sáng, chúng phát ra một lượng năng lượng khổng lồ, đặc biệt là tia X. Và không chỉ bất kỳ tia X nào, mà là một chùm tia X rất hội tụ.
Theo Trung tâm bức xạ synchrotron châu Âu, bức xạ synchrotron lần đầu tiên được quan sát thấy tại General Electric ở Hoa Kỳ vào năm 1947. Bức xạ này được coi là một mối phiền toái vì nó làm cho các hạt mất năng lượng, nhưng sau đó vào những năm 1960, nó được công nhận là ánh sáng có tính chất đặc biệt, khắc phục những thiếu sót của ống tia X. Một đặc điểm thú vị của bức xạ synchrotron là nó bị phân cực, nghĩa là điện trường và từ trường của các photon dao động theo cùng một hướng, có thể là tuyến tính hoặc tròn.
“Bởi vì các electron là tương đối
hình ảnh X-quang
Do khả năng xuyên qua một số vật liệu nhất định, tia X được sử dụng cho một số ứng dụng trong máy chụp Xquang để đánh giá và thử nghiệm không phá hủy, đặc biệt là để phát hiện các lỗ hoặc vết nứt trong các bộ phận cấu trúc.Theo Trung tâm tài nguyên thử nghiệm không phá hủy, “bức xạ được hướng qua bộ phận và vào màng. hoặc máy dò khác. Bản đồ bóng thu được hiển thị các đặc điểm bên trong’ và liệu bộ phận đó có âm thanh hay không. Đây là kỹ thuật tương tự được sử dụng trong văn phòng bác sĩ và nha sĩ để tạo ra tia X. xương và răng tương ứng.
Tia X cũng cần thiết để kiểm tra độ an toàn của hàng hóa, hành lý và hành khách trong vận chuyển.Máy dò hình ảnh điện tử cho phép hiển thị thời gian thực nội dung của kiện hàng và đồ đạc của hành khách khác.
Tia X ban đầu được sử dụng để hình dung xương, có thể dễ dàng phân biệt với mô mềm trên phim có sẵn vào thời điểm đó. Tuy nhiên, các hệ thống lấy nét chính xác hơn và các phương pháp phát hiện nhạy cảm đã được sử dụng. Những cải tiến khác, chẳng hạn như phim chụp ảnh và cảm biến hình ảnh điện tử cải tiến, giúp có thể nhận ra các chi tiết ngày càng tốt hơn và sự khác biệt tinh tế về mật độ mô ở mức phơi sáng thấp hơn nhiều.
Ngoài ra, chụp cắt lớp vi tính (CT) kết hợp nhiều hình ảnh X-quang thành mô hình 3D của vùng quan tâm.
Theo Trung tâm Vật liệu và Năng lượng Helmholtz, tương tự như CT, chụp cắt lớp synchrotron có thể tiết lộ hình ảnh ba chiều về cấu trúc bên trong của các vật thể, chẳng hạn như các bộ phận kỹ thuật.
liệu pháp tia X
Xạ trị sử dụng bức xạ năng lượng cao để tiêu diệt tế bào ung thư bằng cách làm hỏng DNA của chúng. Vì việc điều trị cũng có thể làm hỏng các tế bào bình thường, Viện Ung thư Quốc gia khuyến cáo lập kế hoạch điều trị cẩn thận để giảm thiểu tác dụng phụ.
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, cái gọi là bức xạ ion hóa từ tia X chiếu vào một khu vực tập trung có đủ năng lượng để loại bỏ hoàn toàn các electron khỏi nguyên tử và phân tử, do đó thay đổi tính chất của chúng. Với liều lượng vừa đủ, nó có thể gây tổn thương hoặc phá hủy tế bào. Mặc dù tổn thương tế bào này có thể gây ra ung thư, nhưng nó cũng có thể được sử dụng để chống lại nó.Các khối u ung thư bằng tia X có thể tiêu diệt các tế bào bất thường này.
thiên văn tia X
Theo Robert Patterson, giáo sư thiên văn học tại Đại học Missouri, các nguồn bức xạ tia X thiên thể bao gồm các hệ thống gần nhị phân có chứa các lỗ đen hoặc sao neutron. phát ra tia X rất nóng khi nó xoắn ốc vào trong. Ngoài ra, các lỗ đen siêu nặng ở trung tâm của các thiên hà xoắn ốc có thể phát ra tia X khi chúng hấp thụ các ngôi sao và đám mây khí rơi vào phạm vi hấp dẫn của chúng.
Xem thêm: Phông chữ sáng tạo, Phông chữ nghệ thuật trực tuyến ❤️ 1001 Phông chữ đẹp nhất
Kính thiên văn tia X sử dụng phản xạ góc thấp để tập trung các photon (ánh sáng) năng lượng cao này có thể đi qua các gương kính viễn vọng thông thường. Do bầu khí quyển của Trái đất chặn hầu hết các tia X, nên các quan sát thường được thực hiện bằng khinh khí cầu tầm cao hoặc kính thiên văn quay quanh.
Để tìm hiểu thêm về thiết bị y tế, vui lòng click vào đây, máy siêu âm, máy xét nghiệm, máy soi, máy nội soi, máy nội soi, máy x-quang, máy x-quang
