X-???nlar? her ?eyi g?r?yor... (Foto?raf: itsmejust, Shutterstock)

W?rzburg ?niversitesi'nde (Bavyera) bir Alman fizik?i, profes?r ve rekt?r, bir ?niversite laboratuvar?nda tek ba??na deney yaparak, beklenmedik bir ?ekilde, d?nyan?n her yerinde onu takip ederek art?k "X-???nlar?" olarak adland?r?lan "tamamen n?fuz eden" ???nlar? ke?fetti. X-???nlar?") ve Rusya'da - “X-???n?” veya “X-???n?”.

Ve bu b?yleydi. 1895'te asistanlar? eve gitti?inde Roentgen ?al??maya devam etti. Her taraf? kal?n siyah ka??tla kapl? katot t?p?ndeki ak?m? tekrar a?t?. Yak?nlarda bulunan baryum platinosiyan?r kristalleri ye?ilimsi parlamaya ba?lad?. Bilim adam? ak?m? kapatt? ve kristallerin par?lt?s? durdu. Katot t?p?ne tekrar voltaj uyguland???nda, cihazla hi?bir ba?lant?s? olmayan kristallerdeki par?lt? yeniden ba?lad?.

Daha fazla ara?t?rma sonucunda bilim adam?, daha sonra X-???nlar? olarak adland?rd??? t?pten bilinmeyen radyasyonun yay?ld??? sonucuna vard?.
Roentgen'in deneyleri, X ???nlar?n?n, katot ???nlar?n?n katot t?p? i?indeki bir engelle ?arp??t??? noktadan kaynakland???n? g?sterdi. Bilim adam? ?zel tasar?ml? bir t?p yapt? - anti-katot d?zd? ve bu da yo?un bir X-???n? ak??? sa?lad?. Bu t?p sayesinde (daha sonra X-???n? olarak adland?r?lacakt?), daha ?nce bilinmeyen ve X-???n? olarak adland?r?lan radyasyonun temel ?zelliklerini inceledi ve a??klad?.

G?r?n??e g?re X ???nlar? bir?ok opak malzemeye n?fuz edebiliyor; ancak yans?t?lmaz veya k?r?lmaz. X-???n? radyasyonu ?evredeki havay? iyonize eder ve foto?raf plakalar?n? ayd?nlat?r. Roentgen ayr?ca X-???nlar?n? kullanarak ilk foto?raflar? ?ekti.

Alman bilim adam?n?n ke?fi bilimin geli?imini b?y?k ?l??de etkiledi. X ???nlar?n? kullanan deneyler ve ?al??malar, maddenin yap?s? hakk?nda yeni bilgilerin elde edilmesine yard?mc? oldu ve bu, o zaman?n di?er ke?ifleriyle birlikte bizi klasik fizi?in bir dizi ilkesini yeniden d???nmeye zorlad?.

K?sa bir s?re sonra X-???n? t?pleri t?pta ve teknolojinin ?e?itli alanlar?nda uygulama alan? buldu. Atom-n?kleer bilimin temelini olu?turan bu ????r a??c? ke?if i?in R?ntgen, 1901 y?l?nda fizik alan?nda ilk ?d?le lay?k g?r?ld?.

S?n?f arkada?lar?

• 1330

  1330

  Ipatiev Manast?r?, Kostroma Nehri'nin Volga'ya akt??? yerde yer almaktad?r. Romanov hanedan?n?n ilk ?ar? Mikhail Fedorovich'in burada kutsanmas?yla ?nl?d?r. Kutsal ??l? Ipatiev Manast?r?, Volga b?lgesinde hayatta kalan en eski mimari topluluktur. 1958 y?l?nda bina ve yap? kompleksi cumhuriyet?i tarihi ve ar?iv m?zesi-rezervi olarak s?n?fland?r?ld?. Vpe...

• 1783

  1783

  27 Mart 1783'te 27 ya??ndaki Mozart, korno sanat??s? Joseph Ignaz Leitgeb'e korna ve yayl? ?alg?lar orkestras? i?in yeni tamamlanan Mi bemol maj?r Kon?erto'nun notalar?n?n orijinal el yazmas?n? teslim etti. Ignaz Leitgeb bestecinin en yak?n arkada??yd?. O zamanlar Avrupa'n?n en iyi m?zisyenlerinden biri olarak kabul ediliyordu ve ayn? zamanda Viyana'da bir peynir d?kkan? i?letiyordu; bu arada, Mozar'?n babas?ndan ald??? bor? parayla a??lm??t?...

• 1893

Rusya Federasyonu E?itim ve Bilim Bakanl???

Federal E?itim Ajans?

Devlet Y?ksek Mesleki E?itim Kurumu SUSU

Fiziksel Kimya B?l?m?

KSE kursuna g?re: “X-???n? radyasyonu”

Tamamlanm??:

Naumova Daria Gennadievna

Kontrol edildi:

Do?ent, K.T.N.

Tanklevskaya N.M.

?elyabinsk 2010

girii?

B?l?m I. X-???nlar?n?n Ke?fi

Fi?

Madde ile etkile?im

Biyolojik etkiler

Kay?t

Ba?vuru

R?ntgen nas?l ?ekilir?

Do?al X-???nlar?

B?l?m II. r?ntgen

Ba?vuru

G?r?nt? edinme y?ntemi

Radyografinin faydalar?

Radyografinin dezavantajlar?

r?ntgen

Makbuz prensibi

Floroskopinin avantajlar?

Floroskopinin dezavantajlar?

Floroskopide dijital teknolojiler

?ok sat?rl? tarama y?ntemi

??z?m

Kullan?lm?? literat?r listesi

girii?

X ???nlar?, fotonlar?n enerjisi, ultraviyoleden gama radyasyonuna kadar olan enerji aral??? taraf?ndan belirlenen, 10-4 ila 10? ? (10-14 ila 10-8 m) dalga boyu aral???na kar??l?k gelen elektromanyetik dalgalard?r.

G?r?n?r ???k gibi, X ???nlar? da foto?raf filminin siyaha d?nmesine neden olur. Bu ?zellik t?p, end?stri ve bilimsel ara?t?rmalar i?in ?nemlidir. ?ncelenen nesnenin i?inden ge?en ve ard?ndan foto?raf filminin ?zerine d??en X-???n? radyasyonu, onun i? yap?s?n? onun ?zerinde g?sterir. X-???n? radyasyonunun n?fuz etme g?c? farkl? malzemelere g?re de?i?ti?inden, nesnenin ona kar?? daha az ?effaf olan k?s?mlar?, foto?rafta radyasyonun iyi n?fuz etti?i b?lgelere g?re daha a??k alanlar olu?turur. Bu nedenle kemik dokusu, deriyi ve i? organlar? olu?turan dokuya g?re r?ntgen ???nlar?na kar?? daha az ?effaft?r. Bu nedenle r?ntgende kemikler daha a??k renkli alanlar olarak g?r?necek ve radyasyona kar?? daha ?effaf olan k?r?k b?lgesi olduk?a kolay tespit edilebilecektir. X ???nlar? ayr?ca di? hekimli?inde di? k?klerindeki ??r?k ve apseleri tespit etmek i?in, end?stride ise d?k?m, plastik ve kau?uklardaki ?atlaklar? tespit etmek i?in kullan?l?r.

X ???nlar? kimyada bile?ikleri analiz etmek i?in ve fizikte kristallerin yap?s?n? incelemek i?in kullan?l?r. Kimyasal bir bile?ikten ge?en bir X-???n? ???n?, karakteristik ikincil radyasyon ?retir; bunun spektroskopik analizi, kimyagerin bile?i?in bile?imini belirlemesine olanak tan?r. Kristalin bir maddenin ?zerine d??t???nde, bir X-???n? ???n? kristalin atomlar? taraf?ndan sa??l?r ve foto?raf plakas? ?zerinde net, d?zenli bir nokta ve ?erit resmi verir, bu da kristalin i? yap?s?n?n olu?turulmas?n? m?mk?n k?lar.

X ???nlar?n?n kanser tedavisinde kullan?lmas?, kanser h?crelerini ?ld?rmesine dayanmaktad?r. Ancak normal h?creler ?zerinde de istenmeyen etkileri olabilir. Bu nedenle X ???nlar?n? bu ?ekilde kullan?rken ?ok dikkatli olunmal?d?r.

B?l?m I. X-???nlar?n?n Ke?fi

X ???nlar?n?n ke?fi Wilhelm Conrad Roentgen'e atfedilir. X-???nlar? (x-???n?) ad?n? verdi?i X-???nlar? ?zerine bir makale yay?nlayan ilk ki?i oldu. Roentgen'in "Yeni bir ???n t?r? ?zerine" ba?l?kl? makalesi 28 Aral?k 1895'te W?rzburg Fizik-T?p Derne?i dergisinde yay?nland?. Ancak bundan ?nce de r?ntgen ???nlar?n?n elde edildi?inin kan?tland??? d???n?l?yor. Roentgen'in deneylerinde kulland??? katot ???n t?p?, J. Hittorf ve W. Crookes taraf?ndan geli?tirildi. Bu t?p ?al??t???nda X ???nlar? ?retilir. Bu, Crookes'un deneylerinde ve 1892'den itibaren Heinrich Hertz ve ??rencisi Philipp Lenard'?n foto?raf plakalar?n?n kararmas? yoluyla yapt??? deneylerde g?sterildi. Ancak hi?biri ke?iflerinin ?nemini anlamad? ve sonu?lar?n? yay?nlamad?. Ayr?ca Nikola Tesla, 1897'den ba?layarak katot ???n t?pleriyle deneyler yapt?, X ???nlar? elde etti ancak sonu?lar?n? yay?nlamad?.

Bu nedenle Roentgen, kendisinden ?nce yap?lan ke?iflerden habersizdi ve daha sonra kendi ad?n? ta??yan ???nlar? ba??ms?z olarak - katot ???n t?p?n?n ?al??mas? s?ras?nda ortaya ??kan floresans? g?zlemlerken ke?fetti. Roentgen, bir y?ldan biraz fazla bir s?re boyunca (8 Kas?m 1895'ten Mart 1897'ye kadar) X-???nlar? ?zerinde ?al??t? ve bunlar hakk?nda yaln?zca ?? k???k makale yay?nlad?; ancak bunlar, yeni ???nlar?n o kadar kapsaml? bir tan?m?n? veriyordu ki, takip?ilerinin y?zlerce eseri, 12 y?l boyunca yay?nland?klar? halde kayda de?er bir ?ey ekleyemediler veya de?i?tiremediler. X ???nlar?na olan ilgisini kaybeden Roentgen, meslekta?lar?na ?unlar? s?yledi: "Ben zaten her ?eyi yazd?m, zaman?n?z? bo?a harcamay?n." Roentgen'in ?n? ayn? zamanda makalesinde yay?nlad??? kar?s?n?n elinin ?nl? foto?raf?ndan da geliyordu (sa?daki resme bak?n?z). Bu ??hret, Roentgen'e 1901'de fizikteki ilk Nobel ?d?l?'n? kazand?rd? ve Nobel komitesi, ke?finin pratik ?nemini vurgulad?. 1896 y?l?nda ilk kez "X-???nlar?" ad? kullan?ld?. Baz? ?lkelerde eski ad? kald? - X-???nlar?. Rusya'da ??renci V.K.'nin ?nerisi ?zerine ???nlara "X-???nlar?" ad? verilmeye ba?land?. R?ntgen - Abram Fedorovich Ioffe.

Elektromanyetik dalga ?l?e?indeki konum

X ???nlar?n?n ve gama ???nlar?n?n enerji aral?klar? geni? bir enerji aral??? ?zerinde ?rt??mektedir. Her iki radyasyon t?r? de elektromanyetik radyasyondur ve ayn? foton enerjisine sahiptir. Terminolojik fark, olu?um y?nteminde yatmaktad?r - X ???nlar?, elektronlar?n (atomlarda veya serbest) kat?l?m?yla yay?l?rken, atom ?ekirdeklerinin uyar?lma s?re?lerinde gama radyasyonu yay?l?r. X-???n? fotonlar?n?n enerjileri 100 eV ila 250 keV aras?ndad?r; bu, 3 1016 Hz ila 6 1019 Hz frekansa ve 0,005 - 10 nm dalga boyuna sahip radyasyona kar??l?k gelir (aral???n alt s?n?r?n?n genel olarak kabul edilmi? bir tan?m? yoktur) dalga boyu ?l?e?indeki x-???nlar?n?n miktar?). Yumu?ak X-???nlar? en d???k foton enerjisine ve radyasyon frekans?na (ve en uzun dalga boyuna) sahipken, sert X-???nlar? en y?ksek foton enerjisine ve radyasyon frekans?na (ve en k?sa dalga boyuna) sahiptir.

(E?inin elinin V.K. Roentgen taraf?ndan ?ekilmi? r?ntgen foto?raf? (X-???n?))

)

Fi?

X-???nlar?, y?kl? par?ac?klar?n (?o?unlukla elektronlar) kuvvetli ivmelenmesinden veya atomlar?n veya molek?llerin elektronik kabuklar?ndaki y?ksek enerjili ge?i?lerden kaynaklan?r. Her iki etki de, s?cak bir katot taraf?ndan yay?lan elektronlar?n h?zland?r?ld??? (bu durumda, ivme ?ok k???k oldu?undan hi?bir X-???n? yay?lmaz) ve anoda ?arparak keskin bir ?ekilde yava?lad?klar? X-???n? t?plerinde kullan?l?r ( bu durumda, X-???nlar? yay?l?r: s?zde bremsstrahlung) ve ayn? zamanda anotun yap?ld??? metal atomlar?n?n i? elektron kabuklar?ndan elektronlar? d??ar? atar. Kabuklardaki bo? alanlar atomun di?er elektronlar? taraf?ndan i?gal edilir. Bu durumda, anot malzemesinin belirli bir enerji ?zelli?i ile X-???n? radyasyonu yay?l?r (karakteristik radyasyon, frekanslar Moseley yasas?na g?re belirlenir:

,

Z, anot eleman?n?n atom numaras?d?r; A ve B, elektron kabu?unun temel kuantum numaras? n'nin belirli bir de?eri i?in sabitlerdir. ?u anda anotlar ?o?unlukla seramikten, elektronlar?n ?arpt??? k?s?m ise molibdenden yap?l?yor. H?zlanma-yava?lama s?recinde elektronun kinetik enerjisinin sadece %1'i x-???n? radyasyonuna girer, enerjinin %99'u ?s?ya d?n???r.

X-???n? radyasyonu y?kl? par?ac?k h?zland?r?c?lar?nda da ?retilebilir. T.N. Sinkrotron radyasyonu, bir par?ac?k ???n?n?n manyetik bir alanda sapt?r?lmas?yla meydana gelir ve bu onlar?n hareketlerine dik bir y?nde h?zlanma ya?amalar?na neden olur. Sinkrotron radyasyonunun bir ?st limiti olan s?rekli bir spektrumu vard?r. Uygun ?ekilde se?ilmi? parametrelerle (manyetik alan kuvveti ve par?ac?k enerjisi), sinkrotron radyasyonu spektrumunda da X ???nlar? elde edilebilir.

Bir X-???n? t?p?n?n ?ematik g?sterimi. X - X ???nlar?, K - katot, A - anot (bazen antikatot olarak da adland?r?l?r), C - ?s? emici, Uh - katot filaman voltaj?, Ua - h?zlanma voltaj?, Win - su so?utma giri?i, Wout - su so?utma ??k??? (bkz. X- ???n t?p?).

Madde ile etkile?im

X-???nlar? i?in hemen hemen her maddenin k?r?lma indisi birlikten ?ok az farkl?d?r. Bunun bir sonucu olarak X-???n? merce?inin yap?labilece?i hi?bir malzemenin bulunmamas? ger?e?i ortaya ??kar. Ayr?ca bir y?zeye dik olarak gelen X-???nlar? neredeyse hi? yans?maz. Buna ra?men, X-???n? optiklerinde X-???nlar? i?in optik elemanlar?n olu?turulmas?na y?nelik y?ntemler bulunmu?tur.

X ???nlar? maddeye n?fuz edebilir ve farkl? maddeler onlar? farkl? ?ekilde emer. X-???nlar?n?n emilmesi, X-???n? foto?raf??l???ndaki en ?nemli ?zelliktir. X ???nlar?n?n yo?unlu?u, so?urucu katmanda kat edilen yola ba?l? olarak ?stel olarak azal?r (I = I0e-kd, burada d, katman?n kal?nl???d?r, k katsay?s? Z3l3 ile orant?l?d?r, Z, elementin atom numaras?d?r, l dalga boyudur).

Emilim, fotoabsorpsiyon ve Compton sa??lmas?n?n bir sonucu olarak meydana gelir:

Fotoabsorbsiyon, bir fotonun, bir atomun kabu?undan bir elektronu koparmas? s?recini ifade eder; bu, foton enerjisinin belirli bir minimum de?erden daha b?y?k olmas?n? gerektirir. Fotonun enerjisine ba?l? olarak so?urma olay?n?n ger?ekle?me ihtimalini d???n?rsek, belli bir enerjiye ula??ld???nda bu (olas?l?k) keskin bir ?ekilde maksimum de?erine y?kselir. Daha y?ksek enerji de?erleri i?in olas?l?k s?rekli olarak azal?r. Bu ba??ml?l?ktan dolay? emilim s?n?r?n?n oldu?unu s?yl?yorlar. Absorbsiyon eylemi s?ras?nda devreden ??kan elektronun yeri ba?ka bir elektron taraf?ndan al?n?r ve daha d???k foton enerjisine sahip radyasyon yay?l?r. floresans s?reci.

DERS

R?NTGEN

X-???nlar?n?n do?as?

Bremsstrahlung X-???n? radyasyonu, spektral ?zellikleri.

Karakteristik X-???n? radyasyonu (referans i?in).

X-???n? radyasyonunun madde ile etkile?imi.

X-???n? radyasyonunun t?pta kullan?m?n?n fiziksel temeli.

X-???nlar? (X - ???nlar?), 1895'te fizikte ilk Nobel ?d?ll? olan K. Roentgen taraf?ndan ke?fedildi.

X-???nlar?n?n do?as?

X-???n? radyasyonu – uzunlu?u 80 ila 10–5 nm aras?nda olan elektromanyetik dalgalar. Uzun dalga X-???n? radyasyonu, k?sa dalga UV radyasyonu ile ?rt???r ve k?sa dalga X-???n? radyasyonu, uzun dalga ? radyasyonu ile ?st ?ste gelir.

X-???nlar? X-???n? t?plerinde ?retilir. ?ekil 1.

K - katot

1 – elektron ???n?

2 – X-???n? radyasyonu

Pirin?. 1. X-???n? t?p? cihaz?.

T?p, iki elektrotlu bir cam ?i?edir (muhtemelen y?ksek vakumlu: i?indeki bas?n? yakla??k 10-6 mm Hg'dir): anot A ve katot K, ?zerine y?ksek voltaj U (birka? bin volt) uygulan?r. Katot bir elektron kayna??d?r (termiyonik emisyon olgusu nedeniyle). Anot, ortaya ??kan X-???n? radyasyonunu t?p?n eksenine bir a??yla y?nlendirmek i?in e?imli bir y?zeye sahip metal bir ?ubuktur. Elektron bombard?man? taraf?ndan ?retilen ?s?y? da??tmak i?in termal olarak olduk?a iletken bir malzemeden yap?lm??t?r. E?imli u?ta refrakter metalden (?rne?in tungsten) bir plaka bulunur.

Anotun kuvvetli ?s?nmas?, katot ???n?ndaki elektronlar?n ?o?unlu?unun anoda ula?t?ktan sonra maddenin atomlar?yla ?ok say?da ?arp??maya maruz kalmas? ve onlara b?y?k enerji aktarmas? ger?e?inden kaynaklanmaktad?r.

Y?ksek voltaj?n etkisi alt?nda, s?cak katot filaman?ndan yay?lan elektronlar y?ksek enerjilere h?zland?r?l?r. Elektronun kinetik enerjisi mv 2/2'dir. Borunun elektrostatik alan?nda hareket ederken elde etti?i enerjiye e?ittir:

mv 2/2 = AB (1)

burada m, e elektronun k?tlesi ve y?k?d?r, U ise h?zlanan voltajd?r.

Bremsstrahlung X-???n? radyasyonunun ortaya ??kmas?na neden olan s?re?ler, anot maddesindeki elektronlar?n atom ?ekirde?inin ve atom elektronlar?n?n elektrostatik alan? taraf?ndan yo?un ?ekilde yava?lamas?ndan kaynaklan?r.

Olu?ma mekanizmas? a?a??daki gibi sunulabilir. Hareketli elektronlar kendi manyetik alan?n? olu?turan belirli bir ak?md?r. Elektronlar?n yava?lamas?, ak?m g?c?nde bir azalma ve buna ba?l? olarak, alternatif bir elektrik alan?n?n ortaya ??kmas?na neden olacak manyetik alan ind?ksiyonunda bir de?i?ikliktir, yani. elektromanyetik dalgan?n g?r?n?m?.

B?ylece y?kl? bir par?ac?k maddeye do?ru u?tu?unda yava?lar, enerjisini ve h?z?n? kaybeder ve elektromanyetik dalgalar yayar.

X-???n? bremsstrahlung'un spektral ?zellikleri .

Yani anot maddesinde elektron yava?lamas? durumunda, Bremsstrahlung X-???n? radyasyonu.

Bremsstrahlung X-???nlar?n?n spektrumu s?reklidir. Bunun nedeni ?udur.

Elektronlar yava?lat?ld???nda, enerjinin bir k?sm? anodu ?s?tmaya (E 1 = Q), di?er k?sm? bir x-???n? fotonu olu?turmaya (E 2 = hv), aksi halde eU = hv + Q'ya gider. Bunlar aras?ndaki ili?ki par?alar rastgeledir.

B?ylece, her biri kesin olarak tan?mlanm?? bir de?ere sahip bir X-???n? kuantumu hv (h) yayan bir?ok elektronun yava?lamas? nedeniyle s?rekli bir X-???n? bremsstrahlung spektrumu olu?ur. Bu kuantumun b?y?kl??? farkl? elektronlar i?in farkl?d?r. X-???n? enerji ak???n?n dalga boyuna ba??ml?l??? ?, yani. X-???n? spektrumu ?ekil 2'de g?sterilmektedir.

?ekil 2. Bremsstrahlung X-???n? spektrumu: a) t?pteki farkl? U voltajlar?nda; b) katodun farkl? T s?cakl?klar?nda.

K?sa dalga (sert) radyasyonun n?fuz etme g?c?, uzun dalga (yumu?ak) radyasyona g?re daha fazlad?r. Yumu?ak radyasyon madde taraf?ndan daha g??l? bir ?ekilde emilir.

K?sa dalga boyu taraf?nda, spektrum belirli bir dalga boyu ? m i n'de aniden sona erer. Bu t?r k?sa dalga bremsstrahlung, h?zlanan alandaki bir elektronun elde etti?i enerji tamamen foton enerjisine d?n??t?r?ld???nde meydana gelir (Q = 0):

eU = hv max = hc/? min , ? min = hc/(eU), (2)

? dk (nm) = 1,23/UkV

Radyasyonun spektral bile?imi X-???n? t?p?ndeki voltaja ba?l?d?r; artan voltajla birlikte ? m in de?eri k?sa dalga boylar?na do?ru kayar (?ekil 2a).

Katodun T s?cakl??? de?i?ti?inde elektron emisyonu artar. Sonu? olarak t?pteki ak?m I artar, ancak radyasyonun spektral bile?imi de?i?mez (?ekil 2b).

Ф ? bremsstrahlung enerji ak???, anot ve katot aras?ndaki U voltaj?n?n karesi, t?pteki ak?m g?c? I ve anot maddesinin atom numaras? Z ile do?ru orant?l?d?r:

Ф = kZU 2 I. (3)

burada k = 10 –9 W/(V 2 A).

Karakteristik X-???n? radyasyonu (referans i?in).

X-???n? t?p?ndeki voltaj?n artmas?, karakteristik X-???n? radyasyonuna kar??l?k gelen s?rekli bir spektrumun arka plan?nda bir ?izgi spektrumunun ortaya ??kmas?na neden olur. Bu radyasyon anot malzemesine ?zeldir.

Olu?um mekanizmas? a?a??daki gibidir. Y?ksek voltajda, h?zland?r?lm?? elektronlar (y?ksek enerjiyle) atomun derinliklerine n?fuz eder ve elektronlar? i? katmanlar?ndan d??ar? atar. ?st seviyelerden gelen elektronlar, karakteristik radyasyonun fotonlar?n?n yay?lmas? sonucunda serbest yerlere hareket eder.

Karakteristik X-???n? radyasyonunun spektrumlar? optik spektrumlardan farkl?d?r.

- Tekd?zelik.

Karakteristik spektrumlar?n tekd?zeli?i, farkl? atomlar?n i? elektronik katmanlar?n?n ayn? olmas? ve elementin atom numaras?n?n artmas?yla artan ?ekirdeklerden gelen kuvvet etkisi nedeniyle yaln?zca enerjisel olarak farkl? olmas? ger?e?inden kaynaklanmaktad?r. Bu nedenle, n?kleer y?k?n artmas?yla karakteristik spektrumlar daha y?ksek frekanslara do?ru kayar. Bu, bir Roentgen ?al??an? taraf?ndan deneysel olarak do?ruland? - Moseley 33 element i?in X-???n? ge?i?lerinin frekanslar?n? ?l?en ki?i. Hukuku kurdular.

MOSLEY YASASI – Karakteristik radyasyon frekans?n?n karek?k?, eleman?n seri numaras?n?n do?rusal bir fonksiyonudur:

= A ? (Z – B), (4)

burada v spektral ?izginin frekans?d?r, Z ise yayan elementin atom numaras?d?r. A, B sabitlerdir.

Moseley yasas?n?n ?nemi, bu ba??ml?l?ktan, X-???n? ?izgisinin ?l??len frekans?na dayal? olarak incelenen elementin atom numaras?n? do?ru bir ?ekilde belirlemenin m?mk?n olmas? ger?e?inde yatmaktad?r. Bu, elementlerin periyodik tabloya yerle?tirilmesinde b?y?k rol oynad?.

Kimyasal bile?ikten ba??ms?zl?k.

Bir atomun karakteristik X-???n? spektrumlar?, element atomunun dahil oldu?u kimyasal bile?i?e ba?l? de?ildir. ?rne?in oksijen atomunun X-???n? spektrumu O 2, H 2 O i?in ayn? iken bu bile?iklerin optik spektrumlar? farkl?d?r. Atomun X-???n? spektrumunun bu ?zelli?i, "ad?n?n temelini olu?turdu" karakteristik radyasyon".

X ???nlar?n?n madde ile etkile?imi

X-???n? radyasyonunun nesneler ?zerindeki etkisi, X-???n? etkile?iminin birincil s?re?leri taraf?ndan belirlenir. elektronlu foton Maddenin atomlar? ve molek?lleri.

Maddedeki X-???n? radyasyonu absorbe veya da??l?r. Bu durumda, X-???n? fotonunun hv enerjisi ile iyonizasyon enerjisi A ve (iyonla?ma enerjisi A ve atom veya molek?l d???ndaki i? elektronlar? ??karmak i?in gereken enerji) oran?yla belirlenen ?e?itli i?lemler meydana gelebilir. .

A) Tutarl? sa??lma(uzun dalga radyasyonun sa??lmas?) ili?ki sa?land???nda meydana gelir

Fotonlar i?in elektronlarla etkile?ime ba?l? olarak yaln?zca hareketin y?n? de?i?ir (?ekil 3a), ancak enerji hv ve dalga boyu de?i?mez (bu nedenle bu sa??lma denir) tutarl?). Fotonun ve atomun enerjisi de?i?medi?inden tutarl? sa??lma biyolojik nesneleri etkilemez, ancak X-???n? radyasyonuna kar?? koruma olu?tururken ???n?n birincil y?n?n? de?i?tirme olas?l??? dikkate al?nmal?d?r.

B) Foto?raf efekti ne zaman olur

Bu durumda iki durum ger?ekle?ebilir.

Foton emilir, elektron atomdan ayr?l?r (?ekil 3b). ?yonla?ma meydana gelir. Ayr?lan elektron kinetik enerji kazan?r: E к = hv – A и. Kinetik enerji y?ksekse, elektron ?arp??ma yoluyla kom?u atomlar? iyonla?t?rabilir ve yenilerini olu?turabilir.

ikincil elektronlar. Foton emilir, ancak enerjisi bir elektronu uzakla?t?rmak i?in yeterli de?ildir ve

bir atom veya molek?l?n uyar?lmas? (?ekil 3c). Bu genellikle g?r?n?r b?lgede (x-???n? l?minesans?) bir fotonun daha sonra yay?lmas?na ve dokularda molek?llerin ve fotokimyasal reaksiyonlar?n aktivasyonuna yol a?ar. Fotoelektrik etki esas olarak y?ksek Z atomlar?n?n i? kabuklar?ndaki elektronlarda meydana gelir.

V) Tutars?z sa??lma), (Compton etkisi, 1922), foton enerjisinin iyonizasyon enerjisinden ?ok daha b?y?k olmas? durumunda ortaya ??kar.

Bu durumda atomdan bir elektron ??kar?l?r (bu t?r elektronlara denir) elektronlar?n geri tepmesi

bir miktar kinetik enerji E k al?rsa, fotonun enerjisi azal?r (?ekil 4d): yv = yv"+ A ve + E k (5)

Bu ?ekilde de?i?en frekansta (uzunlukta) ?retilen radyasyona denir.

ikincil , her y?ne da??l?r.

Geri tepme elektronlar?, e?er yeterli kinetik enerjiye sahiplerse, ?arp??ma sonucu kom?u atomlar? iyonla?t?rabilirler. B?ylece tutars?z sa??lma sonucunda ikincil sa??lm?? X-???n? radyasyonu olu?ur ve maddenin atomlar?n?n iyonla?mas? meydana gelir.

Belirtilen (a, b, c) i?lemleri, bir dizi sonraki i?lemlere neden olabilir. ?rne?in (?ekil 3d), Fotoelektrik etki s?ras?nda i? kabuklardaki elektronlar atomdan ayr?l?rsa, daha y?ksek seviyelerdeki elektronlar bunlar?n yerini alabilir ve buna maddenin ikincil karakteristik X-???n? radyasyonu e?lik eder. Kom?u atomlar?n elektronlar?yla etkile?ime giren ikincil radyasyon fotonlar? da ikincil olaylara neden olabilir.

tutarl? sa??lma

ah

hv = A ve + E k

A atomu bir fotonun emilmesi ?zerine uyar?l?r, R - X-???n? ???ldamas?

tutars?z sa??lma

hv = hv"+A ve +E ila

fotoelektrik etkide ikincil s?re?ler

Pirin?. 3 X-???n? radyasyonunun madde ile etkile?im mekanizmalar?

T?pta x-???nlar?n?n kullan?m?n?n fiziksel temeli

X-???n? radyasyonu bir cismin ?zerine d??t???nde, y?zeyinden hafif?e yans?t?l?r, ancak esas olarak derinlere n?fuz ederken, k?smen emilir ve sa??l?r ve k?smen ge?er.

Zay?flama kanunu.

X-???n? ak??? yasaya g?re bir maddede zay?flat?l?r:

Ф = Ф 0 e – ? ? x (6)

burada ? – do?rusal zay?flama katsay?s?, bu ?nemli ?l??de maddenin yo?unlu?una ba?l?d?r. Tutarl? sa??lma ? 1, tutars?z ? 2 ve fotoelektrik etki ? 3'e kar??l?k gelen ?? terimin toplam?na e?ittir:

? = ? 1 + ? 2 + ? 3 . (7)

Her terimin katk?s? foton enerjisi taraf?ndan belirlenir. Yumu?ak dokular (su) i?in bu s?re?ler aras?ndaki ili?kiler a?a??da verilmi?tir.

Enerji, keV	Foto?raf efekti	Compton etkisi

E?lence k?tle zay?flama katsay?s?, maddenin yo?unlu?una ba?l? de?ildir ?:

? m = ?/?. (8)

K?tle zay?flama katsay?s? foton enerjisine ve emici maddenin atom numaras?na ba?l?d?r:

? m = k? 3 Z 3 . (9)

Kemi?in ve yumu?ak dokunun (su) k?tle zay?flama katsay?lar? farkl?d?r: ? m kemik /? m su = 68.

X ???nlar?n?n yoluna homojen olmayan bir cisim yerle?tirilip ?n?ne floresan ekran yerle?tirilirse, radyasyonu emen ve zay?flatan bu cisim ekranda bir g?lge olu?turur. Bu g?lgenin do?as? gere?i, cisimlerin ?ekli, yo?unlu?u, yap?s? ve bir?ok durumda do?as? hakk?nda yarg?da bulunulabilir. Onlar. X-???n? radyasyonunun farkl? dokular taraf?ndan emilmesindeki ?nemli fark, ki?inin i? organlar?n g?r?nt?s?n? g?lge projeksiyonunda g?rmesine olanak tan?r.

?ncelenen organ ve ?evresindeki dokular x-???n? radyasyonunu e?it derecede zay?flat?yorsa kontrast maddeleri kullan?l?r. ?rne?in, mideyi ve ba??rsaklar? yulaf lapas? benzeri bir baryum s?lfat k?tlesi (BaS0 4) ile doldurduktan sonra g?lge g?r?nt?lerini g?rebilirsiniz (zay?flama katsay?lar?n?n oran? 354't?r).

T?pta kullan?n.

T?pta X-???nlar?, te?his amac?yla 60 ila 100-120 keV, tedavi amac?yla ise 150-200 keV aral???nda de?i?en foton enerjileriyle kullan?lmaktad?r.

X-???n? te?hisi – V?cudun r?ntgen muayenesini kullanarak hastal?klar?n tan?nmas?.

X-???n? te?hisi, a?a??da verilen ?e?itli ?ekillerde kullan?l?r.

Floroskopi ile R?ntgen t?p? hastan?n arkas?nda bulunur. ?n?nde floresan bir ekran var. Ekranda g?lge (pozitif) g?r?nt? var. Her durumda, uygun radyasyon sertli?i yumu?ak dokulardan ge?ecek, ancak yo?un dokular taraf?ndan yeterince emilecek ?ekilde se?ilir. Aksi halde d?zg?n bir g?lge elde edersiniz. Ekranda kalp ve kaburgalar karanl?k g?r?n?yor, akci?erler a??k.

Radyografi ile nesne, ?zel bir fotografik em?lsiyon i?eren film i?eren bir kasetin ?zerine yerle?tirilir. X-???n? t?p? nesnenin ?zerine yerle?tirilir. Ortaya ??kan radyografi negatif bir g?r?nt? verir; transl?minasyon s?ras?nda g?zlemlenen resmin tam tersi.

Bu y?ntemde g?r?nt? (1)’e g?re daha net oldu?undan iletim yoluyla g?r?lmesi zor olan ayr?nt?lar g?zlenmektedir. Bu y?ntemin umut verici bir versiyonu X-???n?d?r. tomografi ve “makine versiyonu” – bilgisayar

3. tomografi. Florografi ile,

B?y?k ekrandaki g?r?nt? hassas k???k formatl? filme al?n?r. G?r?nt?lerken foto?raflar ?zel bir b?y?te? kullan?larak g?r?nt?lenir. R?ntgen tedavisi

– K?t? huylu t?m?rleri yok etmek i?in r?ntgen ???nlar?n?n kullan?lmas?.

Radyasyonun biyolojik etkisi ?zellikle h?zla ?o?alan h?crelerin ya?amsal fonksiyonlar?n? bozmas?d?r.

B?LG?SAYARLI TOMOGRAF? (BT) X-???n? bilgisayarl? tomografi y?ntemi, hastan?n v?cudunun belirli bir b?l?m?n?n g?r?nt?s?n?n, bu b?l?m?n farkl? a??lardan ger?ekle?tirilen ?ok say?da X-???n? projeksiyonunun kaydedilmesiyle yeniden olu?turulmas?na dayan?r. Bu projeksiyonlar? kaydeden sens?rlerden gelen bilgiler, ?zel bir program kullanarak bir bilgisayara girer. hesaplar da??t?ms?k? numune boyutu incelenmekte olan b?l?mde bulunur ve bunu ekranda g?r?nt?ler. Bu ?ekilde elde edilen hastan?n v?cudunun kesitsel g?r?nt?s?, m?kemmel netlik ve y?ksek bilgi i?eri?i ile karakterize edilir. Program gerekirse ?unlar? sa?lar: artt?rmak g?r?nt? kontrast? V

onlarca, hatta y?zlerce kez. Bu, y?ntemin te?his yeteneklerini geni?letir.

Di? hekimli?inde r?ntgen muayenesi ana te?his y?ntemidir. Bununla birlikte, x-???n? te?hisinin bir tak?m geleneksel organizasyonel ve teknik ?zellikleri, bunu hem hasta hem de di? klinikleri i?in pek de konforlu hale getirmemektedir. Bu, her ?eyden ?nce, v?cutta s?kl?kla ?nemli bir radyasyon y?k? olu?turan iyonla?t?r?c? radyasyonla hastan?n temas?na duyulan ihtiya?t?r; ayn? zamanda bir fotoproses ihtiyac? ve dolay?s?yla toksik olanlar da dahil olmak ?zere fotoreaktiflere olan ihtiya?t?r. Bu, nihayet, hantal bir ar?iv, a??r klas?rler ve r?ntgen filmlerinin bulundu?u zarflard?r.

Ayr?ca di? hekimli?inin g?n?m?zdeki geli?mi?lik d?zeyi, radyografilerin insan g?z?yle subjektif olarak de?erlendirilmesini yetersiz k?lmaktad?r. Anla??ld??? ?zere, g?z, bir r?ntgen g?r?nt?s?nde bulunan ?e?itli gri tonlar?ndan yaln?zca 64'?n? alg?lamaktad?r.

Minimum radyasyon maruziyeti ile dentofasiyal sistemin sert dokular?n?n net ve ayr?nt?l? g?r?nt?s?n?n elde edilebilmesi i?in ba?ka ??z?mlere ihtiya? duyuldu?u a??kt?r. Arama, radyografik sistemlerin, videograflar?n - dijital radyografi sistemlerinin yarat?lmas?na yol a?t?.

Teknik detaylara girmeden bu t?r sistemlerin ?al??ma prensibi ?u ?ekildedir. X-???n? radyasyonu nesneden ????a duyarl? bir filme de?il, ?zel bir a??z i?i sens?re (?zel bir elektronik matris) ge?er. Matristen gelen ilgili sinyal, bilgisayara ba?l? bir say?salla?t?rma cihaz?na (analog-dijital d?n??t?r?c?, ADC) iletilir ve bu, onu dijital forma d?n??t?r?r. ?zel yaz?l?m, bilgisayar ekran?nda bir X-???n? g?r?nt?s? olu?turur ve bunu i?lemenize, sabit veya esnek bir depolama ortam?na (sabit s?r?c?, disketler) kaydetmenize ve dosya olarak resim olarak yazd?rman?za olanak tan?r.

Dijital bir sistemde, bir x-???n? g?r?nt?s?, farkl? dijital gri tonlama de?erlerine sahip noktalar?n toplam?d?r. Program taraf?ndan sa?lanan bilgi ekran?n?n optimizasyonu, nispeten d???k radyasyon dozuyla parlakl?k ve kontrast a??s?ndan optimal bir ?er?evenin elde edilmesini m?mk?n k?lar.

?rne?in Trophy (Fransa) veya Schick (ABD) taraf?ndan olu?turulan modern sistemlerde, bir ?er?eve olu?tururken 4096 gri tonu kullan?l?r, pozlama s?resi ?al??ma nesnesine ba?l?d?r ve ortalama olarak y?zde biri - onda biri kadard?r bir saniye, filme ba?l? olarak radyasyon maruziyetini azalt?r - a??z i?i sistemler i?in %90'a kadar, panoramik kameramanlar i?in %70'e kadar.

G?r?nt?leri i?lerken kameramanlar ?unlar? yapabilir:

Pozitif ve negatif g?r?nt?ler, sahte renkli g?r?nt?ler, kabartma g?r?nt?ler al?n.

Kontrast? art?r?n ve g?r?nt?deki ilgi alan?n? b?y?t?n.

Di? dokular?n?n ve kemik yap?lar?n?n yo?unlu?undaki de?i?iklikleri de?erlendirin, kanal dolumunun tekd?zeli?ini izleyin.

Endodontide herhangi bir e?rilikteki kanal?n uzunlu?unu belirleyin ve cerrahide implant?n boyutunu 0,1 mm hassasiyetle se?in.

Bir g?r?nt?y? analiz ederken yapay zeka unsurlar?na sahip benzersiz ??r?k tespit sistemi, ??r?kleri spot a?amada, k?k ??r?klerini ve gizli ??r?kleri tespit etmenize olanak tan?r.

? Form?l (3)'teki "Ф", yay?lan dalga boylar?n?n t?m aral???n? ifade eder ve genellikle "?ntegral enerji ak???" olarak adland?r?l?r.

X ???nlar? 1895 y?l?nda Alman fizik?i Wilhelm Conrad Roentgen taraf?ndan tesad?fen ke?fedildi.

Modern t?bb? X-???n? makinesi olmadan hayal etmek zordur. Ve hemen hemen her birimiz X-???n? radyasyonunu biliyoruz. Ancak onun hakk?nda hi?bir ?eyin bilinmedi?i zamanlar da vard?.

X-???nlar?n?n ke?finin tarihi

8 Kas?m 1895'te fizik profes?r? ve W?rzburg ?niversitesi rekt?r? Wilhelm Conrad Roentgen, elektrik de?arj?n?n seyreltilmi? gazlardan ge?i?i ?zerine bir deney ger?ekle?tirdi. Neredeyse t?m havas? al?nm?? kapal? bir cam t?p?n her iki ucunda y?ksek voltaj?n uyguland??? elektrotlar bulunuyordu. Negatif y?kl? elektrot (katot) elektronlar? t?p?n i?ine sald?. Elektrotlar aras?ndaki potansiyel fark?n?n etkisi alt?nda elektronlar h?zlanarak ikinci elektroda ?arpt?. Ve ne zaman bir elektrik de?arj? t?p?n i?inden ge?se, yak?ndaki baryum siyan?rden yap?lm?? bir ekran ye?ilimsi bir ???kla parl?yordu. T?pteki voltaj? kapatan Roentgen, par?lt?n?n da kayboldu?unu g?rd?. Bu, bilinmeyen ???nlar?n kayna??n?n bir elektron t?p? oldu?u anlam?na gelir.

Bilinmeyen ???nlar?n her ?eyi n?fuz etti?i ortaya ??kt?. R?ntgen t?p ile ekran aras?na ?e?itli nesneler yerle?tirdi: bir kitap, bir tahta, bir ka??t par?as?. Bilinmeyen ???nlar i?lerinden kolayca ge?ti. Bilim adam?n?n eli ???nlar?n yoluna girdi?inde ???k ekran?nda el kemiklerinin sil?etlerini g?rd?. ?stelik, ???k ge?irmez ka??tla paketlenmi? ve elektron t?p?n?n yak?n?nda bulunan foto?raf malzemelerinin a??r? pozlanm?? oldu?u ortaya ??kt?.

A??k ???nlar?n do?as? bilinmiyordu, bu y?zden Roentgen onlara X-???nlar? ad?n? verdi. X-???nlar? onun taraf?ndan "Yeni Bir I??n T?r? ?zerine" adl? yaz?da tan?mland?. Ve tasla??n kendisi W?rzburg Fiziko-T?p Derne?i'ne g?nderildi. Ve zaten 23 Ocak 1896'da Roentgen, ?yelerine bilimsel bir rapor verdi. Raporun ard?ndan, toplananlar?n alk??lar? ?zerine 80 ya??ndaki anatomist Albert von K?lliker, r?ntgen ?ekilmesini ?nerdi R?ntgenler.

Roentgen'in ya?am? boyunca X ???nlar?n?n elektromanyetik dalga radyasyonu oldu?unu bulman?n m?mk?n oldu?unu belirtmekte fayda var.

10 Aral?k 1901'de ilk fizik?i Wilhelm Conrad Roentgen Nobel ?d?l?'ne lay?k g?r?ld?. "Daha sonra onun onuruna an?lan ola?an?st? ???nlar?n ke?fiyle ifade edilen, bilime yapt??? son derece ?nemli hizmetlerden dolay?". Roentgen, duvarlar? i?inde en b?y?k ke?fini yapt??? ?niversiteye bir miktar para miras b?rakt?.

X-???nlar?n?n uygulamalar?

Roentgen'in ke?fi ?e?itli alanlarda uygulamas?n? buldu. B?ylece X-???n? radyasyonunun yard?m?yla malzemelerin ?retim i?lemleri s?ras?nda ortaya ??kan i? kusurlar?n belirlenmesi m?mk?n hale geldi. X-???nlar? adli t?pta ve sanat tarihinde uygulama alan? bulmu?tur. En ?nemli uygulamalar? t?bbi te?histir. Zaten 1896'da kemik k?r?klar?n? te?his etmek i?in kullan?lmaya ba?land?. K?sa s?re sonra X-???n? te?hisine ek olarak X-???n? tedavisi de ortaya ??kt?. X ???nlar?ndan kanser, t?berk?loz ve di?er hastal?klar?n tedavisinde yararlan?ld?. O d?nemde r?ntgen ???nlar?n?n tehlikeleri hen?z bilinmedi?inden doktorlar koruyucu ekipman olmadan ?al???yordu. Ve bir s?re sonra bir?o?u radyasyon hastal???n?n kurban? oldu. Bir?ok hasta da ?ok y?ksek dozda radyasyon nedeniyle ?ld?.

G?n?m?zde X-???nlar? bilim ve teknolojinin pek ?ok dal?nda kullan?lmaktad?r: X-???n? astronomisi, radyografi, radyoloji, ?e?itli ?r?nlerin i? yap?s?n? kontrol etmek i?in. X ???nlar?, bir maddenin kimyasal bile?imini ve hatta DNA'n?n yap?s?n? belirlemek i?in kullan?l?r.

R?NTGEN
de?i?en derecelerde de olsa t?m maddelere n?fuz edebilen g?r?nmez radyasyon. Dalga boyu yakla??k 10-8 cm olan elektromanyetik radyasyondur. X-???n? radyasyonu da g?r?n?r ???k gibi foto?raf filminin kararmas?na neden olur. Bu ?zellik t?p, end?stri ve bilimsel ara?t?rmalar i?in ?nemlidir. ?ncelenen nesnenin i?inden ge?en ve ard?ndan foto?raf filminin ?zerine d??en X-???n? radyasyonu, onun i? yap?s?n? onun ?zerinde g?sterir. X-???n? radyasyonunun n?fuz etme g?c? farkl? malzemelere g?re de?i?ti?inden, nesnenin ona kar?? daha az ?effaf olan k?s?mlar?, foto?rafta radyasyonun iyi n?fuz etti?i b?lgelere g?re daha a??k alanlar olu?turur. Bu nedenle kemik dokusu, deriyi ve i? organlar? olu?turan dokuya g?re r?ntgen ???nlar?na kar?? daha az ?effaft?r. Bu nedenle r?ntgende kemikler daha a??k renkli alanlar olarak g?r?necek ve radyasyona kar?? daha ?effaf olan k?r?k b?lgesi olduk?a kolay tespit edilebilecektir. X ???nlar? ayr?ca di? hekimli?inde di? k?klerindeki ??r?k ve apseleri tespit etmek i?in, end?stride ise d?k?m, plastik ve kau?uklardaki ?atlaklar? tespit etmek i?in kullan?l?r. X ???nlar? kimyada bile?ikleri analiz etmek i?in ve fizikte kristallerin yap?s?n? incelemek i?in kullan?l?r. Kimyasal bir bile?ikten ge?en bir X-???n? ???n?, karakteristik ikincil radyasyon ?retir; bunun spektroskopik analizi, kimyagerin bile?i?in bile?imini belirlemesine olanak tan?r. Kristalin bir maddenin ?zerine d??t???nde, bir X-???n? ???n? kristalin atomlar? taraf?ndan sa??l?r ve foto?raf plakas? ?zerinde net, d?zenli bir nokta ve ?erit resmi verir, bu da kristalin i? yap?s?n?n olu?turulmas?n? m?mk?n k?lar. X ???nlar?n?n kanser tedavisinde kullan?lmas?, kanser h?crelerini ?ld?rmesine dayanmaktad?r. Ancak normal h?creler ?zerinde de istenmeyen etkileri olabilir. Bu nedenle X ???nlar?n? bu ?ekilde kullan?rken ?ok dikkatli olunmal?d?r. X-???n? radyasyonu Alman fizik?i W. Roentgen (1845-1923) taraf?ndan ke?fedildi. Ad?, bu radyasyonla ilgili di?er baz? fiziksel terimlerle ?l?ms?zle?tirilmi?tir: R?ntgen, iyonla?t?r?c? radyasyonun uluslararas? doz birimidir; X-???n? makinesinde ?ekilen bir resme radyografi denir; Hastal?klar? te?his ve tedavi etmek i?in x ???nlar?n? kullanan radyolojik t?p alan?na radyoloji denir. Roentgen, 1895 y?l?nda W?rzburg ?niversitesi'nde fizik profes?r? iken radyasyonu ke?fetti. Katot ???nlar?yla (de?arj t?plerinde elektron ak???) deneyler yaparken, vakum t?p?n?n yan?na yerle?tirilen, kristal baryum siyanoplatinit ile kapl? bir ekran?n, t?p?n kendisi siyah kartonla kapl? olmas?na ra?men parlak bir ?ekilde parlad???n? fark etti. Roentgen ayr?ca ke?fetti?i ve X-???nlar? ad?n? verdi?i bilinmeyen ???nlar?n n?fuz etme yetene?inin, emici malzemenin bile?imine ba?l? oldu?unu da tespit etti. Ayr?ca katot ???nl? bir de?arj t?p? ile baryum siyanoplatinit kapl? bir ekran aras?na yerle?tirerek kendi elinin kemiklerinin g?r?nt?s?n? elde etti. Roentgen'in ke?fini, bu radyasyonun bir?ok yeni ?zelli?ini ve uygulamas?n? ke?feden di?er ara?t?rmac?lar?n deneyleri izledi. 1912'de X-???n? radyasyonunun bir kristalden ge?erken k?r?n?m?n? g?steren M. Laue, W. Friedrich ve P. Knipping b?y?k bir katk? yapt?; 1913'te ?s?t?lm?? katotlu y?ksek vakumlu bir X-???n? t?p?n? icat eden W. Coolidge; 1913 y?l?nda radyasyonun dalga boyu ile bir elementin atom numaras? aras?ndaki ili?kiyi kuran G. Moseley; X-???n? yap?sal analizinin temellerini geli?tirdikleri i?in 1915'te Nobel ?d?l?'n? alan G. ve L. Bragg.
R?NTGENLER?N ALINMASI
X-???n? radyasyonu, y?ksek h?zlarda hareket eden elektronlar maddeyle etkile?ime girdi?inde ortaya ??kar. Elektronlar herhangi bir maddenin atomlar?yla ?arp??t???nda kinetik enerjilerini h?zla kaybederler. Bu durumda b?y?k bir k?sm? ?s?ya d?n???r ve genellikle %1'den daha az olan k???k bir k?sm? da x-???n? enerjisine d?n???r. Bu enerji, enerjiye sahip ancak geri kalan k?tlesi s?f?r olan, foton ad? verilen kuantum par?ac?klar? bi?iminde sal?n?r. X-???n? fotonlar?n?n enerjileri dalga boylar?yla ters orant?l?d?r. X-???nlar?n? ?retmenin geleneksel y?ntemi, X-???n? spektrumu ad? verilen geni? bir dalga boyu aral??? ?retir. Spektrum, ?ekil 2'de g?sterildi?i gibi belirgin bile?enler i?erir. 1. Geni? "s?reklili?e" s?rekli spektrum veya beyaz radyasyon denir. ?zerine bindirilen keskin tepe noktalar?na karakteristik X-???n? emisyon ?izgileri denir. Spektrumun tamam? elektronlar?n madde ile ?arp??mas? sonucu olu?mas?na ra?men geni? k?sm?n?n ve ?izgilerinin ortaya ??kma mekanizmalar? farkl?d?r. Bir madde, her biri elektron kabuklar?yla ?evrili bir ?ekirde?e sahip olan ?ok say?da atomdan olu?ur ve belirli bir elementin atomunun kabu?undaki her elektron, belirli bir ayr? enerji seviyesini i?gal eder. Tipik olarak bu kabuklar veya enerji seviyeleri, ?ekirde?e en yak?n kabuktan ba?layarak K, L, M vb. sembollerle g?sterilir. Yeterince y?ksek enerjiye sahip bir elektron, atomla ili?kili elektronlardan biriyle ?arp??t???nda, bu elektronu kabu?undan d??ar? atar. Bo? alan, daha y?ksek bir enerjiye kar??l?k gelen, kabuktan ba?ka bir elektron taraf?ndan i?gal edilir. Bu sonuncusu bir X-???n? fotonu yayarak fazla enerjiden vazge?er. Kabuk elektronlar? ayr?k enerji de?erlerine sahip oldu?undan, ortaya ??kan X-???n? fotonlar? da ayr?k bir spektruma sahiptir. Bu, belirli de?erleri hedef elemana ba?l? olan belirli dalga boylar? i?in keskin tepe noktalar?na kar??l?k gelir. Karakteristik ?izgiler, elektronun hangi kabuktan (K, L veya M) ??kar?ld???na ba?l? olarak K-, L- ve M serisini olu?turur. X-???n?n?n dalga boyu ile atom numaras? aras?ndaki ili?kiye Moseley yasas? denir (?ekil 2).

Bir elektron nispeten a??r bir ?ekirde?e ?arpt???nda yava?lar ve kinetik enerjisi yakla??k olarak ayn? enerjiye sahip bir X-???n? fotonu ?eklinde sal?n?r. ?ekirde?in yan?ndan u?arsa enerjisinin yaln?zca bir k?sm?n? kaybeder ve geri kalan? yoluna ??kan di?er atomlara aktar?l?r. Her enerji kayb? eylemi, bir miktar enerjiye sahip bir fotonun emisyonuna yol a?ar. ?st s?n?r? en h?zl? elektronun enerjisine kar??l?k gelen s?rekli bir X-???n? spektrumu ortaya ??kar. Bu, s?rekli bir spektrumun olu?umuna y?nelik mekanizmad?r ve s?rekli spektrumun s?n?r?n? sabitleyen maksimum enerji (veya minimum dalga boyu), gelen elektronlar?n h?z?n? belirleyen h?zlanma voltaj?yla orant?l?d?r. Spektral ?izgiler, bombard?man edilen hedefin malzemesini karakterize eder ve s?rekli spektrum, elektron ???n?n?n enerjisi taraf?ndan belirlenir ve pratik olarak hedef malzemeden ba??ms?zd?r. X-???n? radyasyonu sadece elektron bombard?man? ile de?il, ayn? zamanda bir hedefin ba?ka bir kaynaktan gelen X-???n? radyasyonu ile ???nlanmas?yla da elde edilebilir. Ancak bu durumda, gelen ???n?n enerjisinin ?o?u karakteristik X-???n? spektrumuna girer ve ?ok k???k bir k?sm? s?rekli spektruma d??er. Gelen X-???n? radyasyonu ???n?n?n, enerjisi bombard?mana tabi tutulan eleman?n karakteristik ?izgilerini uyarmaya yeterli olan fotonlar i?ermesi gerekti?i a??kt?r. Karakteristik spektrum ba??na y?ksek enerji y?zdesi, X-???n? radyasyonunun bu uyar?lma y?ntemini bilimsel ara?t?rmalar i?in uygun hale getirir.
X-???n? t?pleri. Elektronlar?n madde ile etkile?imi yoluyla X-???nlar? ?retmek i?in, bir elektron kayna??na, onlar? y?ksek h?zlara h?zland?racak bir araca ve elektron bombard?man?na dayanabilecek ve gerekli yo?unlukta X-???n? radyasyonu ?retebilecek bir hedefe sahip olman?z gerekir. T?m bunlar? bar?nd?ran cihaza X-???n? t?p? ad? verilmektedir. ?lk ara?t?rmac?lar, modern gaz de?arj t?pleri gibi "derinlemesine bo?alt?lm??" t?pler kulland?lar. ??lerindeki bo?luk ?ok y?ksek de?ildi. De?arj t?pleri az miktarda gaz i?erir ve t?p?n elektrotlar?na b?y?k bir potansiyel fark? uyguland???nda gaz atomlar? pozitif ve negatif iyonlara d?n??t?r?l?r. Pozitif olanlar negatif elektrota (katot) do?ru hareket eder ve ?zerine d??erek elektronlar? ondan ??kar?r ve onlar da pozitif elektrota (anot) do?ru hareket eder ve onu bombalayarak bir X-???n? foton ak??? olu?turur. . Coolidge taraf?ndan geli?tirilen modern X-???n? t?p?nde (?ekil 3), elektronlar?n kayna??, y?ksek s?cakl??a ?s?t?lan bir tungsten katottur. Anot (veya anti-katot) ile katot aras?ndaki y?ksek potansiyel fark? nedeniyle elektronlar y?ksek h?zlara h?zland?r?l?r. Elektronlar?n atomlarla ?arp??madan anoda ula?mas? gerekti?inden ?ok y?ksek bir vakum gereklidir, bu da t?p?n iyice bo?alt?lmas?n? gerektirir. Bu ayn? zamanda kalan gaz atomlar?n?n iyonla?ma olas?l???n? ve bunun sonucunda ortaya ??kan yan ak?mlar? da azalt?r.

Elektronlar, katodu ?evreleyen ?zel olarak ?ekillendirilmi? bir elektrot taraf?ndan anoda odaklan?r. Bu elektrota odaklama elektrotu ad? verilir ve katotla birlikte t?p?n "elektronik spot ?????n?" olu?turur. Elektron bombard?man?na maruz kalan anotun refrakter bir malzemeden yap?lmas? gerekir, ??nk? bombard?man yapan elektronlar?n kinetik enerjisinin ?o?u ?s?ya d?n???r. Ayr?ca anodun atom numaras? y?ksek bir malzemeden yap?lmas? da arzu edilir, ??nk? X-???n? verimi atom numaras?n?n artmas?yla artar. En s?k se?ilen anot malzemesi atom numaras? 74 olan tungstendir. X-???n? t?plerinin tasar?m? kullan?m ko?ullar?na ve gereksinimlere ba?l? olarak de?i?iklik g?sterebilir.
X-RAY TESP?T?
X-???nlar?n? tespit etmeye y?nelik t?m y?ntemler, onlar?n maddeyle etkile?imine dayanmaktad?r. Dedekt?rler iki t?r olabilir: g?r?nt? sa?layanlar ve sa?lamayanlar. Bunlardan ilki, bir X-???n? radyasyonunun incelenen nesneden ge?ti?i ve iletilen radyasyonun parlak bir ekrana veya foto?raf filmine ?arpt??? X-???n? florografisi ve floroskopi cihazlar?n? i?erir. G?r?nt?, incelenen nesnenin farkl? b?l?mlerinin, maddenin kal?nl???na ve bile?imine ba?l? olarak radyasyonu farkl? ?ekilde absorbe etmesi nedeniyle ortaya ??k?yor. Floresan ekrana sahip dedekt?rlerde, X-???n? enerjisi do?rudan g?zlemlenebilir bir g?r?nt?ye d?n??t?r?l?rken, radyografide hassas bir em?lsiyon ?zerine kaydedilir ve ancak film geli?tirildikten sonra g?zlemlenebilir. ?kinci tip dedekt?rler, X-???n? radyasyonunun enerjisinin, radyasyonun g?receli yo?unlu?unu karakterize eden elektrik sinyallerine d?n??t?r?ld??? ?ok ?e?itli cihazlar? i?erir. Bunlar aras?nda iyonizasyon odalar?, Geiger saya?lar?, orant?sal saya?lar, sintilasyon saya?lar? ve baz? ?zel kadmiyum s?lfit ve selenit dedekt?rleri bulunur. ?u anda en etkili dedekt?rler, geni? bir enerji aral???nda iyi bir ?ekilde ?al??an sintilasyon saya?lar? olarak d???n?lebilir.
Ayr?ca bak?n?z PAR?ACIK DEDEKT?RLER?. Dedekt?r, g?revin ko?ullar? dikkate al?narak se?ilir. ?rne?in, k?r?n?ma u?ram?? X-???n? radyasyonunun yo?unlu?unu do?ru bir ?ekilde ?l?meniz gerekiyorsa, y?zde bir oran?nda do?rulukla ?l??m yapman?za olanak tan?yan saya?lar kullan?l?r. ?ok fazla k?r?lan ???n kaydetmeniz gerekiyorsa, X-???n? filmi kullan?lmas? tavsiye edilir, ancak bu durumda yo?unlu?u ayn? do?rulukla belirlemek imkans?zd?r.
R?NTGEN VE GAMA DEFEKTOSKOP?S?
X ???nlar?n?n end?strideki en yayg?n kullan?mlar?ndan biri malzeme kalite kontrol? ve kusur tespitidir. X-???n? y?ntemi tahribats?zd?r, b?ylece test edilen malzeme gerekli gereksinimleri kar??lad??? takdirde ama?lanan ama? i?in kullan?labilir. Hem X-???n? hem de gama kusuru tespiti, X-???n? radyasyonunun n?fuz etme kabiliyetine ve malzemelerdeki emilim ?zelliklerine dayanmaktad?r. N?fuz etme g?c?, X-???n? t?p?ndeki h?zlanma voltaj?na ba?l? olan X-???n? fotonlar?n?n enerjisi taraf?ndan belirlenir. Bu nedenle, kal?n numuneler ve alt?n ve uranyum gibi a??r metallerden yap?lm?? numuneler, bunlar? incelemek i?in daha y?ksek voltajl? bir X-???n? kayna?? gerektirirken, ince numuneler i?in daha d???k voltajl? bir kaynak yeterlidir. ?ok b?y?k d?k?mlerin ve b?y?k haddelenmi? ?r?nlerin gama kusurunun tespiti i?in, par?ac?klar? 25 MeV veya daha y?ksek enerjilere h?zland?ran betatronlar ve do?rusal h?zland?r?c?lar kullan?l?r. X-???n? radyasyonunun bir malzemede emilmesi, so?urucunun kal?nl???na d ve absorpsiyon katsay?s? m'ye ba?l?d?r ve I = I0e-md form?l?yle belirlenir; burada I, so?urucudan iletilen radyasyonun yo?unlu?udur, I0 ise gelen radyasyonun ?iddeti ve e = 2,718 do?al logaritman?n taban?d?r. X-???n? radyasyonunun belirli bir dalga boyunda (veya enerjisinde) belirli bir malzeme i?in absorpsiyon katsay?s? bir sabittir. Ancak bir X-???n? kayna??n?n radyasyonu tek renkli de?ildir, ancak geni? bir dalga boyu aral??? i?erir, bunun sonucunda so?urucunun ayn? kal?nl???ndaki emilim, radyasyonun dalga boyuna (frekans?na) ba?l?d?r. X-???n? radyasyonu metal ?ekillendirme ile ilgili t?m end?strilerde yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. Ayr?ca top?u namlular?n?n, g?da ?r?nlerinin, plastiklerin muayenesinde ve elektronik teknolojisindeki karma??k cihaz ve sistemlerin test edilmesinde de kullan?l?r. (X-???nlar? yerine n?tron ???nlar?n? kullanan n?tronografi de benzer ama?lar i?in kullan?l?r.) X-???nlar? ba?ka g?revlerde de kullan?l?r; ?rne?in, resimlerin orijinalli?ini belirlemek i?in incelemek veya tablolar?n ?zerindeki ek boya katmanlar?n? tespit etmek gibi. taban katman?.
X-I?INI KIRINIMI
X-???n? k?r?n?m?, kat?lar (atom yap?lar? ve kristal ?ekilleri) hakk?nda oldu?u kadar s?v?lar, amorf kat?lar ve b?y?k molek?ller hakk?nda da ?nemli bilgiler sa?lar. K?r?n?m y?ntemi ayn? zamanda atomlar aras? mesafeleri do?ru bir ?ekilde (10-5'ten az bir hatayla) belirlemek, gerilimleri ve kusurlar? tan?mlamak ve tek kristallerin y?n?n? belirlemek i?in de kullan?l?r. K?r?n?m desenini kullanarak, bilinmeyen malzemeleri tan?mlayabilece?iniz gibi, numunedeki yabanc? maddelerin varl???n? da tespit edebilir ve bunlar? tan?mlayabilirsiniz. Modern fizi?in ilerlemesi i?in X-???n? k?r?n?m y?nteminin ?nemi fazla tahmin edilemez, ??nk? maddenin ?zelliklerine ili?kin modern anlay??, sonu?ta ?e?itli kimyasal bile?iklerdeki atomlar?n d?zenlenmesi ve aralar?ndaki ba?lar?n do?as? hakk?ndaki verilere dayanmaktad?r. ve yap?sal kusurlar. Bu bilgiyi elde etmenin ana arac? X-???n? k?r?n?m y?ntemidir. X-???n? k?r?n?m kristalografisi, canl? organizmalar?n genetik materyali olan deoksiribon?kleik asit (DNA) molek?lleri gibi karma??k b?y?k molek?llerin yap?lar?n? belirlemek i?in kritik ?neme sahiptir. X ???nlar?n?n ke?finden hemen sonra bilimsel ve t?bbi ilgi, hem bu radyasyonun v?cuda n?fuz etme yetene?i hem de do?as? ?zerine yo?unla?t?. X-???n? radyasyonunun yar?klar ve k?r?n?m ?zgaralar? ile k?r?n?m? ?zerine yap?lan deneyler, bunun elektromanyetik radyasyona ait oldu?unu ve 10-8-10-9 cm civar?nda bir dalga boyuna sahip oldu?unu g?sterdi. Daha ?nce bilim adamlar?, ?zellikle W. Barlow bunu tahmin etmi?ti. Do?al kristallerin d?zenli ve simetrik ?ekli, kristali olu?turan atomlar?n d?zenli dizili?inden kaynaklanmaktad?r. Baz? durumlarda Barlow kristal yap?s?n? do?ru bir ?ekilde tahmin edebildi. Tahmin edilen atomlar aras? mesafelerin de?eri 10-8 cm idi. Atomlar aras? mesafelerin X-???n? dalga boyu d?zeyinde olmas?, prensip olarak k?r?n?mlar?n? g?zlemlemeyi m?mk?n k?ld?. Sonu?, fizik tarihindeki en ?nemli deneylerden birinin tasar?m?yd?. M. Laue, meslekta?lar? W. Friedrich ve P. Knipping taraf?ndan y?r?t?len bu fikrin deneysel bir testini d?zenledi. 1912'de ???, X-???n? k?r?n?m?n?n sonu?lar? ?zerine ?al??malar?n? yay?nlad?lar. X-???n? k?r?n?m?n?n ilkeleri. X-???n? k?r?n?m? olay?n? anlamak i?in, s?ras?yla X-???n? radyasyonunun spektrumunu, ikinci olarak kristal yap?n?n do?as?n? ve ???nc? olarak k?r?n?m olgusunu dikkate almam?z gerekir. Yukar?da belirtildi?i gibi, karakteristik X-???n? radyasyonu, anot malzemesi taraf?ndan belirlenen, y?ksek derecede monokromatikli?e sahip bir dizi spektral ?izgiden olu?ur. Filtreleri kullanarak en yo?un olanlar? vurgulayabilirsiniz. Bu nedenle, anot malzemesinin uygun ?ekilde se?ilmesiyle, ?ok kesin olarak tan?mlanm?? bir dalga boyuna sahip, neredeyse tek renkli bir radyasyon kayna?? elde etmek m?mk?nd?r. Karakteristik radyasyon dalga boylar? tipik olarak krom i?in 2,285'ten g?m?? i?in 0,558'e kadar de?i?ir (?e?itli elementlerin de?erleri alt? ?nemli rakamla bilinir). Karakteristik spektrum, anottaki elektronlar?n yava?lamas? nedeniyle ?ok daha d???k yo?unluktaki s?rekli bir "beyaz" spektrumun ?zerine bindirilir. B?ylece, her anottan iki t?r radyasyon elde edilebilir: her biri kendi yolunda ?nemli bir rol oynayan karakteristik ve bremsstrahlung. Bir kristal yap?daki atomlar d?zenli aral?klarla d?zenlenir ve ayn? h?crelerin bir dizisini (uzamsal bir kafes) olu?turur. Baz? kafesler (en yayg?n metaller i?in olanlar gibi) olduk?a basitken di?erleri (protein molek?lleri i?in olanlar gibi) olduk?a karma??kt?r. Bir kristal yap?n?n ?zelli?i ?udur: Bir h?credeki belirli bir noktadan kom?u h?credeki kar??l?k gelen noktaya hareket edilirse, o zaman tam olarak ayn? atomik ortam ortaya ??kacakt?r. Ve e?er belirli bir atom bir h?crede ?u veya bu noktada bulunuyorsa, o zaman ayn? atom herhangi bir kom?u h?crede e?de?er bir noktada bulunacakt?r. Bu prensip m?kemmel, ideal d?zenli bir kristal i?in kesinlikle ge?erlidir. Bununla birlikte, bir?ok kristal (?rne?in, metal kat? ??zeltileri) bir dereceye kadar d?zensizdir; kristalografik olarak e?de?er alanlar farkl? atomlar taraf?ndan i?gal edilebilir. Bu durumlarda, belirlenen her bir atomun konumu de?il, yaln?zca atomun ?ok say?da par?ac?k (veya h?cre) ?zerindeki "istatistiksel olarak ortalamas? al?nan" konumudur. K?r?n?m olgusu OPTICS makalesinde tart???lm??t?r ve okuyucu daha fazla ilerlemeden ?nce bu makaleye ba?vurabilir. Bu, e?er dalgalar (?rne?in ses, ???k, x-???nlar?) k???k bir yar?ktan veya delikten ge?erse, ikincisinin ikincil bir dalga kayna?? olarak de?erlendirilebilece?ini ve yar?k veya deli?in g?r?nt?s?n?n alternatif ???ktan olu?tu?unu g?sterir. ve koyu ?izgiler. Ayr?ca, deliklerin veya yar?klar?n periyodik bir yap?s? varsa, farkl? deliklerden gelen ???nlar?n giri?iminin g??lendirilmesi ve zay?flamas? sonucunda net bir k?r?n?m modeli ortaya ??kar. X-???n? k?r?n?m?, deliklerin ve sa??lma merkezlerinin rol?n?n, kristal yap?daki periyodik olarak d?zenlenmi? atomlar taraf?ndan oynand??? kolektif bir sa??lma olgusudur. G?r?nt?lerinin belirli a??larda kar??l?kl? olarak geli?tirilmesi, ?????n ?? boyutlu bir k?r?n?m ?zgaras?nda k?r?ld??? zaman ortaya ??kana benzer bir k?r?n?m deseni ?retir. Sa??lma, gelen X ???nlar?n?n kristaldeki elektronlarla etkile?imi nedeniyle meydana gelir. X-???nlar?n?n dalga boyu atomun b?y?kl??? ile ayn? b?y?kl?kte oldu?undan sa??lan X-???nlar?n?n dalga boyu gelen X-???nlar?yla ayn?d?r. Bu s?re?, gelen X-???n? radyasyonunun etkisi alt?nda elektronlar?n zorlanm?? sal?n?mlar?n?n sonucudur. ?imdi, X ???nlar?n?n ?arpt???, ba?l? elektronlardan olu?an bir buluta (?ekirde?i ?evreleyen) sahip bir atomu d???n?n. Elektronlar her y?ne ayn? anda gelen radyasyonu sa?arlar ve farkl? yo?unluklarda olsa da ayn? dalga boyunda kendi X-???n? radyasyonunu yayarlar. Sa??lan radyasyonun yo?unlu?u elementin atom numaras?yla ili?kilidir, ??nk? atom numaras? sa??lmaya kat?labilecek y?r?nge elektronlar?n?n say?s?na e?ittir. (Yo?unlu?un sa??lma eleman?n?n atom numaras?na ve yo?unlu?un ?l??ld??? y?ne olan bu ba??ml?l???, kristallerin yap?s?n?n analizinde son derece ?nemli bir rol oynayan atomik sa??lma fakt?r? ile karakterize edilir.) kristal yap?da birbirinden ayn? uzakl?kta bulunan do?rusal bir atom zinciri se?in ve bunlar?n k?r?n?m desenini g?z ?n?nde bulundurun. X-???n? spektrumunun s?rekli bir par?adan ("s?reklilik") ve anot malzemesi olan eleman?n karakteristik ?zelli?i olan bir dizi daha yo?un ?izgiden olu?tu?u zaten belirtilmi?ti. Diyelim ki s?rekli spektrumu filtreledik ve do?rusal atom zincirimize y?nlendirilen neredeyse tek renkli bir X-???n? demeti elde ettik. Kom?u atomlar taraf?ndan sa??lan dalgalar?n yollar?ndaki fark dalga boyunun kat? ise, b?y?tme ko?ulu (giri?imin g??lendirilmesi) kar??lan?r. E?er ???n a (periyot) aral?klar?yla ayr?lm?? bir atom ?izgisine a0 a??s?yla gelirse, o zaman k?r?n?m a??s? a i?in amplifikasyona kar??l?k gelen yol fark? a(cos a - cosa0) = hl olarak yaz?lacakt?r; burada l dalga boyu ve h tamsay?d?r (?ekil 4 ve 5).

Bu yakla??m? ?? boyutlu bir kristale geni?letmek i?in, yaln?zca kristaldeki di?er iki y?n boyunca atom s?ralar?n? se?mek ve a, b ve c periyotlar?na sahip ?? kristal ekseni i?in bu ?ekilde elde edilen ?? denklemi ??zmek yeterlidir. Di?er iki denklem ?u ?ekildedir:

Bunlar X-???n? k?r?n?m? i?in ?? temel Laue denklemidir; h, k ve c say?lar? k?r?n?m d?zleminin Miller endeksleridir.
Ayr?ca bak?n?z KR?STALLER VE KR?STALOGRAF?. Laue denklemlerinden herhangi birini, ?rne?in birincisini g?z ?n?ne ald???m?zda, a, a0, l sabit oldu?undan ve h = 0, 1, 2, ... oldu?undan, ??z?m?n?n a'l? bir koniler k?mesi olarak temsil edilebilece?ini fark edebilirsiniz. ortak eksen a (?ekil 5). Ayn? durum b ve c y?nleri i?in de ge?erlidir. ?? boyutlu sa??lman?n (k?r?n?m) genel durumunda, ?? Laue denkleminin ortak bir ??z?m? olmal?d?r; eksenlerin her birinde bulunan ?? k?r?n?m konisi kesi?melidir; genel kesi?me ?izgisi ?ekil 2'de g?sterilmektedir. 6. Denklemlerin ortak ??z?m? Bragg-Wolfe yasas?na yol a?ar:

l = 2(d/n)sinq, burada d, h, k ve c (periyot) indisli d?zlemler aras?ndaki mesafedir, n = 1, 2, ... tamsay?lard?r (k?r?n?m s?ras?) ve q, a??d?r k?r?n?m?n meydana geldi?i kristal d?zlem ile bir olay ???n? (ayn? zamanda k?r?n?m yapan bir ???n) olu?turdu. Monokromatik bir X-???n? ???n?n?n yolunda bulunan tek bir kristal i?in Bragg-Wolfe yasa denklemini analiz ederek, k?r?n?m?n g?zlemlenmesinin kolay olmad??? sonucuna varabiliriz, ??nk? l ve q miktarlar? sabittir ve sinq D?FRAKS?YON ANAL?Z? Y?NTEMLER?
Laue y?ntemi. Laue y?ntemi, sabit bir tek kristale y?nlendirilen s?rekli bir "beyaz" X-???n? radyasyonu spektrumunu kullan?r. Belirli bir d periyodu de?eri i?in Bragg-Wulf ko?uluna kar??l?k gelen dalga boyu t?m spektrumdan otomatik olarak se?ilir. Bu ?ekilde elde edilen Lauegramlar, k?r?n?ma u?rayan ???nlar?n y?nlerini ve dolay?s?yla kristalin d?zlemlerinin y?nelimlerini de?erlendirmeyi m?mk?n k?lar; bu ayn? zamanda kristalin simetrisi, y?nelimi ve varl???na ili?kin ?nemli sonu?lar ??karmay? da m?mk?n k?lar. i?indeki kusurlardan. Ancak bu durumda uzaysal d?nem d'ye ili?kin bilgi kaybolur. ?ek. ?ekil 7 bir Lauegram ?rne?ini g?stermektedir. X-???n? filmi, kristalin, kaynaktan gelen X-???n? ???n?n?n d??t??? taraf?n kar??s?ndaki taraf?na yerle?tirildi.

Debye-Scherrer y?ntemi (?ok kristalli numuneler i?in).?nceki y?ntemin aksine, burada tek renkli radyasyon kullan?l?r (l = sabit) ve q a??s? de?i?ir. Bu, aralar?nda Bragg-Wulf ko?ulunu kar??layanlar?n da bulundu?u ?ok say?da rastgele y?nelimli k???k kristalitten olu?an bir polikristalin numune kullan?larak elde edilir. K?r?lan ???nlar, ekseni X-???n? ???n? boyunca y?nlendirilen koniler olu?turur. G?r?nt?leme i?in genellikle silindirik bir kasetteki dar bir X-???n? filmi ?eridi kullan?l?r ve X-???nlar?, filmdeki deliklerden ?ap boyunca da??t?l?r. Bu ?ekilde elde edilen Debyegram (?ekil 8), d periyodu hakk?nda do?ru bilgiler i?erir, yani. kristalin yap?s? hakk?nda bilgi veriyor ancak Lauegram'?n i?erdi?i bilgiyi vermiyor. Dolay?s?yla her iki y?ntem de birbirini tamamlamaktad?r. Debye-Scherrer y?nteminin baz? uygulamalar?n? ele alal?m.

Kimyasal elementlerin ve bile?iklerin tan?mlanmas?. Debye diyagram?ndan belirlenen q a??s?n? kullanarak, belirli bir eleman?n veya ba?lant?n?n d?zlemler aras? mesafe d karakteristi?ini hesaplamak m?mk?nd?r. ?u anda, yaln?zca belirli bir kimyasal element veya bile?i?in de?il ayn? zamanda ayn? maddenin farkl? faz durumlar?n?n tan?mlanmas?n? m?mk?n k?lan, kimyasal analizle her zaman m?mk?n olmayan bir?ok d de?eri tablosu derlenmi?tir. ?kame ala??mlar?ndaki ikinci bile?enin i?eri?ini, d periyodunun konsantrasyona ba??ml?l???ndan y?ksek do?rulukla belirlemek de m?mk?nd?r.
Stres analizi. Kristallerdeki farkl? y?nler i?in d?zlemler aras? mesafelerde ?l??len farka dayanarak, malzemenin elastik mod?l?n? bilerek i?indeki k???k gerilimleri y?ksek do?rulukla hesaplamak m?mk?nd?r.
Kristallerde tercihli y?nelim ?al??malar?.?ok kristalli bir numunedeki k???k kristalitler tamamen rastgele y?nlendirilmemi?se, Debye modelindeki halkalar farkl? yo?unluklara sahip olacakt?r. A??k?a ifade edilen bir tercihli y?nelimin varl???nda, yo?unluk maksimumlar? g?r?nt?deki tek tek noktalarda yo?unla??r ve bu, tek bir kristalin g?r?nt?s?ne benzer hale gelir. ?rne?in, derin so?uk haddeleme s?ras?nda, metal bir levha bir doku kazan?r - kristalitlerin belirgin bir y?nelimi. Debyegram, malzemenin so?uk i?lenmesinin do?as?n? de?erlendirmek i?in kullan?labilir.
Tane boyutlar?n?n incelenmesi. Bir polikristalin tane boyutu 10-3 cm'den fazlaysa, Debye diyagram?ndaki ?izgiler ayr? noktalardan olu?acakt?r, ??nk? bu durumda kristalitlerin say?s? t?m a?? aral???n? (q) kapsamak i?in yeterli de?ildir. Kristalit boyutu 10-5 cm'den k???kse k?r?n?m ?izgileri geni?ler. Geni?likleri kristalitlerin boyutuyla ters orant?l?d?r. Geni?leme, yar?k say?s? azald???nda k?r?n?m ?zgaras?n?n ??z?n?rl???n?n azalmas?yla ayn? nedenden dolay? meydana gelir. X-???n? radyasyonu, 10-7-10-6 cm aral???nda tane boyutlar?n?n belirlenmesini m?mk?n k?lar.
Tek kristaller i?in y?ntemler. Bir kristal ?zerindeki k?r?n?m?n yaln?zca uzaysal periyot hakk?nda de?il, ayn? zamanda her bir k?r?n?m d?zlemi grubunun y?nelimi hakk?nda da bilgi sa?lamas? i?in, d?nen tek kristal y?ntemleri kullan?l?r. Kristalin ?zerine monokromatik bir X-???n? ???n? geliyor. Kristal, Laue denklemlerinin sa?land??? ana eksen etraf?nda d?ner. Bu durumda Bragg-Wulf form?l?nde yer alan q a??s? de?i?ir. K?r?n?m maksimumlar?, Laue k?r?n?m konilerinin filmin silindirik y?zeyi ile kesi?ti?i noktada bulunur (?ekil 9). Sonu?, ?ekil 2'de g?sterilen tipte bir k?r?n?m modelidir. 10. Ancak farkl? k?r?n?m d?zenlerinin bir noktada ?ak??mas? nedeniyle komplikasyonlar m?mk?nd?r. Kristalin d?n???yle e? zamanl? olarak filmin belirli bir ?ekilde hareket ettirilmesi durumunda y?ntem ?nemli ?l??de geli?tirilebilir.

S?v? ve gazlar?n ara?t?r?lmas?. S?v?lar?n, gazlar?n ve amorf cisimlerin do?ru kristal yap?ya sahip olmad??? bilinmektedir. Ancak burada da molek?llerdeki atomlar aras?nda kimyasal bir ba? vard?r, bu nedenle molek?llerin kendileri uzayda rastgele y?nlendirilmi? olsalar da aralar?ndaki mesafe neredeyse sabit kal?r. Bu t?r malzemeler ayn? zamanda nispeten az say?da bulan?k maksimuma sahip bir k?r?n?m modeli de ?retir. B?yle bir resmin modern y?ntemlerle i?lenmesi, bu t?r kristal olmayan malzemelerin bile yap?s? hakk?nda bilgi elde edilmesini m?mk?n k?lar.
SPEKTROK?MYASAL X-RAY ANAL?Z?
X-???nlar?n?n ke?finden sadece birka? y?l sonra Charles Barkla (1877-1944), bir madde y?ksek enerjili bir X-???n? ak???na maruz kald???nda, incelenen elementin ?zelli?i olan ikincil floresan X-???nlar?n?n ortaya ??kt???n? ke?fetti. Bundan k?sa bir s?re sonra G. Moseley, bir dizi deneyinde, ?e?itli elementlerin elektron bombard?man? ile elde edilen birincil karakteristik x-???n? radyasyonunun dalga boylar?n? ?l?t? ve dalga boyu ile atom numaras? aras?ndaki ili?kiyi t?retti. Bu deneyler ve Bragg'in X-???n? spektrometresini icat etmesi, spektrokimyasal X-???n? analizinin temelini att?. X ???nlar?n?n kimyasal analizlerdeki potansiyeli hemen fark edildi. Spektrograflar, incelenen numunenin X-???n? t?p?n?n anotu olarak g?rev yapt??? bir foto?raf plakas? ?zerine kay?t yap?larak olu?turuldu. Ne yaz?k ki, bu tekni?in ?ok emek yo?un oldu?u ortaya ??kt? ve bu nedenle yaln?zca geleneksel kimyasal analiz y?ntemlerinin uygulanamad??? durumlarda kullan?ld?. Analitik X-???n? spektroskopisi alan?ndaki yenilik?i ara?t?rmalar?n ola?an?st? bir ?rne?i, 1923'te G. Hevesy ve D. Coster taraf?ndan yeni bir element olan hafniyumun ke?fiydi. ?kinci D?nya Sava?? s?ras?nda radyografi i?in g??l? X-???n? t?plerinin ve radyokimyasal ?l??mler i?in hassas dedekt?rlerin geli?tirilmesi, sonraki y?llarda X-???n? spektrografisinin h?zl? b?y?mesinden b?y?k ?l??de sorumluydu. Bu y?ntem, h?z?, kolayl???, analizin tahribats?z olmas? ve tam veya k?smi otomasyona imkan vermesi nedeniyle yayg?nla?m??t?r. Atom numaras? 11'den b?y?k olan t?m elementlerin (sodyum) niceliksel ve niteliksel analizi g?revlerinde uygulanabilir. Her ne kadar X-???n? spektrokimyasal analizi tipik olarak bir numunedeki kritik bile?enleri (%0,1-100) belirlemek i?in kullan?lsa da, baz? durumlarda %0,005 veya daha d???k konsantrasyonlar i?in de faydal?d?r.
X-???n? spektrometresi. Modern bir X-???n? spektrometresi ?? ana sistemden olu?ur (?ekil 11): bir uyarma sistemi, yani. Tungsten veya di?er refrakter malzemeden yap?lm?? bir anot ve bir g?? kayna??na sahip X-???n? t?p?; analiz sistemleri, yani iki ?ok yar?kl? kolimat?re sahip bir analiz?r kristalinin yan? s?ra hassas ayarlama i?in bir spektrogonyometre; ve bir Geiger sayac? veya orant?sal veya sintilasyon sayac?n?n yan? s?ra bir redres?r, amplifikat?r, ?l?eklendirme cihazlar? ve bir kaydedici veya ba?ka bir kay?t cihaz? i?eren kay?t sistemleri.

X-???n? floresans analizi. Analiz edilen numune, heyecan verici X-???n? radyasyonunun yolunda bulunur. ?ncelenmekte olan numune alan? genellikle gerekli ?apta bir deli?e sahip bir maske ile izole edilir ve radyasyon, paralel bir ???n olu?turan bir kolimat?rden ge?er. Analiz?r kristalinin arkas?nda, bir yar?k kolimat?r, dedekt?r i?in k?r?n?ml? radyasyon ?retir. Tipik olarak maksimum a?? q 80-85° ile s?n?rl?d?r, b?ylece yaln?zca dalga boyu l d?zlemler aras? mesafe d ile e?itsizlik l ile ili?kili olan X-???n? radyasyonu analiz?r kristali ?zerinde k?r?labilir. X-???n? mikro analizi. Yukar?da a??klanan d?z kristal analiz?r spektrometresi, mikro analiz i?in uyarlanabilir. Bu, ya birincil X-???n? ???n?n? ya da numune taraf?ndan yay?lan ikincil ???n?n daralt?lmas?yla elde edilir. Ancak numunenin etkin boyutunun veya radyasyon a??kl???n?n azalt?lmas?, kaydedilen k?r?n?ma maruz kalan radyasyonun yo?unlu?unun azalmas?na yol a?ar. Bu y?ntemde bir iyile?tirme, yaln?zca kolimat?r?n eksenine paralel radyasyonu de?il, ?raksak radyasyon konisini kaydetmeyi m?mk?n k?lan kavisli kristalli bir spektrometre kullan?larak elde edilebilir. B?yle bir spektrometre kullan?larak 25 mikrondan k???k par?ac?klar belirlenebilir. R. Kasten taraf?ndan icat edilen elektron probu X-???n? mikroanaliz?r?nde analiz edilen numunenin boyutunda daha da b?y?k bir azalma elde edilir. Burada, olduk?a odaklanm?? bir elektron ???n?, numunenin karakteristik X-???n? radyasyonunu harekete ge?irir ve bu daha sonra bir b?k?lm?? kristal spektrometresi taraf?ndan analiz edilir. B?yle bir cihaz kullan?larak, 1 mikron ?ap?ndaki bir numunede 10-14 g mertebesinde bir madde miktar?n?n tespit edilmesi m?mk?nd?r. Spektrometrenin karakteristik radyasyonu i?in ayarland??? eleman?n numunesi ?zerindeki da??l?m?n iki boyutlu bir resmini elde etmenin m?mk?n oldu?u bir numunenin elektron ???n? taramal? kurulumlar? da geli?tirilmi?tir.
TIBB? R?NTGEN TE?H?SLER?
X-???n? teknolojisinin geli?imi, maruz kalma s?resini ?nemli ?l??de azaltmay? ve g?r?nt?lerin kalitesini iyile?tirmeyi m?mk?n k?larak yumu?ak dokular?n bile incelenmesine olanak tan?d?.
Florografi. Bu te?his y?ntemi, bir iletim ekran?ndan bir g?lge g?r?nt?n?n foto?raf?n? ?ekmeyi i?erir. Hasta, bir X-???n? kayna?? ile X-???nlar?na maruz kald???nda parlayan d?z bir fosfor ekran? (genellikle sezyum iyod?r) aras?na yerle?tirilir. De?i?en yo?unluk derecelerindeki biyolojik dokular, de?i?en yo?unluk derecelerinde X-???n? g?lgeleri olu?turur. Bir radyolog, floresan ekrandaki g?lge g?r?nt?y? inceler ve te?his koyar. Ge?mi?te radyolog g?r?nt?leri analiz etmek i?in vizyona g?veniyordu. Art?k g?r?nt?y? geli?tiren, televizyon ekran?nda g?steren veya bilgisayar belle?ine veri kaydeden ?e?itli sistemler var.
Radyografi. R?ntgen g?r?nt?lerinin do?rudan foto?raf filmi ?zerine kaydedilmesine radyografi denir. Bu durumda incelenen organ, X-???n? kayna?? ile organ?n belirli bir andaki durumu hakk?nda bilgi kaydeden foto?raf filmi aras?nda yer al?r. Tekrarlanan radyografi, daha sonraki geli?imini de?erlendirmeyi m?mk?n k?lar. Radyografi, esas olarak kalsiyumdan olu?an ve x-???n? radyasyonuna kar?? opak olan kemik dokusunun b?t?nl???n? ve ayr?ca kas dokusunun y?rt?lmas?n? ?ok do?ru bir ?ekilde incelemeyi m?mk?n k?lar. Onun yard?m?yla, bir stetoskop veya dinlemeden daha iyi bir ?ekilde, iltihaplanma, t?berk?loz veya s?v? varl??? durumunda akci?erlerin durumu analiz edilir. X-???nlar?, kalp hastal???ndan muzdarip hastalarda kalbin b?y?kl???n? ve ?eklini ve ayr?ca kalpteki de?i?ikliklerin dinamiklerini belirlemek i?in kullan?l?r.
Kontrast maddeleri. X-???n? radyasyonuna kar?? ?effaf olan v?cudun baz? k?s?mlar? ve bireysel organlar?n bo?luklar?, v?cuda zarars?z olan ancak i? organlar?n ?eklini g?rselle?tirmeye ve i?leyi?ini kontrol etmeye izin veren bir kontrast maddeyle doldurulduklar?nda g?r?n?r hale gelir. Hasta kontrast maddeyi ya a??zdan al?r (mide-ba??rsak sistemini incelerken baryum tuzlar? gibi) ya da damar yoluyla (b?brek ve idrar yollar?n? incelerken iyot i?eren sol?syonlar gibi) verir. Ancak son y?llarda bu y?ntemlerin yerini radyoaktif atomlar?n ve ultrasonun kullan?m?na dayal? tan? y?ntemleri alm??t?r.
Bilgisayarl? tomografi. 1970'lerde v?cudun tamam?n?n veya bir k?sm?n?n filme al?nmas?na dayanan yeni bir r?ntgen te?his y?ntemi geli?tirildi. ?nce katmanlar?n ("dilimler") g?r?nt?leri bir bilgisayar taraf?ndan i?lenir ve son g?r?nt? bir monit?r ekran?nda g?r?nt?lenir. Bu y?nteme bilgisayarl? r?ntgen tomografisi denir. Modern t?pta s?z?nt?lar?, t?m?rleri ve di?er beyin bozukluklar?n? te?his etmenin yan? s?ra v?cuttaki yumu?ak doku hastal?klar?n? te?his etmek i?in yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. Bu teknik, yabanc? kontrast maddelerin eklenmesini gerektirmez ve bu nedenle geleneksel tekniklerden daha h?zl? ve daha etkilidir.
X-I?INI RADYASYONUNUN B?YOLOJ?K ETK?S?
X-???n? radyasyonunun zararl? biyolojik etkileri, Roentgen taraf?ndan ke?fedilmesinden k?sa s?re sonra ke?fedildi. Yeni radyasyonun ?iddetli g?ne? yan???na (eritem) neden olabilece?i, bununla birlikte ciltte daha derin ve kal?c? hasara neden olabilece?i ortaya ??kt?. Ortaya ??kan ?lserler s?kl?kla kansere d?n??t?. ?o?u durumda parmaklar?n veya ellerin kesilmesi gerekti. ?l?mler de oldu. Koruma (?rn. kur?un) ve uzaktan kumandalar kullan?larak maruz kalma s?resi ve dozunun azalt?lmas?yla cilt hasar?n?n ?nlenebilece?i bulunmu?tur. Ancak X-???n? radyasyonunun daha uzun vadeli di?er etkileri yava? yava? ortaya ??kt? ve bunlar daha sonra deney hayvanlar?nda do?ruland? ve incelendi. X ???nlar?n?n yan? s?ra di?er iyonla?t?r?c? radyasyonun (radyoaktif materyaller taraf?ndan yay?lan gama radyasyonu gibi) neden oldu?u etkiler ?unlar? i?erir: 1) nispeten k???k a??r? maruz kalma sonras?nda kan?n bile?iminde ge?ici de?i?iklikler; 2) uzun s?reli a??r? ???nlaman?n ard?ndan kan?n bile?iminde geri d?n??? olmayan de?i?iklikler (hemolitik anemi); 3) kanser vakalar?nda art?? (l?semi dahil); 4) daha h?zl? ya?lanma ve daha erken ?l?m; 5) katarakt olu?umu. Ayr?ca fareler, tav?anlar ve meyve sinekleri ?zerinde yap?lan biyolojik deneyler, mutasyon oran?n?n artmas? nedeniyle b?y?k pop?lasyonlara k???k dozlarda sistematik ???nlaman?n bile zararl? genetik etkilere yol a?t???n? g?stermi?tir. ?o?u genetik?i bu verilerin insan v?cuduna uygulanabilirli?inin fark?ndad?r. X-???n? radyasyonunun insan v?cudu ?zerindeki biyolojik etkisine gelince, bu, radyasyon dozunun seviyesine ve ayr?ca v?cudun hangi organ?n?n radyasyona maruz kald???na g?re belirlenir. ?rne?in, kan hastal?klar?na hematopoetik organlar?n, ?zellikle de kemik ili?inin ???nlanmas? neden olur ve genetik sonu?lara, ?reme organlar?n?n ???nlanmas? da neden olur ve bu da k?s?rl??a yol a?abilir. X-???n? radyasyonunun insan v?cudu ?zerindeki etkilerine ili?kin bilgi birikimi, ?e?itli referans yay?nlarda yay?nlanan, izin verilen radyasyon dozlar? i?in ulusal ve uluslararas? standartlar?n geli?tirilmesine yol a?m??t?r. ?nsanlar taraf?ndan ?zel olarak kullan?lan X-???n? radyasyonuna ek olarak, ?rne?in kur?un koruyucu ekran?n kusurlu olmas? nedeniyle sa??lma gibi ?e?itli nedenlerle ortaya ??kan, da??n?k, yan radyasyon olarak adland?r?lan radyasyon da vard?r. bu radyasyonu tamamen absorbe edemez. Ayr?ca, X-???nlar? ?retmek ?zere tasarlanmam?? bir?ok elektrikli cihaz yine de bunlar? bir yan ?r?n olarak ?retir. Bu t?r cihazlar aras?nda elektron mikroskoplar?, y?ksek voltajl? do?rultucu lambalar (kenotronlar) ve modas? ge?mi? renkli televizyonlar?n resim t?pleri bulunur. Bir?ok ?lkede modern renkli resim t?plerinin ?retimi art?k devlet kontrol? alt?ndad?r.
X-I?INI RADYASYONUNUN TEHL?KELER?
?nsanlar i?in X-???n? radyasyonunun tehlikesinin t?rleri ve derecesi, radyasyona maruz kalan insan say?s?na ba?l?d?r.
R?ntgen ekipman?yla ?al??an profesyoneller. Bu kategori radyologlar?, di? hekimlerini, bilimsel ve teknik ?al??anlar? ve X-???n? ekipman?n?n bak?m?n? yapan ve kullanan personeli i?erir. Ba?a ??kmak zorunda olduklar? radyasyon d?zeyini azaltmak i?in etkili ?nlemler al?n?yor.
Hastalar. Kesin kriterler yoktur ve hastalar?n tedavi s?ras?nda alaca?? g?venli radyasyon seviyesi, ilgili doktorlar taraf?ndan belirlenir. Doktorlara hastalar? gereksiz yere r?ntgen ???nlar?na maruz b?rakmamalar? tavsiye edilir. Hamile kad?nlar? ve ?ocuklar? muayene ederken ?zel dikkat g?sterilmelidir. Bu durumda ?zel ?nlemler al?n?r.
Kontrol y?ntemleri. Burada ak?lda kalan ?? husus var:
1) yeterli ekipman?n mevcudiyeti, 2) g?venlik d?zenlemelerine uygunlu?un izlenmesi, 3) ekipman?n do?ru kullan?m?. R?ntgen muayeneleri s?ras?nda ister di? muayenesi ister akci?er muayenesi olsun, sadece istenilen b?lgenin radyasyona maruz b?rak?lmas? gerekir. X-???n? makinesini kapatt?ktan hemen sonra hem birincil hem de ikincil radyasyonun kayboldu?unu unutmay?n; Ayr?ca, ?al??malar? nedeniyle bu konuyla do?rudan ilgilenenlerin bile her zaman bilemeyece?i art?k radyasyon da yoktur.
Ayr?ca bak?n?z
ATOM YAPISI;