Ακτίνες Χ

Οι ακτίνες Χ ή ακτίνες Röntgen αποκαλείται ένα τμήμα του ηλεκτρομαγνικού φάσμαστος με περιοχήμήκους κύματος μεταξύ 10 nm με 10 pm , που αντιστοιχεί σε περιοχή συχνότητας από 30 PHz - 30 HHz και σε περιοχή ενέργειας 120 eV - 120 keV. Αυτό το τμήμα του ηλεκτρομαγνικού φάσμαστος βρίσκεται μεταξύ των τμημάτων της υπεριώδους ακτινοβολίας και των ακτίνων γ. Η δεύτερη ονομασία της ακτινοβολίας προέρχεται αποό το όνομα ενός από τους πρώτους ερευνητές της, του Γερμανού φυσικού, Βίλχελμ Ρέντγκεν(Wilhelm Röntgen) που τις ανακάλυψε το 1895.

Οι ακτίνες Χ πρωταρχικά χρησιμοποιήθηκαν από την Ιατρική ως διγνωστικό εργαλείο με τη μορφή τηςακτινογραφίας και από τη Φυσική και τη Χημεία με τη μορφή της κρυσταλλογραφίας. Όμως, οι ακτίνες Χ ανήκουν στις ιονίζουσες ακτινοβολίες, αφού η ενέργειά τους είναι ικανή να προκαλέσει τον ιονισμό ατόμωνκαι μορίων από αριθμό εσωτερικών τους ηλεκτρονίων. Επομένως παρουσιάζει κινδύνους βλαβών σε ζωντανούς οργανισμούς και όχι μόνο.
Οι ακτίνες Χ διαχωρίζονται σε 2 υποπεριοχές μήκους κύματος, συχνότητας και ενέργειας:
1. «Μαλακές ακτίνες Χ»: 10 nm - 100 pm, 30 PHz - 3 HHz, 120 eV - 12 keV.
2. «Σκληρές ακτίνες Χ»: 100 - 10 pm. 3 - 30 HHz, 12 - 120 keV.
Η διάκριση μεταξύ των σκτίνων χ και ακτίνων γ άλλαξε τις τελευταίες δεκαετίες. Παλαιότερα υπήρχε και 3ηυποπεριοχή ακτίνων Χ, αλλά αυτές εντάχθηκαν στις ακτίνες γ, γιατί προκαλούσαν πλέον διεγέρσεις και στους ατομικούς πυρήνες.
Παραγωγή ακτίνων Χ
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος παραγωγής ακτίνων Χ είναι μέσω της επιτάχυνσης ηλεκτρονίων από δυναμικό τάξης μεγέθους των δεκάδων χιλιάδωνβολτ και πρόσπτωσή τους σε στόχο ο οποίος αποτελείται από μεταλλικό υλικό μεγάλου ατομικού αριθμού. Τα ηλεκτρόνια προσπίπτοντας στο στόχο χάνουν σταδιακά την ενέργεια τους, εφ' όσον υφίστανται επιβραδύνσεις από τα άτομα του υλικού του στόχου. Εντούτοις η ενέργεια που αποδίδουν στα άτομα του στόχου είναι αρκετή για να διεγείρει και ηλεκτρόνια των εσωτερικών στοιβάδων των ατόμων. Αποτέλεσμα αυτού είναι η συμπλήρωση των στοιβάδων αυτών από ηλεκτρόνια υψηλότερων ενεργειακά στοιβάδων και έτσι παράγονται τα φωτόνια των ακτίνων Χ. Επειδή τα ηλεκτρόνια που έχουν επιταχυνθεί αρχικά εναποθέτουν συγκεκριμένες τιμές ενέργειας στα άτομα του στόχου, το φάσμα που προέρχεται από την αποδιέγερση και συμπλήρωση των στοιβάδων των ατόμων του μεταλλικού στόχου, είναι γραμμικό. Υπάρχει όμως και ένα συνεχές τμήμα του φάσματος των ακτίνων Χ το οποίο προέρχεται από τη λεγόμενη ακτινοβολία πέδησης (Bremsstrahlung) που δίνεται από τα ηλεκτρόνια που επιταχύνονται από το ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο που υπάρχει κοντά στον μεγάλου ατομικού αριθμού πυρήνα.
Πηγή: Βικιπαίδεια

Ακτίνες Χ
ή ακτίνες Ρέντγκεν. Αόρατες ακτίνες ηλεκτρομαγνητικής φύσεως με πολύ μικρό μήκος κύματος, που κυμαίνεται από 1 Α (Άγκστεμ) μέχρι 120 Α (ή συχνότητας από 6*1019 μέχρι 25*1015 Hz (χερτζ). Τις ανακάλυψε το 1895 ο Γερμανός φυσικός Βίλχελμ Ραίντγκεν (Rοntgen) κάνοντας πειράματα πάνω στις καθοδικές ακτίνες. Ο ίδιος τις ονόμασε ακτίνες Χ και αργότερα για να τον τιμήσουν τις ονόμασαν με το όνομά του.
Παράγονται κατά το βομβαρδισμό μιας μεταλλικής επιφάνειας με ηλεκτρόνια που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα. Η μεταλλική επιφάνεια κατασκευάζεται κατά κανόνα από βολφράμιο (δύστηκτο μέταλλο). Όταν τα ηλεκτρόνια χτυπήσουν την επιφάνεια του βολφραμίου, η ταχύτητά τους μηδενίζεται. Σύμφωνα με την αρχή διατηρήσεως η κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων μετατρέπεται κατά το πιο μεγάλο της μέρος σε θερμότητα και ένα μικρό μόνο μέρος της μετατρέπεται σε ακτινοβολία Χ. Τα φαινόμενα αυτά γίνονται μέσα σε ειδικούς σωλήνες παραγωγής ακτίνων Χ. Από το 1914 και μετά χρησιμοποιούνται οι σωλήνες Κούλιτζ (Coolidge). Μέσα σ` αυτούς το κενό είναι πολύ υψηλό (104 μέχρι 106 mmHg) πράγμα που βοηθά στην ανάπτυξη μεγαλύτερης ταχύτητας στα ηλεκτρόνια. Ουσιαστικά η ταχύτητα των ηλεκτρονίων οφείλεται στη συνεχή τάση που εφαρμόζεται στα άκρα (άνοδος - κάθοδος) του σωλήνα και της οποίας οι τιμές κυμαίνονται από 30.000 μέχρι 300.000 Volts. Με χαμηλές τιμές τάσεως παίρνουμε τις λεγόμενες μαλακές ακτίνες Χ, σχετικά μεγάλου μήκους κύματος (μικρής συχνότητας), ενώ με υψηλή τάση τις λεγόμενες σκληρές ακτίνες Χ μικρού μήκους κύματος (μεγάλης συχνότητας).
1. Φύση και ιδιότητες: Οι ακτίνες Χ, επειδή είναι ηλεκτρομαγνητικές, δηλαδή της ίδιας φύσεως με τις φωτεινές ακτίνες, παρουσιάζουν όλες τις ιδιότητες των φωτεινών ακτίνων. Έτσι παθαίνουν ανάκλαση, διάθλαση, πόλωση, και περίθλαση. Επειδή οι ακτίνες Χ έχουν, όπως είπαμε, πολύ μικρό μήκος κύματος, τα συνηθισμένα φράγματα περιθλάσεως των φωτεινών ακτίνων είναι άχρηστα γι` αυτές. Πρώτος ο Γερμανός φυσικός Φον Λάουε (Von Laue) το 1912 χρησιμοποίησε τους κρυστάλλους για να πετύχει περίθλαση των ακτίνων Χ. Από τις έρευνες αυτές του Λάουε βγήκαν σπουδαία συμπεράσματα για την εσωτερική κατασκευή των στερεών.
Ιδιότητες που έχουν οι ακτίνες Χ και δεν έχουν οι άλλες φωτεινές ακτίνες είναι:
1. Η μεγάλη διαπεραστική τους ικανότητα, που οφείλεται στο πολύ μικρό μήκος κύματος που έχουν. Όταν βομβαρδίσουμε ένα υλικό σώμα, π.χ. έναν ανθρώπινο οργανισμό με ακτίνες Χ, το διαπερνούν σε βαθμό που εξαρτάται από το μήκος κύματός τους και από την πυκνότητα του σώματος. Τα κόκαλα π.χ. έχουν πιο μεγάλη πυκνότητα από τις σάρκες και γι` αυτό οι ακτίνες Χ, ενώ διαπερνούν τις σάρκες, δεν διαπερνούν τα κόκαλα.
2. Ιονίζουν τα σώματα που διαπερνούν κι έτσι προκαλούν βιολογικές επιδράσεις στους ζωντανούς ιστούς.
3. Προκαλούν το φθορισμό διαφόρων σωμάτων.
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ
Εφαρμόζονται στην Ακτινολογία για ακτινογραφίες και ακτινοσκοπήσεις. Αλλά και σε άλλους τομείς βρίσκουν εφαρμογή. Έτσι με ακτίνες Χ ελέγχονται οι πολύτιμοι λίθοι και αναγνωρίζονται, αν είναι γνήσιοι ή απομιμήσεις.
Χρησιμοποιούνται πολύ στη μεταλλουργία, για τον έλεγχο της εσωτερικής συνέχειας ενός μεταλλικού υλικού. Έτσι ανακαλύπτονται μικρά κενά που σχηματίστηκαν κατά την πήξη του μετάλλου. Και στην επιστημονική όμως έρευνα η συμβολή τους είναι μεγάλη, κυρίως στη μελέτη της δομής των κρυστάλλων.
Πηγή: LivePedia