اشعه ایکس
اشعه ایکس، نوعی اشعه الکترومغناطیسی است که به وسیلهٔ دستگاههای خاصی تولید می‌شود. این اشعه دارای طول موج کوتاه و توان بالا است. از اشعه ایکس برای تصویربرداری در امور پزشکی، دندانپزشکی، پژوهش علمی و صنعت استفاده می‌شود.
واژه شناسی
اشعه ایکس به اشاره به یک نوع اشعه الکترومغناطیسی است که دارای طول موج کوتاهتر و فرکانس بالاتری نسبت به نور قابل رؤیت است. این اشعه می‌تواند از تلاش مواد صلب (مانند فلزات) عبور کند و بر مبنای اختلاف جذب در مواد مختلف تصاویر دهنده نمایش دهد.
تاریخچه
در سال 1895، ویلهلم کنراد رونتگن، فیزیکدان آلمانی، به طور تصادفی کشف کرد که وقتی اشعه‌های الکترومغناطیسی از یک لوح شیشه‌ای عبور می‌کنند، توانایی دارند به پوست برسند و اشیاء سفید روی یک پلاک فیلم را نمایش دهند. این اشعه‌ها که بعدها به "اشعه ایکس" معروف شدند، برای مدت زمان بسیار کوتاهی قابل تولید و انتشار بودند. کشف این اشعه‌های نامرئی و بررسی ویژگی‌های آنها توسط رونتگن، به توسعه تکنولوژی تولید و استفاده از اشعه ایکس در روش‌های پزشکی و تصویربرداری منجر شد. در آغاز، اشعه ایکس استفاده زیادی در تشخیص شکستگی‌های استخوانی و پروتزهای دندانی داشت و در مرحله بعدی در روش‌های تشخیصی نظیر رادیوگرافی و فلوروسکوپی مورد استفاده قرار گرفت.
کاربرد اشعه ایکس
اشعه ایکس در بسیاری از حوزه‌ها و صنایع کاربرد دارد. در ادامه به بعضی از کاربردهای اصلی اشعه ایکس می‌پردازیم.
پزشکی
اشعه ایکس در تشخیص بیماری‌ها و جراحی‌های پزشکی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. آنها به عنوان روشی برای تصویربرداری درونی از بدن انسان مورد استفاده قرار می‌گیرند و به پزشکان کمک می‌کنند تا شکستگی‌ها، تشکیلات چشمی، عفونت‌ها، وجود تومورها و سایر مشکلات بهداشتی را تشخیص دهند.
دندانپزشکی
در زمینه دندانپزشکی، اشعه ایکس برای تشخیص مسائل دندانی و لثه‌ای، ترک‌ها، عفونت‌ها و نحوه رشد دندان‌های کودکان استفاده می‌شود.
صنعت
در صنایع مختلف اشعه ایکس برای تست و بررسی محصولات و مواد استفاده می‌شود. در آزمایش‌های غیرمخرب، اشعه ایکس برای کنترل کیفیت و بررسی نقص‌ها و خرابی‌ها در قطعات ماشین‌آلات، جوش‌های فلزی و سایر ترک‌ها در کمک فنرها و استوانه‌ها، استفاده قرار می‌گیرد.
امنیت و امنیت مرزی
اشعه ایکس در امنیت و امنیت مرزی برای بررسی و تشخیص محتوای ظرف‌ها و بسته‌ها و همچنین بررسی افراد و آبجکت‌های مشکوک به کار می‌رود.
علوم مواد
در علوم مواد، اشعه ایکس برای بررسی و تحلیل ساختار دقیق و خواص ماده‌ها استفاده می‌شود، درتعیین نقشه بلوری واحدها در جواهرات و فلزات، بررسی خواص مغناطیسی و الکتریکی مواد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اشعه ایکس در وسایل
اشعه ایکس در بسیاری از وسایل و تجهیزات حضور دارد. برخی از وسایلی که از اشعه ایکس در آنها استفاده شده است به ترتیب زیر هستند.
دستگاههای رادیوگرافی
این دستگاهها استفاده می‌شوند تا تصاویر پزشکی داخلی از اجزای بدن انسان، مانند استخوانها، دندانها یا ریشه‌های دندانها، را تولید کنند.
دستگاههای پرتودرمانی
این دستگاهها در درمان بیماری‌ها و شکستگی‌های استخوانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با به کارگیری اشعه ایکس، توانایی درمانی آنها به جراحان و پزشکان کمک می‌کند.
دستگاههای امنیتی فرودگاهی و ایستگاه قطار
اشعه ایکس برای بررسی محتویات چمدان‌ها، کیسه‌ها و وسایل دیگر مسافران به کار می‌رود. این دستگاهها به امنیت کشورها کمک می‌کنند و امکان حمل ممنوعیت‌ها و اجساد خطرناک را تشخیص می‌دهند.
دستگاههای بازرسی وضعیت فنی
در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، اشعه ایکس برای بررسی و تشخیص نقص‌ها، خرابی‌ها و ترک‌های مختلف در لوله‌ها و تجهیزات استفاده می‌گردد.
دستگاههای کنترل کیفیت خودرو
در خط تولید خودرو، اشعه ایکس برای بررسی و تشخیص نقص‌ها و خرابی‌های فنی در بخش‌های مختلف خودرو، جوشکاری و اتصالات فلزی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دستگاههای تحقیقاتی و آزمایشگاهی
اشعه ایکس در آزمایشگاههای علوم مواد، فیزیک، شیمی و بسیاری از رشته‌های دیگر، برای تحلیل و بررسی ساختار و خواص مواد به کار گرفته می‌شود.
انواع اشعه ایکس
اشعه ایکس تولید شده توسط لوله ایکس
این نوع اشعه ایکس از طریق تکنولوژی تولید شده و با استفاده از یک لوله ایکس و تأثیر ولتاژ بالا بر روی الکترودها تولید می‌شود. این اشعه ایکس در بررسی‌های پزشکی و علمی با کیفیت و کارایی بالا استفاده می‌شود.
اشعه ایکس ناشی از خطوط ایکس
این نوع اشعه ایکس از جریان الکتریکی با توان بالا در سرعت نزول از یک خط ایکس تولید می‌شود. این اشعه ایکس بیشتر در تحقیقات علمی و مطالعات دقیق استفاده می‌شود.
اشعه ایکس ناشی از ذرات شاره واقعی (پزیترون)
این نوع اشعه ایکس ناشی از برخورد ذرات پرتوزا (مانند پزیترون) با ماده ایجاد می‌شود. این نوع اشعه ایکس برای تحقیقات فیزیکی و پزشکی به کار می‌رود.
آنالیز ساختاری پرتو ایکس
تحلیل اشعه ایکس یا X-ray analysis از یک روش مورد استفاده در علم مواد و شیمی است که از تعامل اشعه ایکس با نمونه برای بررسی خواص و ساختار مواد استفاده می‌کند. در این روش، اشعه ایکس از یک منبع پرتابش، مانند لوله کاتدیک، به نمونه ارسال می‌شود و پس از تعامل با نمونه، اشعه های با انرژی مختلفی پراکنده یا جذب شده توسط نمونه از طریق یک آشکارساز، مانند یک دیتکتور، ثبت می‌شوند. تحلیل اشعه ایکس به عنوان یک روش غیرمخرب کاربردهای گسترده‌ای در علم مواد دارد. این تکنیک قادر است به اطلاعاتی درباره ترکیب شیمیایی، ساختار بلوری، طیف انرژی، ترکیبات فیزیکی و خواص مکانیکی مواد دست پیدا کند.
شناسایی عناصر موجود در نمونه و تعیین ترکیبات شیمیایی آنها.
تعیین ساختار بلوری مواد، از جمله ابعاد شبکه بلوری و ساختار مولکولی.
بررسی خواص فیزیکی مواد مانند مکانیک و حرارتی.
تحلیل تغییرات در خواص مواد به عنوان نتیجه از فرآیندهای مختلف مانند گرمایش یا تغییر شیمیایی.