X Ray-definition og egenskaber (X-stråling)

Røntgenstråler eller røntgenstråling er en del af det elektromagnetiske spektrum med kortere bølgelængder (højere frekvens) end synligt lys. X-strålingsbølgelængde spænder fra 0,01 til 10 nanometer eller frekvenser fra 3 × 10¹⁶ Hz til 3 × 10¹⁹ Hz. Dette sætter røntgenbølgelængden mellem ultraviolet lys og gammastråler. Forskellen mellem røntgen- og gammastråler kan være baseret på bølgelængde eller på strålingskilde. Nogle gange betragtes x-stråling som stråling udsendt af elektroner, mens gammastråling udsendes af atomkernen.

Den tyske videnskabsmand Wilhelm Röntgen var den første til at studere røntgenstråler (1895), selvom han ikke var den første person til at observere dem. Der blev observeret røntgenstråler, der stammede fra Crookes-rør, som blev opfundet omkring 1875. Röntgen kaldte lyset "X-stråling" for at indikere, at det var en tidligere ukendt type. Nogle gange stråling kaldes Röntgen eller Roentgen-stråling efter forskeren. Accepterede stavemåder inkluderer røntgenstråler, røntgenstråler, røntgenbilleder og røntgenstråler (og stråling).

Udtrykket røntgenstråle bruges også til at henvise til et radiografisk billede dannet ved hjælp af røntgenstråling og til den metode, der bruges til at fremstille billedet.

Røntgenstråler spænder i energi fra 100 eV til 100 keV (under 0,2–0,1 nm bølgelængde). Harde røntgenstråler er dem med fotonenergier større end 5-10 keV. Bløde røntgenstråler er dem med lavere energi. Bølgelængden af ​​hårde røntgenstråler er sammenlignelig med diameteren på et atom. Harde røntgenstråler har tilstrækkelig energi til at trænge igennem stof, mens bløde røntgenbilleder absorberes i luft eller trænger ind i vand til en dybde på cirka 1 mikrometer.

Røntgenstråler kan udsendes, når tilstrækkeligt energiske ladede partikler rammer stof. Accelererede elektroner bruges til at producere røntgenstråling i et røntgenrør, som er et vakuumrør med en varm katode og et metalmål. Protoner eller andre positive ioner kan også bruges. For eksempel er protoninduceret røntgenemission en analytisk teknik. Naturlige kilder til x-stråling inkluderer radongas, andre radioisotoper, lyn og kosmiske stråler.

De tre måder røntgenstråler interagerer med stof er Compton spredning, Rayleigh-spredning og fotoabsorption. Compton-spredning er den primære interaktion, der involverer hårde røntgenstråler med høj energi, mens fotoabsorption er den dominerende interaktion med bløde røntgenstråler og hårde røntgenbilleder med lavere energi. Enhver røntgenstråle har tilstrækkelig energi til at overvinde den bindende energi mellem atomer i molekyler, så effekten afhænger af den grundlæggende sammensætning af stof og ikke dens kemiske egenskaber.

De fleste mennesker kender røntgenstråler på grund af deres anvendelse i medicinsk billeddannelse, men der er mange andre anvendelser af strålingen:

I diagnostisk medicin bruges røntgenstråler til at se knoglestrukturer. Hård x-stråling bruges til at minimere absorption af røntgenstråler med lav energi. Et filter placeres over røntgenrøret for at forhindre transmission af den lavere energistråling. Det høje atommasse af calciumatomer i tænder og knogler absorberer x-stråling, der lader det meste af den anden stråling passere gennem kroppen. Computertomografi (CT-scanninger), fluoroskopi og strålebehandling er andre røntgenstrålingsdiagnostiske teknikker. Røntgenstråler kan også anvendes til terapeutiske teknikker, såsom kræftbehandlinger.

X-stråler bruges til krystallografi, astronomi, mikroskopi, industriel radiografi, lufthavns sikkerhed, spektroskopi, fluorescens og til at implodere fissionsindretninger. Røntgenstråler kan bruges til at skabe kunst og også til at analysere malerier. Forbudte anvendelser inkluderer røntgenhårfjerning og sko-passende fluoroskoper, som begge var populære i 1920'erne.

Røntgenstråler er en form for ioniserende stråling, der er i stand til at bryde kemiske bindinger og ionisere atomer. Når røntgenstråler først blev opdaget, led mennesker strålingsforbrændinger og hårtab. Der var endda rapporter om dødsfald. Mens strålesyge stort set er en saga blott, er medicinske røntgenstråler en betydelig kilde til menneskeskabte strålingseksponering, der tegner sig for omkring halvdelen af ​​den samlede strålingseksponering fra alle kilder i USA i 2006. Der er uenighed om den dosis, der udgør en fare, delvis fordi risikoen afhænger af flere faktorer. Det er klart, at x-stråling er i stand til at forårsage genetisk skade, der kan føre til kræft og udviklingsproblemer. Den største risiko er for et foster eller barn.

Mens røntgenstråler er uden for det synlige spektrum, er det muligt at se glødet af ioniserede luftmolekyler omkring en intens røntgenstråle. Det er også muligt at "se" røntgenstråler, hvis en stærk kilde ses af et mørkt tilpasset øje. Mekanismen for dette fænomen forbliver uforklarlig (og eksperimentet er for farligt til at udføre). Tidlige forskere rapporterede, at de så en blågrå glød, der så ud til at komme inde i øjet.

Eksponering for medicinsk stråling af den amerikanske befolkning steg stærkt siden de tidlige 1980'ere, Science Daily, 5. marts, 2009. Hentet 4. juli 2017.