X ışını

X ışınları veya Röntgen ışınları, 0,125 ile 125 keV enerji aralığında veya buna karşılık, dalgaboyu 10 ile 0,01 nm aralığında olan elektromanyetik dalgalar veya foton demetidir. 30 ile 30.000 PHz (10¹⁵ hertz) aralığındaki titreşim sayısı aralığına eşdeğerdir. X ışınları özellikle tıpta tanısal amaçlarla kullanılmaktadırlar. İyonlaştırıcı radyasyon sınıfına dahil olduklarından zararlı olabilirler. X ışınları 1895'te Wilhelm Conrad Röntgen tarafından Crookes tüpü (Hittorf veya Lenard tüpleri ile de) ile yaptığı deneyler sonucunda keşfedilmiştir. Klasik fizik sınırları içinde, X-ışınları aynı görünür ışık gibi bir elektromanyetik dalga olup, görünür ışıktan farkı düşük dalga boyu, dolayısıyla yüksek frekansları ve enerjileridir. Morötesi'nin ötesidir. X Işınlarının ötesi ise Gama ışınları'dır.

X ışınları elektromanyetik dalga kimliğinde oldukları ve kutuplanma özelliği taşıdığı ilk olarak Charles Glover Barkla (1906) tarafından kanıtlanmıştır. X-ışınları demeti; karbon, alüminyum ve kükürt bloklarından oluşan bir saçıcı ortama gönderilmektedir. Saçıcı ortamın elektronları, üzerine gelen X ışınlarının elektrik alan vektörünün etkisiyle titreşerek aynı frekansta elektromanyetik dalgalar yayınlar. X ışınları xy düzleminde paralel elektrik alan vektörü bulundurur. 0x doğrultusunda saçılmaya başlayan X ışınları yalnızca 0y doğrultusunda titreşen elektrik alan vektörüne sahiptir ve böylelikle kutuplanmıştır.

8 Kasım 1895'te Alman fizik profesörü Wilhelm Röntgen' in yaptığı x-ışınlarının keşfinin çelişkili açıklamaları var, çünkü Röntgen ölümünden sonra laboratuvar notlarını yakmıştı; ancak bu biyografileri muhtemelen yeniden inşa edildi: Röntgen, siyah kartona sarılmış bir Crookes tüpünden katot ışınlarını araştırıyordu. böylece baryumdaki görünür ışık, baryum platinosiyanit ile boyanmış bir flüoresan ekran kullanılarak karışmaz. Deney sırasında tüpü siyah bir karton ile kaplamasına rağmen, yakındaki baryum platinosiyanür kaplı kağıdın parladığını fark etti. Bu durum, tüpten çıkan ve kağıdı etkileyen, görünmez ve kartonu geçebilen bir enerji olduğunu kanıtladı. Doğası o an bilinmediği için bu ışınlara "X Işınları" ismini verdi. Röntgen kendini bu bilinmeyen ışınları sistematik olarak araştırmaya attı. Keşif ten kısa bir süre sonra Röntgen, eşi Anna Bertan nin elini bu ışınlara maruz bırakarak tarihin ilk tıbbi Röntgen görüntüsünü elde etti. Bu görüntüde kemik yapısı ve metal yüzük net bir şekilde seçilebiliyordu .Karısının elinin fotoğrafı, X-ışınları kullanan bir insan vücudu parçasının ilk fotoğrafıdır .İlk keşfinden iki ay sonra makalesini yayınladı. Röntgen, keşfi için kendisinin ilk Nobel Fizik Ödülü'nü aldı.

El mit Ringen (Yüzüklü El): Wilhelm Röntgen'in eşinin elindeki ilk "tıbbi" röntgeni 22 Aralık 1895'te çekilmiş ve 1 Ocak 1896'da Freiburg Albert Ludwigs Üniversitesi Fizik Enstitüsü'nden Ludwig Zehnder'e sunulmuştur.

X-ışını fotonları atomları iyonize edebilecek ve molekuler bağları kırabilecek enerjiye sahiptir. Bu da X-ışınlarını, canlı dokuya zararlı olan iyonlaştırıcı radyasyon sınıfına sokar. Kısa sürelerde maruz kalınan yüksek dozda X-ışını, radyasyon hastalığına sebep olurken, düşük dozlarda uzun süreler maruz kalınan X-ışınları kanser riskini arttırır. Fakat tıbbi X-ışını görüntülemesinde, faydalar potansiyel zararlara üstün gelir. Ayrıca kullanılan dozlar dikkatlice kontrol edilir.

X-ışınlarını genel olarak yumuşak, gevrek ve sert X-ışınları olarak üç sınıfa ayırmak mümkündür. Yumuşak X-ışınları yaklaşık 100 ile 2000 eV arasında enerjilere sahipken, gevrek X-ışınları 2-8 keV ve sert X-ışınları 8 keV ve yukarısında enerjilere sahiptir (gevrek (ing. tender) X-ışınları terimi bazı kaynaklarda kullanılırken bazı kaynaklarda kullanılmaz. Ayrıca bu enerji aralıkları hakkında üzerinde anlaşılmış kesin bir geçiş bulunmamaktadır). Sert X-ışınları oldukça kalın malzemelerin icinden rahatlıkla geçebilirler. Bu sebeple tıbbi ve güvenlik uygulamalarında sıklıkla kullanılırlar.

Farklı enerjilerdeki X-ışınlarının madde ile etkileşimi farklı şekillerde gerçekleşir. Bunun nedeni de maddelerin kompleks kırılma indislerinin, frekansa (foton enerjisine) ve atomların iyonizasyon enerjilerine bağlı olmasıdır. Kompleks kırılma indisi X-ışınları için şu şekilde tanımlıdır:

n = 1 − δ − i β {\displaystyle n=1-\delta -i\beta } ,

Burada δ kırılım indisinin reel kısmındaki düşüşü, β ise madde içinden geçerken gerçekleşen şiddet kaybını tanımlar.

X ışınları, hızla hareket eden elektron akımının hedefteki materyalin atomları ile etkileşimi sonucu oluşur. elektronlar hedefle etkileşime girdiğinde, aniden yavaşlar ve kinetik enerjilerinin %1 x ışınına dönüşür (%99 ısı olarak kaybedilir).^{[kaynak belirtilmeli]}

X-ışını üretimi için gerekli üç eleman vardır:

1) Elektron kaynağı

2) Elektronların çarpacağı bir hedef

3) Elektronları hızlandıracak bir yol

Tıp sanayi, medikal görüntülemede kullanılır. Röntgen ışını olarak da bilinir ve radyolojik görüntülemede tanıya yardımcı olarak kullanılır.

Ayrıca tüm havalimanlarında ve tüm alışveriş merkezlerinde güvenlik amacıyla kullanılmaktadır.

• X birimi
• X ışını astronomisi
• X ışını kristalografisi
• X ışını mikroskobu
• X ışını optiği
• X ışını floresansı
• Röntgen