Radiatia electromagnetica (7) – Razele X   Leave a comment

Continuam sa parcurgem spectrul electromagnetic catre lungimi de unda din ce in ce mai scurte, in consecinta, radiatii cu energii din ce in ce mai mari. Daca razele ultraviolete penetrau numai pielea, razele X au suficienta energie sa strabata corpul uman – cu consecinte fiziologice importante.

Surse naturale de raze X sunt:
– coroana stelara, inclusiv cea a Soarelui;
– gaurile negre;
– galaxiile;
– quasarii
Cerul observat in raze X nu este intunecat, ci este slab luminat de surse departate de raze X.

Constelatia Crabului vazuta in 4 benzi spectrale- imagine a Observatorului spatial Chandra

Descoperirea razelor X:
Fizicianul german Wilhelm Conrad Röntgen, a descoperit in 1895 că bombardând un corp metalic cu electroni rapizi, acesta emite radiaţii foarte penetrante, radiaţii pe care le-a denumit raze X (X semnificand „necunoscut”). Radiaţiile X au fost numite mai târziu radiaţii Roentgen sau Röntgen. Pentru aceasta descoperire a primit premiul Nobel in 1901, primul premiu Nobel acordat.

Razele X pot fi obţinute în tuburi electronice vidate, în care electronii emişi de un catod incandescent sunt acceleraţi de câmpul electric dintre catod si anod (anticatod). Electronii cu viteză mare ciocnesc anticatodul care emite radiaţii in banda X, interacţionand cu atomii acestuia în două moduri:
– Electronii emisi de catod, având viteză mare, trec prin învelişul de electroni al atomilor anticatodului şi se apropie de nucleu. Nucleul, fiind pozitiv, îi deviază de la direcţia lor iniţială. Când electronii se îndepartează de nucleu, ei sunt frânaţi de câmpul electric al nucleului; în acest proces se emit radiaţii X.
– La trecerea prin învelişul de electroni al atomilor anticatodului, electronii rapizi pot ciocni electronii atomilor acestuia. În urma ciocnirii, un electron de pe un strat interior, de energie joasa (de exemplu de pe stratul K) poate fi dislocat. Locul rămas vacant este ocupat obligatoriu de un electron aflat pe straturile următoare, cu energii mai inalte (de exemplu de pe straturile L, M sau N). Trecerea electronilor pe un nivel de energie mai redus este însoţită de caldura si de emisia radiaţiilor X.
Radiatia emisa nu este „monocromatica”, ci este compusa dintr-o gama larga de lungimi de unda.

Proprietatile razelor X:
– sunt invizibile, adică spre deosebire de lumina vizibila, nu impresionează ochiul uman;
– impresionează plăcile fotografice, ca si lumina vizibila, obtinandu-se un negativ al imaginii tinta;
– produc fluorescenţa unor substanţe (emisie de lumină). Pe aceasta proprietate se bazeaza fluoroscoapele;
– pătrund cu uşurinţă prin unele substanţe opace pentru lumină, de exemplu prin corpul omenesc, lamele metalice cu densitate mică, hârtie, lemn, sticlă ş.a., dar sunt absorbite de metale cu densitatea mare (de exemplu: plumb). Puterea lor de pătrundere depinde de lungimea de unda, masa atomică a obstacolului şi grosimea substanţei prin care trec.
– ionizeazǎ gazele prin care trec. Numǎrul de ioni produşi indica intensitatea radiaţiilor. Pe această proprietate se bazeazǎ funcţionarea detectoarelor de radiaţii X.
– au acţiune fiziologicǎ, distrugând celulele organice, fiind, în general, nocive pentru om. Razele cu lungimi de unda mai lungi, apropiate de banda razelor ultraviolete sunt cunoscute sub denumirea de radiatii X moi. Razele cu lungimi de unda mai scurte, apropiate de radiatiile gama, se numesc raze X dure. Pe această proprietate se bazeazǎ folosirea lor în tratamentul tumorilor canceroase, pentru distrugerea ţesuturilor bolnave.

Aplicatiile radiatiilor X:
Principalele utilizari: cercetari stiintifice, industrie, medicina.
– studiul radiatiilor X a jucat un rol vital in fizica, in special in dezvoltarea mecanicii cuantice.
– studiul Universului.
– prin spectroscopie cu raxe X se pot identifica elementele chimice si izotopii lor.
– se utilizeaza in industrie, pentru testarea nedistructiva a unor imbinari metalice.
– se utilizeaza la controlul corporal si al bagajelor in aeroporturi.
– razele X ultramoi se folosesc in determinarea autenticitatii unor lucrari de arta sau la restaurarea unor picturi.
– in medicina, radiografele sau fluoroscoapele sunt mijloace curente de diagnosticare.
– in radioterapie se utilizeaza in tratamentul cancerului.
– tomograful axial (scanner CAT sau CT) a fost inventat in 1972 de inginerul electronist Godfrey Hounsfield si a fost pus in aplicare pe scara larga dupa anul 1979.

Trebuie stiut ca anumitor categorii de persoane nu le este recomandat controlul radiologic cu raze X (copii, gravide), in general apreciindu-se ca un control radiologic ar putea creste cu pana la 1% riscul de cancer. Sunt recomandate examenele imagistice bazate pe alte principii (ecografia, RMN-ul). Daca totusi este necesar, orientati-va spre echipamente de generatie noua, mult mai putin radiante decat vechile aparate.

PS: Desi a fost printre primii savanti care au folosit ecrane plumbate pentru protecţia la radiaţii, Röntgen a murit in 1923 din cauza unui cancer intestinal.

Iata notiuni de baza privind razele X in urmatorul clip (fara traducere):

Posted 24 Decembrie 2010 by Liviutz in Stiinta

Tagged with , , ,

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s