ما هي الأشعة السينية؟

تعريف الأشعة السينية

يمكن تعريف الأشعة السينية (بالإنجليزية: X-Rays) بأنها شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، وهي عبارة موجات قوية من الطاقة الكهرومغناطيسية يتراوح الطول الموجي لها بين0.01 - 10 نانومتر، كما تتراوح تردداتها بين 30 بيتا هيرتز إلى 30 إكساهيرتز،^[١] لتعتبر بذلك أقل في طولها الموجي من الضوء المرئي، وأعلى في ترددها منه، وهي تقع بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما على الطيف الكهرومغناطيسي، وهي تختلف عن موجات غاما من ناحية أن الأخيرة تنبعث من النواة الذرية، أما الأشعة السينية فتبعث من الإلكترونات.^[٢]

تُصنّف الأشعة السينية إلى الأشعة السينية اللينة (بالإنجليزية: Soft X-rays) التي تبلغ الأطوال الموجية لها نحو 10 نانومتر، وهي بذلك أشعة قصيرة نسبياً، أما الأشعة السينية الصلبة (بالإنجليزية: Hard X-rays) فتبلغ أطوالها الموجية حوالي 100 بيكومتر،^[٣] وهي تفوق الأشعة السينية اللينة في طاقتها، إذ تمتلك طاقية كافة تمكّنها من اختراق المادة.^[٢]

اكتشاف الأشعة السينية

تم اكتشاف الأشعة السينية عام 1895م من قبل فيلهلم كونراد رونتجن الأستاذ في جامعة فورتسبورغ في ألمانيا، إذ لاحظ روينتجن وجود بلورات تظهر توهجاً بالقرب من أنبوب أشعة كاثود عالي الجهد، حتى عند تغطيتها بورق داكن، وفسّر ذلك بإنتاج بعض أشكال الطاقة عن طريق الأنبوب تخترق الورق وتسبب توهج البلورات، ونتيجة لذلك أطلق رونتجن على هذه الطاقة غير المعروفة اسم أشعة "X"، وفيما بعد أظهرت التجارب أن هذا الإشعاع يمكنه اختراق الأنسجة الرخوة ولا يمكنه اختراق العظام، كما يمكن له إنتاج صور ظل على ألواح التصوير، وفي النهاية ونتيجة لهذا الاكتشاف حصل رونتجن على جائزة نوبل الأولى في الفيزياء عام 1901م.^[٣]

خصائص الأشعة السينية

من أبرز خصائص الأشعة السينية ما يلي:^[١]

• تعتبر من أقصر الأشعة في الطول الموجي في الطيف الكهرومغناطيسي.
• يتطلب إنتاجها جهداً مرتفعاً.
• يتم استخدامها لتشخيص المشاكل في الهيكل العظمي البشري.
• تنتقل في خط مستقيم ولا تحمل شحنة كهربائية.
• يمكنها الانتقال عبر الفراغ.

إنتاج الأشعة السينية

يمكن إنتاج الأشعة السينية عن طريق إرسال حزمة عالية الطاقة من الإلكترونات نحو إحدى الذرات مثل النحاس أو الغاليوم لتصطدم بها، ونتيجة لذلك التصادم تتدافع الإلكترونات الموجودة في الغلاف الداخلي للذرة وهو غلاف s وتخرج عن مدارها، لتصبح الذرة غير مستقرة بعد فقد هذه الإلكترونات، ولتعود الذرة إلى حالة التوازن فإنّ إلكترونات غلاف 1p تتوجه لملء الفراغ الناتج عن الإلكترونات المفقودة، ليتم تحرير الأشعة السينية نتيجة لذلك.^[٣]

استخدامات الأشعة السينية

تُستخدم الأشعة السينية في التصوير الطبي وهو الاستخدام المعروف لمعظم الناس، فهي تُستخدم لرؤية الهياكل العظمية، وفي بعض الأساليب العلاجية كعلاجات السرطان، كما تستخدم في علم البلورات، وعلم الفلك، والفحص المجهري، والتصوير الشعاعي الصناعي، وأمن المطارات، وفي التحليل الطيفي، والفلورة، وأجهزة الانشطار الداخلي، وفي تحليل اللوحات الفنية.^[٢]