Ακτίνες Χ

Η εικονιζόμενη ακτινογραφία ελήφθη στις 23 Ιανουαρίου 1896 και είναι μία από τις πρώτες. Απεικονίζει το χέρι της συζύγου του Βίλχελμ Ρέντγκεν.

Οι ακτίνες Χ ή ακτίνες Ρέντγκεν (Röntgen) αποκαλείται ένα τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος με περιοχή μήκους κύματος μεταξύ 10 nm με 10 pm , που αντιστοιχεί σε περιοχή συχνότητας από 30 PHz - 30 EHz και σε περιοχή ενέργειας 120 eV - 120 keV. Αυτό το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος βρίσκεται μεταξύ των τμημάτων της υπεριώδους ακτινοβολίας και των ακτίνων γ. Η δεύτερη ονομασία της ακτινοβολίας προέρχεται από το όνομα ενός από τους πρώτους ερευνητές της, του Γερμανού φυσικού, Βίλχελμ Ρέντγκεν (Wilhelm Röntgen) που τις ανακάλυψε το 1895.

Οι ακτίνες Χ πρωταρχικά χρησιμοποιήθηκαν από την Ιατρική ως διαγνωστικό εργαλείο με τη μορφή της ακτινογραφίας και από τη Φυσική και τη Χημεία με τη μορφή της κρυσταλλογραφίας. Όμως, οι ακτίνες Χ ανήκουν στις ιονίζουσες ακτινοβολίες, αφού η ενέργειά τους είναι ικανή να προκαλέσει τον ιονισμό ατόμων και μορίων από αριθμό εσωτερικών τους ηλεκτρονίων. Επομένως παρουσιάζει κινδύνους βλαβών σε ζωντανούς οργανισμούς και όχι μόνο.

Οι ακτίνες Χ διαχωρίζονται σε 2 υποπεριοχές μήκους κύματος, συχνότητας και ενέργειας:

1. . «Μαλακές ακτίνες Χ»: 10 nm - 100 pm, 30 PHz - 3 HHz, 120 eV - 12 keV.
2. . «Σκληρές ακτίνες Χ»: 100 - 10 pm. 3 - 30 HHz, 12 - 120 keV.

Η διάκριση μεταξύ των ακτίνων χ και ακτίνων γ άλλαξε τις τελευταίες δεκαετίες. Παλαιότερα υπήρχε και 3^η υποπεριοχή ακτίνων Χ, αλλά αυτές εντάχθηκαν στις ακτίνες γ, γιατί προκαλούσαν πλέον διεγέρσεις και στους ατομικούς πυρήνες.

Παραγωγή ακτίνων Χ

Σχηματική αναπαράσταση ενός τρόπου παραγωγής ακτίνων Χ.

Ο πιο συνηθισμένος τρόπος παραγωγής ακτίνων Χ είναι μέσω της επιτάχυνσης ηλεκτρονίων από δυναμικό τάξης μεγέθους των δεκάδων χιλιάδων βολτ και πρόσπτωσή τους σε στόχο ο οποίος αποτελείται από μεταλλικό υλικό μεγάλου ατομικού αριθμού, συνήθως βολφράμιο ή μολυβδένιο για τις ακτινογραφίες. Τα ηλεκτρόνια προσπίπτοντας στο στόχο χάνουν σταδιακά την ενέργεια τους, εφ' όσον υφίστανται επιβραδύνσεις από τα άτομα του υλικού του στόχου. Εντούτοις η ενέργεια που αποδίδουν στα άτομα του στόχου είναι αρκετή για να διεγείρει και ηλεκτρόνια των εσωτερικών στιβάδων των ατόμων. Αποτέλεσμα αυτού είναι η συμπλήρωση των στιβάδων αυτών από ηλεκτρόνια υψηλότερων ενεργειακά στιβάδων και έτσι παράγονται τα φωτόνια των ακτίνων Χ. Επειδή τα ηλεκτρόνια που έχουν επιταχυνθεί αρχικά εναποθέτουν συγκεκριμένες τιμές ενέργειας στα άτομα του στόχου, το φάσμα που προέρχεται από την αποδιέγερση και συμπλήρωση των στιβάδων των ατόμων του μεταλλικού στόχου, είναι γραμμικό. Υπάρχει όμως και ένα συνεχές τμήμα του φάσματος των ακτίνων Χ το οποίο προέρχεται από τη λεγόμενη ακτινοβολία πέδησης (Bremsstrahlung) που δίνεται από τα ηλεκτρόνια που επιταχύνονται από το ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο που υπάρχει κοντά στον μεγάλου ατομικού αριθμού πυρήνα.