एक्स-रे परमाणु घटना के अध्ययन और व्यावहारिक उपयोग में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उनके शोध के लिए धन्यवाद, कई खोजें की गईं और पदार्थों के विश्लेषण के तरीके विकसित किए गए, जिनका उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है. यहां हम एक्स-रे के प्रकारों में से एक - विशेषता एक्स-रे पर विचार करेंगे।
एक्स-रे विकिरण लगभग 300,000 किमी / सेकंड, यानी विद्युत चुम्बकीय तरंगों की गति से अंतरिक्ष में फैलने वाले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की स्थिति में एक उच्च आवृत्ति परिवर्तन है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण की सीमा के पैमाने पर, एक्स-रे तरंग दैर्ध्य रेंज में लगभग 10 -8 से 5∙10 -12 मीटर तक स्थित होते हैं, जो कि ऑप्टिकल तरंगों की तुलना में कम परिमाण के कई आदेश हैं। यह 3∙10 16 से 6∙10 19 हर्ट्ज की आवृत्तियों और 10 eV से 250 keV तक की ऊर्जा, या 1.6∙10 -18 से 4∙10 -14 J से मेल खाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आवृत्ति की सीमाएं इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन उनके ओवरलैप होने के कारण पारंपरिक हैं।
विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों और पदार्थ के परमाणुओं के साथ त्वरित आवेशित कणों (उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों) की परस्पर क्रिया है।
एक्स-रे फोटॉनों को उच्च ऊर्जा और उच्च मर्मज्ञ और आयनकारी शक्ति की विशेषता है, विशेष रूप से 1 नैनोमीटर (10 -9 मीटर) से कम तरंग दैर्ध्य वाले हार्ड एक्स-रे के लिए।
फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव (फोटोअवशोषण) और असंगत (कॉम्पटन) बिखरने की प्रक्रियाओं में, एक्स-रे पदार्थ के साथ बातचीत करते हैं, इसके परमाणुओं को आयनित करते हैं। फोटोअवशोषण में, एक एक्स-रे फोटॉन, एक परमाणु के एक इलेक्ट्रॉन द्वारा अवशोषित किया जा रहा है, इसमें ऊर्जा स्थानांतरित करता है। यदि इसका मान किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉन की बाध्यकारी ऊर्जा से अधिक हो जाता है, तो यह परमाणु को छोड़ देता है। कॉम्प्टन स्कैटरिंग कठिन (ऊर्जावान) एक्स-रे फोटॉनों की विशेषता है। अवशोषित फोटॉन की ऊर्जा का हिस्सा आयनीकरण पर खर्च किया जाता है; इस मामले में, प्राथमिक फोटॉन की दिशा में एक निश्चित कोण पर, कम आवृत्ति के साथ एक द्वितीयक उत्सर्जित होता है।
किरणों को प्राप्त करने के लिए, कांच की वैक्यूम बोतलों का उपयोग अंदर स्थित इलेक्ट्रोड के साथ किया जाता है। इलेक्ट्रोड में संभावित अंतर बहुत अधिक होना चाहिए - सैकड़ों किलोवोल्ट तक। करंट से गर्म होने वाले टंगस्टन कैथोड पर, थर्मिओनिक उत्सर्जन होता है, अर्थात इससे इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन होता है, जो संभावित अंतर से त्वरित होकर एनोड पर बमबारी करता है। एनोड (कभी-कभी एंटीकैथोड कहा जाता है) के परमाणुओं के साथ उनकी बातचीत के परिणामस्वरूप, एक्स-रे फोटॉन पैदा होते हैं।
किस प्रक्रिया के आधार पर एक फोटॉन का जन्म होता है, इस प्रकार के एक्स-रे विकिरण होते हैं जैसे कि ब्रेम्सस्ट्रालुंग और विशेषता।
इलेक्ट्रॉन, एनोड के साथ मिलकर, धीमा कर सकते हैं, अर्थात इसके परमाणुओं के विद्युत क्षेत्रों में ऊर्जा खो देते हैं। यह ऊर्जा एक्स-रे फोटॉन के रूप में उत्सर्जित होती है। इस तरह के विकिरण को ब्रेम्सस्ट्रालुंग कहा जाता है।
यह स्पष्ट है कि अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों के लिए ब्रेकिंग की स्थिति अलग-अलग होगी। इसका अर्थ है कि उनकी गतिज ऊर्जा की विभिन्न मात्राएँ एक्स-रे में परिवर्तित हो जाती हैं। नतीजतन, ब्रेम्सस्ट्रालुंग में विभिन्न आवृत्तियों के फोटॉन शामिल हैं और तदनुसार, तरंग दैर्ध्य। इसलिए, इसका स्पेक्ट्रम निरंतर (सतत) है। कभी-कभी इसी कारण इसे "श्वेत" एक्स-रे भी कहा जाता है।
ब्रेम्सस्ट्राह्लुंग फोटॉन की ऊर्जा इसे उत्पन्न करने वाले इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा से अधिक नहीं हो सकती है, ताकि ब्रेम्सस्ट्रालुंग की अधिकतम आवृत्ति (और सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य) एनोड पर घटना वाले इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा के सबसे बड़े मूल्य से मेल खाती है। उत्तरार्द्ध इलेक्ट्रोड पर लागू संभावित अंतर पर निर्भर करता है।
एक अन्य प्रकार का एक्स-रे है जो एक अलग प्रक्रिया से आता है। इस विकिरण को विशेषता कहा जाता है, और हम इस पर अधिक विस्तार से ध्यान केन्द्रित करेंगे।
एंटीकैथोड तक पहुंचने के बाद, एक तेज़ इलेक्ट्रॉन परमाणु के अंदर प्रवेश कर सकता है और किसी भी इलेक्ट्रॉन को निचले कक्षों में से एक से बाहर निकाल सकता है, अर्थात संभावित बाधा को दूर करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा स्थानांतरित कर सकता है। हालाँकि, यदि परमाणु में इलेक्ट्रॉनों द्वारा उच्च ऊर्जा स्तर का कब्जा है, तो खाली जगह खाली नहीं रहेगी।
यह याद रखना चाहिए कि परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना, किसी भी ऊर्जा प्रणाली की तरह, ऊर्जा को कम करना चाहती है। नॉकआउट के परिणामस्वरूप बनने वाली रिक्ति उच्च स्तरों में से एक इलेक्ट्रॉन से भर जाती है। इसकी ऊर्जा अधिक है, और, निचले स्तर पर कब्जा करते हुए, यह विशेषता एक्स-रे विकिरण की मात्रा के रूप में अधिशेष को विकीर्ण करती है।
एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना इलेक्ट्रॉनों की संभावित ऊर्जा अवस्थाओं का एक असतत समूह है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन रिक्तियों के प्रतिस्थापन के दौरान उत्सर्जित एक्स-रे फोटॉनों में भी केवल कड़ाई से परिभाषित ऊर्जा मान हो सकते हैं, जो स्तर के अंतर को दर्शाते हैं। नतीजतन, विशेषता एक्स-रे विकिरण में एक स्पेक्ट्रम होता है जो निरंतर नहीं होता है, लेकिन एक रेखा प्रकार का होता है। इस तरह के स्पेक्ट्रम से एनोड के पदार्थ को चिह्नित करना संभव हो जाता है - इसलिए इन किरणों का नाम। वर्णक्रमीय भिन्नताओं के कारण यह ठीक है कि यह स्पष्ट है कि ब्रेम्सस्ट्राहलंग और विशिष्ट एक्स-रे का क्या अर्थ है।
कभी-कभी अतिरिक्त ऊर्जा परमाणु द्वारा उत्सर्जित नहीं होती, बल्कि तीसरे इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने पर खर्च की जाती है। यह प्रक्रिया - तथाकथित बरमा प्रभाव - तब होने की अधिक संभावना है जब इलेक्ट्रॉन बाध्यकारी ऊर्जा 1 केवी से अधिक न हो। जारी बरमा इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा परमाणु के ऊर्जा स्तरों की संरचना पर निर्भर करती है, इसलिए ऐसे इलेक्ट्रॉनों का स्पेक्ट्रा भी असतत होता है।
एक्स-रे स्पेक्ट्रल पैटर्न में एक निरंतर ब्रम्हस्त्राह्लुंग स्पेक्ट्रम के साथ संकीर्ण विशेषता रेखाएं मौजूद हैं। यदि हम स्पेक्ट्रम को तीव्रता बनाम तरंग दैर्ध्य (आवृत्ति) के प्लॉट के रूप में प्रस्तुत करते हैं, तो हम लाइनों के स्थानों पर तेज चोटियों को देखेंगे। उनकी स्थिति एनोड सामग्री पर निर्भर करती है। ये मैक्सिमा किसी भी संभावित अंतर पर मौजूद हैं - यदि एक्स-रे हैं, तो हमेशा चोटियाँ भी होती हैं। ट्यूब के इलेक्ट्रोड पर बढ़ते वोल्टेज के साथ, निरंतर और विशिष्ट एक्स-रे विकिरण दोनों की तीव्रता बढ़ जाती है, लेकिन चोटियों का स्थान और उनकी तीव्रता का अनुपात नहीं बदलता है।
एक्स-रे स्पेक्ट्रा में चोटियों में इलेक्ट्रॉनों द्वारा विकिरणित एंटी-कैथोड की सामग्री की परवाह किए बिना समान आकार होता है, लेकिन विभिन्न सामग्रियों के लिए वे अलग-अलग आवृत्तियों पर स्थित होते हैं, आवृत्ति मूल्यों की निकटता के अनुसार श्रृंखला में एकजुट होते हैं। श्रृंखला के बीच, आवृत्तियों में अंतर कहीं अधिक महत्वपूर्ण है। मैक्सिमा का आकार किसी भी तरह से इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि क्या एनोड सामग्री शुद्ध रासायनिक तत्व का प्रतिनिधित्व करती है या यह एक जटिल पदार्थ है। बाद के मामले में, इसके घटक तत्वों की विशेषता एक्स-रे स्पेक्ट्रा बस एक दूसरे पर आरोपित हैं।
एक रासायनिक तत्व की परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ, इसके एक्स-रे स्पेक्ट्रम की सभी रेखाएं बढ़ती हुई आवृत्ति की ओर स्थानांतरित हो जाती हैं। स्पेक्ट्रम अपना रूप बरकरार रखता है।
1913 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी हेनरी मोसले द्वारा प्रायोगिक रूप से चारित्रिक रेखाओं के वर्णक्रमीय बदलाव की घटना की खोज की गई थी। इसने उन्हें रासायनिक तत्वों की क्रमिक संख्या के साथ स्पेक्ट्रम की अधिकतमता की आवृत्तियों को जोड़ने की अनुमति दी। इस प्रकार, विशिष्ट एक्स-रे विकिरण की तरंग दैर्ध्य, जैसा कि यह निकला, एक विशिष्ट तत्व के साथ स्पष्ट रूप से सहसंबद्ध हो सकता है। सामान्य तौर पर, मोसले के नियम को इस प्रकार लिखा जा सकता है: √f = (Z - S n)/n√R, जहां f आवृत्ति है, Z तत्व की क्रमिक संख्या है, S n स्क्रीनिंग स्थिरांक है, n मुख्य क्वांटम है संख्या, और R स्थिर Rydberg है। यह रिश्ता रैखिक है और मोसले आरेख पर एन के प्रत्येक मान के लिए सीधी रेखाओं की एक श्रृंखला के रूप में प्रकट होता है।
एन के मान विशिष्ट एक्स-रे चोटियों की अलग-अलग श्रृंखला के अनुरूप हैं। मोसले का नियम एक्स-रे स्पेक्ट्रम मैक्सिमा के मापा तरंग दैर्ध्य (वे विशिष्ट रूप से आवृत्तियों से संबंधित हैं) से कठोर इलेक्ट्रॉनों द्वारा विकिरणित रासायनिक तत्व की क्रम संख्या निर्धारित करने की अनुमति देता है।
संरचना इलेक्ट्रॉन के गोलेरासायनिक तत्व समान हैं। यह एक्स-रे के विशिष्ट स्पेक्ट्रम में शिफ्ट परिवर्तन की एकरसता से संकेत मिलता है। आवृत्ति बदलाव संरचनात्मक नहीं, बल्कि इलेक्ट्रॉन के गोले के बीच ऊर्जा अंतर को दर्शाता है, जो प्रत्येक तत्व के लिए अद्वितीय है।
मोसले के नियम द्वारा व्यक्त सख्त रेखीय संबंध से छोटे विचलन हैं। वे जुड़े हुए हैं, सबसे पहले, कुछ तत्वों में इलेक्ट्रॉन के गोले के भरने के क्रम की ख़ासियत के साथ, और, दूसरी बात, भारी परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की गति के सापेक्ष प्रभाव के साथ। इसके अलावा, जब नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या बदलती है (तथाकथित समस्थानिक बदलाव), तो रेखाओं की स्थिति थोड़ी बदल सकती है। इस प्रभाव ने परमाणु संरचना का विस्तार से अध्ययन करना संभव बना दिया।
मोसले के नियम का महत्व अत्यंत महान है। मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के तत्वों के लिए इसके निरंतर अनुप्रयोग ने विशेषता मैक्सिमा में प्रत्येक छोटी पारी के अनुसार क्रम संख्या बढ़ाने का पैटर्न स्थापित किया। इसने तत्वों की क्रमिक संख्या के भौतिक अर्थ के प्रश्न के स्पष्टीकरण में योगदान दिया। Z मान केवल एक संख्या नहीं है: यह नाभिक का धनात्मक विद्युत आवेश है, जो इसे बनाने वाले कणों के इकाई धनात्मक आवेशों का योग है। तालिका में तत्वों का सही स्थान और उसमें खाली पदों की उपस्थिति (तब वे अभी भी अस्तित्व में थे) को शक्तिशाली पुष्टि मिली। आवर्त नियम की वैधता सिद्ध हुई।
इसके अलावा, मोसले का नियम, वह आधार बन गया, जिस पर प्रायोगिक अनुसंधान का एक पूरा क्षेत्र उत्पन्न हुआ - एक्स-रे स्पेक्ट्रोमेट्री।
आइए संक्षेप में याद करें कि इलेक्ट्रॉनिक संरचना की व्यवस्था कैसे की जाती है। इसमें गोले होते हैं, जिन्हें K, L, M, N, O, P, Q, या 1 से 7 तक के अक्षरों से दर्शाया जाता है। खोल के भीतर इलेक्ट्रॉनों की विशेषता समान होती है। मुख्य क्वांटम संख्या n, जो संभावित ऊर्जा मूल्यों को निर्धारित करती है। बाहरी गोले में, इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा अधिक होती है, और बाहरी इलेक्ट्रॉनों के लिए आयनीकरण क्षमता समान रूप से कम होती है।
खोल में एक या अधिक उपस्तर शामिल हैं: एस, पी, डी, एफ, जी, एच, आई। प्रत्येक शेल में, पिछले एक की तुलना में सबलेवल की संख्या एक से बढ़ जाती है। प्रत्येक उपस्तर और प्रत्येक कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या एक निश्चित मान से अधिक नहीं हो सकती। उन्हें मुख्य क्वांटम संख्या के अलावा, आकार निर्धारित करने वाले कक्षीय इलेक्ट्रॉन बादल के समान मूल्य द्वारा विशेषता दी जाती है। उपस्तरों को उनके खोल के साथ लेबल किया जाता है, जैसे कि 2s, 4d, और इसी तरह।
उपस्तर में मुख्य और कक्षीय के अलावा, एक और क्वांटम संख्या - चुंबकीय द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में इलेक्ट्रॉन की कक्षीय गति के प्रक्षेपण को निर्धारित करता है। एक कक्षीय में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, जो चौथे क्वांटम संख्या - स्पिन के मूल्य में भिन्न होते हैं।
आइए अधिक विस्तार से विचार करें कि विशिष्ट एक्स-रे विकिरण कैसे उत्पन्न होता है। चूंकि इस प्रकार के विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन की उत्पत्ति परमाणु के अंदर होने वाली घटनाओं से जुड़ी हुई है, इसलिए इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन के सन्निकटन में इसका सटीक वर्णन करना सबसे सुविधाजनक है।
तो, इस विकिरण का कारण परमाणु में गहरे उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के प्रवेश के कारण, आंतरिक गोले में इलेक्ट्रॉन रिक्तियों का निर्माण होता है। इलेक्ट्रॉन बादलों के घनत्व के साथ एक कठोर इलेक्ट्रॉन के संपर्क में आने की संभावना बढ़ जाती है। इसलिए, सबसे कम के-शेल जैसे घने पैक वाले आंतरिक गोले के भीतर टकराव की संभावना सबसे अधिक होती है। यहाँ परमाणु आयनित होता है और 1s कोश में एक रिक्ति बन जाती है।
यह रिक्ति एक उच्च ऊर्जा वाले खोल से एक इलेक्ट्रॉन द्वारा भरी जाती है, जिसकी अधिकता एक्स-रे फोटॉन द्वारा दूर की जाती है। यह इलेक्ट्रॉन दूसरे शेल L से, तीसरे शेल M से और इसी तरह "गिर" सकता है। इस प्रकार विशेषता श्रृंखला बनती है, इस उदाहरण में, के-श्रृंखला। रिक्त स्थान को भरने वाला इलेक्ट्रॉन कहां से आता है इसका एक संकेत ग्रीक इंडेक्स के रूप में दिया जाता है जब श्रृंखला को नामित किया जाता है। "अल्फा" का अर्थ है कि यह एल-शेल, "बीटा" - एम-शेल से आता है। वर्तमान में, ग्रीक अक्षरों के सूचकांकों को शेल्स को निर्दिष्ट करने के लिए अपनाए जाने वाले लैटिन अक्षरों के साथ बदलने की प्रवृत्ति है।
श्रृंखला में अल्फा रेखा की तीव्रता हमेशा उच्चतम होती है, जिसका अर्थ है कि पड़ोसी शेल से रिक्ति भरने की संभावना सबसे अधिक होती है।
अब हम इस प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं कि विशिष्ट एक्स-रे क्वांटम की अधिकतम ऊर्जा क्या है। यह उन स्तरों के ऊर्जा मूल्यों में अंतर से निर्धारित होता है जिनके बीच इलेक्ट्रॉन संक्रमण होता है, सूत्र E \u003d E n 2 - E n 1 के अनुसार, जहाँ E n 2 और E n 1 की ऊर्जाएँ हैं इलेक्ट्रॉनिक राज्य जिनके बीच संक्रमण हुआ। इस पैरामीटर का उच्चतम मान K-श्रृंखला संक्रमणों द्वारा भारी तत्वों के परमाणुओं के उच्चतम संभव स्तरों से दिया जाता है। लेकिन इन रेखाओं की तीव्रता (पीक हाइट्स) सबसे छोटी है, क्योंकि इनकी संभावना सबसे कम होती है।
यदि, इलेक्ट्रोड पर अपर्याप्त वोल्टेज के कारण, एक कठोर इलेक्ट्रॉन के-स्तर तक नहीं पहुंच सकता है, तो यह एल-स्तर पर एक रिक्ति बनाता है, और लंबी तरंग दैर्ध्य वाली एक कम ऊर्जावान एल-श्रृंखला बनती है। बाद की श्रृंखला इसी तरह पैदा होती है।
इसके अलावा, जब एक रिक्ति भरी जाती है, तो एक इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के परिणामस्वरूप ऊपरी खोल में एक नई रिक्ति दिखाई देती है। यह अगली श्रृंखला उत्पन्न करने के लिए स्थितियां बनाता है। इलेक्ट्रॉनिक रिक्तियां एक स्तर से दूसरे स्तर तक बढ़ती हैं, और परमाणु आयनीकृत रहते हुए विशेषता वर्णक्रमीय श्रृंखला का एक झरना उत्सर्जित करता है।
विशिष्ट एक्स-रे विकिरण के परमाणु एक्स-रे स्पेक्ट्रा को एक ठीक संरचना द्वारा चित्रित किया जाता है, जिसे ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा के रूप में, लाइन विभाजन में व्यक्त किया जाता है।
ठीक संरचना इस तथ्य के कारण है कि ऊर्जा स्तर - इलेक्ट्रॉन खोल - निकट दूरी वाले घटकों - उपकोशों का एक सेट है। सबशेल्स को चिह्नित करने के लिए, एक और आंतरिक क्वांटम संख्या जे पेश की जाती है, जो इलेक्ट्रॉन के आंतरिक और कक्षीय चुंबकीय क्षणों की बातचीत को दर्शाती है।
स्पिन-ऑर्बिट इंटरेक्शन के प्रभाव के कारण, परमाणु की ऊर्जा संरचना अधिक जटिल हो जाती है, और इसके परिणामस्वरूप, विशिष्ट एक्स-रे विकिरण में एक स्पेक्ट्रम होता है, जो बहुत ही निकट स्थित तत्वों के साथ विभाजित रेखाओं की विशेषता होती है।
ललित संरचना तत्वों को आमतौर पर अतिरिक्त डिजिटल सूचकांकों द्वारा निरूपित किया जाता है।
विशिष्ट एक्स-रे विकिरण की एक विशेषता है जो केवल स्पेक्ट्रम की ठीक संरचना में परिलक्षित होती है। एक इलेक्ट्रॉन का निम्नतम ऊर्जा स्तर में संक्रमण ऊपरी स्तर के निचले उपकोश से नहीं होता है। इस तरह की घटना की नगण्य संभावना है।
यह विकिरण, मोसले के कानून द्वारा वर्णित इसकी विशेषताओं के कारण, पदार्थों के विश्लेषण के लिए विभिन्न एक्स-रे स्पेक्ट्रल विधियों का आधार है। एक्स-रे स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करते समय, या तो क्रिस्टल (वेव-डिस्पर्सिव विधि) द्वारा विकिरण का विवर्तन या अवशोषित एक्स-रे फोटॉनों (ऊर्जा-फैलाव विधि) की ऊर्जा के प्रति संवेदनशील डिटेक्टरों का उपयोग किया जाता है। अधिकांश इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी किसी न किसी प्रकार के एक्स-रे स्पेक्ट्रोमेट्री अटैचमेंट से लैस होते हैं।
वेव-डिस्पर्सिव स्पेक्ट्रोमेट्री विशेष रूप से उच्च सटीकता की विशेषता है। विशेष फिल्टर की मदद से, स्पेक्ट्रम में सबसे तीव्र चोटियों का चयन किया जाता है, जिसके लिए एक सटीक ज्ञात आवृत्ति के साथ लगभग मोनोक्रोमैटिक विकिरण प्राप्त करना संभव होता है। एनोड सामग्री को यह सुनिश्चित करने के लिए बहुत सावधानी से चुना जाता है कि वांछित आवृत्ति का एक मोनोक्रोमैटिक बीम प्राप्त हो। अध्ययन किए गए पदार्थ के क्रिस्टल जाली पर इसका विवर्तन बड़ी सटीकता के साथ जाली की संरचना का अध्ययन करना संभव बनाता है। इस पद्धति का उपयोग डीएनए और अन्य जटिल अणुओं के अध्ययन में भी किया जाता है।
गामा स्पेक्ट्रोमेट्री में विशेषता एक्स-रे विकिरण की विशेषताओं में से एक को भी ध्यान में रखा जाता है। यह विशेषता चोटियों की उच्च तीव्रता है। गामा स्पेक्ट्रोमीटर बाहरी पृष्ठभूमि विकिरण के खिलाफ सीसा ढाल का उपयोग करते हैं जो मापन में हस्तक्षेप करता है। लेकिन सीसा, गामा क्वांटा को अवशोषित करते हुए, आंतरिक आयनीकरण का अनुभव करता है, जिसके परिणामस्वरूप यह एक्स-रे रेंज में सक्रिय रूप से उत्सर्जित होता है। अतिरिक्त कैडमियम परिरक्षण का उपयोग सीसा से विशिष्ट एक्स-रे विकिरण की तीव्र चोटियों को अवशोषित करने के लिए किया जाता है। बदले में, यह आयनित होता है और एक्स-रे भी उत्सर्जित करता है। कैडमियम की विशिष्ट चोटियों को बेअसर करने के लिए, एक तीसरी परिरक्षण परत का उपयोग किया जाता है - तांबा, एक्स-रे मैक्सिमा, जो गामा स्पेक्ट्रोमीटर की ऑपरेटिंग फ्रीक्वेंसी रेंज के बाहर होती है।
स्पेक्ट्रोमेट्री ब्रेम्सस्ट्रालुंग और विशेषता एक्स-रे दोनों का उपयोग करती है। इस प्रकार पदार्थों के विश्लेषण में विभिन्न पदार्थों द्वारा निरंतर एक्स-किरणों के अवशोषण स्पेक्ट्रम का अध्ययन किया जाता है।
एक्स-रे के मूल गुणों के अध्ययन में खोज और योग्यता सही मायने में जर्मन वैज्ञानिक विल्हेम कॉनराड रोएंटजेन की है। उनके द्वारा खोजे गए एक्स-रे के अद्भुत गुणों को तुरंत वैज्ञानिक दुनिया में भारी प्रतिक्रिया मिली। हालांकि तब, 1895 में, वैज्ञानिक शायद ही कल्पना कर सकते थे कि एक्स-रे क्या लाभ और कभी-कभी नुकसान पहुंचा सकते हैं।
आइए इस लेख में जानें कि इस प्रकार के विकिरण मानव स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित करते हैं।
शोधकर्ता की रुचि का पहला प्रश्न यह था कि एक्स-रे विकिरण क्या है? कई प्रयोगों ने यह सत्यापित करना संभव बना दिया है कि यह 10 -8 सेमी की तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण है, जो पराबैंगनी और गामा विकिरण के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति में है।
रहस्यमय एक्स-रे के विनाशकारी प्रभावों के ये सभी पहलू उनके आवेदन के आश्चर्यजनक रूप से व्यापक पहलुओं को बाहर नहीं करते हैं। एक्स-रे का प्रयोग कहाँ किया जाता है?
एक्स-रे के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग इन तरंगों की पूरी श्रृंखला की बहुत कम तरंग दैर्ध्य और उनके अद्वितीय गुणों के कारण संभव हो गए हैं।
चूंकि हम उन लोगों पर एक्स-रे के प्रभाव में रुचि रखते हैं जो केवल एक चिकित्सा परीक्षा या उपचार के दौरान उनका सामना करते हैं, तो हम केवल एक्स-रे के आवेदन के इस क्षेत्र पर विचार करेंगे।
अपनी खोज के विशेष महत्व के बावजूद, रॉन्टजेन ने इसके उपयोग के लिए पेटेंट नहीं लिया, जिससे यह पूरी मानव जाति के लिए एक अमूल्य उपहार बन गया। प्रथम विश्व युद्ध में पहले से ही, एक्स-रे इकाइयों का उपयोग किया जाने लगा, जिससे घायलों का शीघ्र और सटीक निदान करना संभव हो गया। अब हम दवा में एक्स-रे के उपयोग के दो मुख्य क्षेत्रों में अंतर कर सकते हैं:
एक्स-रे डायग्नोस्टिक्स का उपयोग विभिन्न विकल्पों में किया जाता है:
आइए इन तरीकों के बीच के अंतर को देखें।
ये सभी निदान विधियां एक्स-रे की फिल्म को रोशन करने की क्षमता और ऊतकों और हड्डी के कंकाल के लिए उनकी अलग-अलग पारगम्यता पर आधारित हैं।
ट्यूमर के उपचार के लिए एक्स-रे की ऊतकों पर जैविक प्रभाव डालने की क्षमता का उपयोग दवाओं में किया जाता है। इस विकिरण का आयनीकरण प्रभाव तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं पर प्रभाव में सबसे अधिक सक्रिय रूप से प्रकट होता है, जो कि घातक ट्यूमर की कोशिकाएं हैं।
हालाँकि, आपको भी अवगत होना चाहिए दुष्प्रभावजो अनिवार्य रूप से रेडियोथेरेपी के साथ होता है। तथ्य यह है कि हेमेटोपोएटिक, अंतःस्रावी और प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाएं भी तेजी से विभाजित हो रही हैं। उन पर एक नकारात्मक प्रभाव विकिरण बीमारी के संकेतों को जन्म देता है।
एक्स-रे की उल्लेखनीय खोज के कुछ ही समय बाद यह पता चला कि एक्स-रे का मनुष्यों पर प्रभाव पड़ता है।
ये डेटा प्रायोगिक जानवरों पर किए गए प्रयोगों में प्राप्त किए गए थे, हालांकि, आनुवंशिकीविदों का सुझाव है कि इसी तरह के प्रभाव मानव शरीर पर भी लागू हो सकते हैं।
एक्स-रे एक्सपोजर के प्रभावों के अध्ययन से स्वीकार्य विकिरण खुराक के लिए अंतरराष्ट्रीय मानकों का विकास हुआ है।
एक्स-रे कक्ष में जाने के बाद, कई रोगी चिंतित हैं - विकिरण की प्राप्त खुराक उनके स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित करेगी?
शरीर के सामान्य विकिरण की खुराक प्रक्रिया की प्रकृति पर निर्भर करती है। सुविधा के लिए, हम प्राप्त खुराक की तुलना प्राकृतिक जोखिम से करेंगे, जो जीवन भर एक व्यक्ति के साथ रहती है।
ये विकिरण खुराक स्वीकार्य मानकों को पूरा करते हैं, लेकिन अगर रोगी एक्स-रे से पहले चिंतित महसूस करता है, तो उसे विशेष सुरक्षात्मक एप्रन मांगने का अधिकार है।
प्रत्येक व्यक्ति को बार-बार एक्स-रे जांच करानी पड़ती है। लेकिन एक नियम है - यह निदान पद्धति गर्भवती महिलाओं को निर्धारित नहीं की जा सकती। विकासशील भ्रूण बेहद कमजोर है। एक्स-रे गुणसूत्र असामान्यताओं का कारण बन सकते हैं और नतीजतन, विकृतियों वाले बच्चों का जन्म होता है। इस संबंध में सबसे कमजोर 16 सप्ताह तक की गर्भकालीन आयु है। इसके अलावा, भविष्य के बच्चे के लिए सबसे खतरनाक रीढ़, श्रोणि और पेट के क्षेत्रों का एक्स-रे है।
गर्भावस्था पर एक्स-रे के हानिकारक प्रभाव के बारे में जानने के बाद, डॉक्टर महिला के जीवन में इस महत्वपूर्ण अवधि के दौरान हर संभव तरीके से इसका इस्तेमाल करने से बचते हैं।
हालाँकि, एक्स-रे के पार्श्व स्रोत हैं:
गर्भवती माताओं को उनसे होने वाले खतरों के बारे में पता होना चाहिए।
नर्सिंग माताओं के लिए, रेडियोडायग्नोसिस खतरनाक नहीं है।
एक्स-रे जोखिम के न्यूनतम प्रभाव से बचने के लिए कुछ सरल कदम उठाए जा सकते हैं:
लेकिन, एक्स-रे के बाद विकिरण को हटाने के लिए किसी चिकित्सा प्रक्रिया या विशेष उपाय की आवश्यकता नहीं होती है!
एक्स-रे के संपर्क में आने के निस्संदेह गंभीर परिणामों के बावजूद, किसी को चिकित्सा परीक्षाओं के दौरान उनके खतरे को कम नहीं आंकना चाहिए - वे केवल शरीर के कुछ क्षेत्रों में और बहुत जल्दी किए जाते हैं। उनके लाभ मानव शरीर के लिए इस प्रक्रिया के जोखिम से कई गुना अधिक हैं।
1895 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू. रोएंटजेन ने एक नए, पहले अज्ञात प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण की खोज की, जिसे इसके खोजकर्ता के सम्मान में एक्स-रे नाम दिया गया था। W. Roentgen 50 वर्ष की आयु में अपनी खोज के लेखक बन गए, Würzburg विश्वविद्यालय के रेक्टर के पद पर आसीन हुए और अपने समय के सर्वश्रेष्ठ प्रयोगकर्ताओं में से एक के रूप में ख्याति प्राप्त की। रॉन्टगन की खोज के लिए तकनीकी अनुप्रयोग खोजने वाले पहले लोगों में से एक अमेरिकी एडिसन थे। उन्होंने एक आसान प्रदर्शन तंत्र बनाया और पहले से ही मई 1896 में न्यूयॉर्क में एक एक्स-रे प्रदर्शनी का आयोजन किया, जहां आगंतुक चमकदार स्क्रीन पर अपना हाथ देख सकते थे। निरंतर प्रदर्शनों से गंभीर रूप से जलने के कारण एडिसन के सहायक की मृत्यु हो जाने के बाद, आविष्कारक ने एक्स-रे के साथ और प्रयोग बंद कर दिए।
इसकी उच्च मर्मज्ञ शक्ति के कारण दवा में एक्स-रे विकिरण का उपयोग किया जाने लगा। प्रारंभ में, एक्स-रे का उपयोग हड्डी के फ्रैक्चर की जांच करने और मानव शरीर में विदेशी निकायों का पता लगाने के लिए किया जाता था। वर्तमान में, एक्स-रे पर आधारित कई विधियां हैं। लेकिन इन तरीकों में उनकी कमियां हैं: विकिरण त्वचा को गहरा नुकसान पहुंचा सकता है। अल्सर का दिखना अक्सर कैंसर में बदल जाता है। कई मामलों में अंगुलियां या हाथ काटने पड़ते थे। प्रतिदीप्तिदर्शन(पारभासी का पर्यायवाची) एक्स-रे परीक्षा की मुख्य विधियों में से एक है, जिसमें एक पारभासी (फ्लोरोसेंट) स्क्रीन पर अध्ययन के तहत वस्तु की एक समतल सकारात्मक छवि प्राप्त करना शामिल है। फ्लोरोस्कोपी के दौरान, विषय एक पारभासी स्क्रीन और एक एक्स-रे ट्यूब के बीच होता है। आधुनिक एक्स-रे पारभासी स्क्रीन पर, छवि उस समय दिखाई देती है जब एक्स-रे ट्यूब चालू होती है और बंद होने के तुरंत बाद गायब हो जाती है। फ्लोरोस्कोपी अंग के कार्य का अध्ययन करना संभव बनाता है - हृदय स्पंदन, पसलियों की श्वसन गति, फेफड़े, डायाफ्राम, पाचन तंत्र के क्रमाकुंचन आदि। फ्लोरोस्कोपी का उपयोग पेट, गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट, डुओडेनम, यकृत, पित्ताशय की थैली और पित्त पथ के रोगों के उपचार में किया जाता है। साथ ही, चिकित्सा जांच और मैनिपुलेटर्स ऊतक क्षति के बिना डाले जाते हैं, और ऑपरेशन के दौरान क्रियाएं फ्लोरोस्कोपी द्वारा नियंत्रित होती हैं और मॉनीटर पर दिखाई देती हैं।
रेडियोग्राफी -एक सहज सामग्री पर एक निश्चित छवि के पंजीकरण के साथ एक्स-रे डायग्नोस्टिक्स की विधि - विशेष। फोटोग्राफिक फिल्म (एक्स-रे फिल्म) या बाद में फोटो प्रोसेसिंग के साथ फोटोग्राफिक पेपर; डिजिटल रेडियोग्राफी के साथ, छवि कंप्यूटर की मेमोरी में तय हो जाती है। यह एक्स-रे डायग्नोस्टिक उपकरणों पर किया जाता है - स्थिर, विशेष रूप से सुसज्जित एक्स-रे कमरे में स्थापित, या मोबाइल और पोर्टेबल - रोगी के बेडसाइड या ऑपरेटिंग कमरे में। रेडियोग्राफ़ पर, विभिन्न अंगों की संरचनाओं के तत्व एक फ्लोरोसेंट स्क्रीन की तुलना में बहुत अधिक स्पष्ट रूप से प्रदर्शित होते हैं। विभिन्न रोगों का पता लगाने और उन्हें रोकने के लिए रेडियोग्राफी की जाती है, इसका मुख्य लक्ष्य विभिन्न विशिष्टताओं के डॉक्टरों को सही ढंग से और जल्दी से निदान करने में मदद करना है। एक एक्स-रे छवि केवल एक्सपोजर के समय किसी अंग या ऊतक की स्थिति को पकड़ती है। हालाँकि, एक एकल रेडियोग्राफ़ एक निश्चित समय पर केवल शारीरिक परिवर्तनों को पकड़ता है, यह प्रक्रिया के स्टैटिक्स देता है; निश्चित अंतराल पर ली गई रेडियोग्राफ़ की एक श्रृंखला के माध्यम से, प्रक्रिया की गतिशीलता का अध्ययन करना संभव है, अर्थात कार्यात्मक परिवर्तन। टोमोग्राफी।टोमोग्राफी शब्द का ग्रीक से अनुवाद किया जा सकता है टुकड़ा छवि।इसका मतलब है कि टोमोग्राफी का उद्देश्य अध्ययन की वस्तु की आंतरिक संरचना की एक स्तरित छवि प्राप्त करना है। कंप्यूटेड टोमोग्राफी को उच्च रिज़ॉल्यूशन की विशेषता है, जो नरम ऊतकों में सूक्ष्म परिवर्तनों को भेदना संभव बनाता है। सीटी ऐसी पैथोलॉजिकल प्रक्रियाओं का पता लगाने की अनुमति देता है जिन्हें अन्य तरीकों से नहीं पहचाना जा सकता है। इसके अलावा, सीटी का उपयोग नैदानिक प्रक्रिया के दौरान रोगियों द्वारा प्राप्त एक्स-रे विकिरण की खुराक को कम करना संभव बनाता है।
फ्लोरोग्राफी- एक निदान पद्धति जो आपको अंगों और ऊतकों की एक छवि प्राप्त करने की अनुमति देती है, एक्स-रे की खोज के एक साल बाद 20 वीं शताब्दी के अंत में विकसित की गई थी। तस्वीरों में आप स्क्लेरोसिस, फाइब्रोसिस, विदेशी वस्तुओं, नियोप्लाज्म, सूजन की एक विकसित डिग्री, गैसों की उपस्थिति और गुहाओं, फोड़े, सिस्ट आदि में घुसपैठ देख सकते हैं। सबसे अधिक बार, एक छाती का एक्स-रे किया जाता है, जो तपेदिक, फेफड़े या छाती में एक घातक ट्यूमर और अन्य विकृति का पता लगाने की अनुमति देता है।
एक्स-रे थेरेपी- यह एक आधुनिक विधि है जिसके द्वारा जोड़ों के कुछ विकृतियों का उपचार किया जाता है। इस पद्धति से आर्थोपेडिक रोगों के उपचार की मुख्य दिशाएँ हैं: जीर्ण। जोड़ों की सूजन प्रक्रियाएं (गठिया, पॉलीआर्थराइटिस); अपक्षयी (ऑस्टियोआर्थराइटिस, ओस्टियोचोन्ड्रोसिस, विकृत स्पोंडिलोसिस)। रेडियोथेरेपी का उद्देश्यरोगजनक रूप से परिवर्तित ऊतकों या उनके पूर्ण विनाश की कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि का अवरोध है। गैर-ट्यूमर रोगों में, एक्स-रे चिकित्सा का उद्देश्य भड़काऊ प्रतिक्रिया को दबाने, प्रसार प्रक्रियाओं को रोकना, दर्द संवेदनशीलता और ग्रंथियों की स्रावी गतिविधि को कम करना है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि सेक्स ग्रंथियां, हेमटोपोइएटिक अंग, ल्यूकोसाइट्स और घातक ट्यूमर कोशिकाएं एक्स-रे के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होती हैं। प्रत्येक मामले में विकिरण की खुराक व्यक्तिगत रूप से निर्धारित की जाती है।
एक्स-रे की खोज के लिए, रॉन्टजेन को 1901 में भौतिकी में पहला नोबेल पुरस्कार दिया गया था, और नोबेल समिति ने उनकी खोज के व्यावहारिक महत्व पर जोर दिया।
इस प्रकार, एक्स-रे 105 - 102 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ अदृश्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं। एक्स-रे कुछ ऐसे पदार्थों में प्रवेश कर सकते हैं जो दृश्य प्रकाश के लिए अपारदर्शी हैं। वे पदार्थ (निरंतर स्पेक्ट्रम) में तेजी से इलेक्ट्रॉनों के मंदी के दौरान और परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन गोले से आंतरिक (रैखिक स्पेक्ट्रम) में इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण के दौरान उत्सर्जित होते हैं। एक्स-रे विकिरण के स्रोत हैं: एक्स-रे ट्यूब, कुछ रेडियोधर्मी समस्थानिक, इलेक्ट्रॉनों के त्वरक और संचायक (सिंक्रोट्रॉन विकिरण)। रिसीवर - फिल्म, ल्यूमिनसेंट स्क्रीन, परमाणु विकिरण डिटेक्टर। एक्स-रे का उपयोग एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण, चिकित्सा, दोष का पता लगाने, एक्स-रे वर्णक्रमीय विश्लेषण आदि में किया जाता है।
एक्स-रे के गुणों का उपयोग करने वाले उपकरणों के बिना आधुनिक चिकित्सा निदान और कुछ बीमारियों के उपचार की कल्पना नहीं की जा सकती है। एक्स-रे की खोज 100 साल से भी पहले हुई थी, लेकिन अब भी मानव शरीर पर विकिरण के नकारात्मक प्रभाव को कम करने के लिए नए तरीकों और उपकरणों के निर्माण पर काम जारी है।
प्राकृतिक परिस्थितियों में, एक्स-रे का प्रवाह दुर्लभ है और केवल कुछ रेडियोधर्मी समस्थानिकों द्वारा ही उत्सर्जित होता है। एक्स-रे या एक्स-रे की खोज केवल 1895 में जर्मन वैज्ञानिक विल्हेम रॉन्टगन ने की थी। यह खोज संयोग से हुई, एक प्रयोग के दौरान निर्वात की ओर जाने वाली परिस्थितियों में प्रकाश किरणों के व्यवहार का अध्ययन करने के लिए। प्रयोग में कम दबाव और एक फ्लोरोसेंट स्क्रीन के साथ एक कैथोड गैस डिस्चार्ज ट्यूब शामिल थी, जो हर बार उस समय चमकने लगी जब ट्यूब ने कार्य करना शुरू किया।
एक अजीब प्रभाव में रूचि रखने वाले, रोएंटजेन ने अध्ययनों की एक श्रृंखला आयोजित की जिसमें दिखाया गया कि परिणामी विकिरण, आंखों के लिए अदृश्य, विभिन्न बाधाओं में प्रवेश करने में सक्षम है: कागज, लकड़ी, कांच, कुछ धातुएं, और यहां तक कि मानव शरीर के माध्यम से भी। क्या हो रहा है इसकी प्रकृति की समझ की कमी के बावजूद, क्या ऐसी घटना अज्ञात कणों या तरंगों की धारा की उत्पत्ति के कारण होती है, निम्नलिखित पैटर्न को नोट किया गया था - विकिरण आसानी से शरीर के नरम ऊतकों से गुजरता है, और ठोस जीवित ऊतकों और निर्जीव पदार्थों के माध्यम से बहुत कठिन।
रॉन्टजेन इस घटना का अध्ययन करने वाले पहले व्यक्ति नहीं थे। 19वीं शताब्दी के मध्य में, फ्रांसीसी एंटोनी मेसन और अंग्रेज़ विलियम क्रुक्स ने इसी तरह की संभावनाओं का अध्ययन किया। हालाँकि, यह रोएंटजेन ही थे जिन्होंने सबसे पहले कैथोड ट्यूब और एक संकेतक का आविष्कार किया था जिसका उपयोग चिकित्सा में किया जा सकता था। वह एक वैज्ञानिक कार्य प्रकाशित करने वाले पहले व्यक्ति थे, जिसने उन्हें भौतिकविदों के बीच पहले नोबेल पुरस्कार विजेता का खिताब दिलाया।
1901 में, तीन वैज्ञानिकों के बीच एक उपयोगी सहयोग शुरू हुआ, जो रेडियोलॉजी और रेडियोलॉजी के संस्थापक पिता बने।
एक्स-रे हैं अवयवविद्युत चुम्बकीय विकिरण का कुल स्पेक्ट्रम। तरंग दैर्ध्य गामा और पराबैंगनी किरणों के बीच है। एक्स-रे में सभी सामान्य तरंग गुण होते हैं:
एक्स-रे फ्लक्स को कृत्रिम रूप से उत्पन्न करने के लिए, विशेष उपकरणों का उपयोग किया जाता है - एक्स-रे ट्यूब। एक्स-रे विकिरण तेज टंगस्टन इलेक्ट्रॉनों के गर्म एनोड से वाष्पित होने वाले पदार्थों के संपर्क से उत्पन्न होता है। बातचीत की पृष्ठभूमि के खिलाफ, कम लंबाई वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्पन्न होती हैं, जो 100 से 0.01 एनएम के स्पेक्ट्रम में और 100-0.1 MeV की ऊर्जा सीमा में होती हैं। यदि किरणों की तरंग दैर्ध्य 0.2 एनएम से कम है - यह कठिन विकिरण है, यदि तरंग दैर्ध्य निर्दिष्ट मान से अधिक है, तो उन्हें सॉफ्ट एक्स-रे कहा जाता है।
यह महत्वपूर्ण है कि इलेक्ट्रॉनों और एनोड पदार्थ के संपर्क से उत्पन्न होने वाली गतिज ऊर्जा 99% ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित होती है और केवल 1% एक्स-रे होती है।
एक्स-रेडिएशन दो प्रकार की किरणों का सुपरपोजिशन है- ब्रेम्सस्ट्रालंग और करैक्टर। वे एक साथ हैंडसेट में उत्पन्न होते हैं। इसलिए, एक्स-रे विकिरण और प्रत्येक विशिष्ट एक्स-रे ट्यूब की विशेषता - इसके विकिरण का स्पेक्ट्रम, इन संकेतकों पर निर्भर करता है, और उनकी सुपरपोजिशन का प्रतिनिधित्व करता है।
टंगस्टन फिलामेंट से वाष्पित होने वाले इलेक्ट्रॉनों के मंदी का परिणाम ब्रेम्सस्ट्रालुंग या निरंतर एक्स-रे हैं।
एक्स-रे ट्यूब के एनोड के पदार्थ के परमाणुओं की पुनर्व्यवस्था के समय विशेषता या लाइन एक्स-रे बनते हैं। विशेषता किरणों की तरंग दैर्ध्य सीधे ट्यूब के एनोड बनाने के लिए प्रयुक्त रासायनिक तत्व की परमाणु संख्या पर निर्भर करती है।
एक्स-रे के सूचीबद्ध गुण उन्हें व्यवहार में उपयोग करने की अनुमति देते हैं:
एक्स-रे की संपत्ति जिस पर इमेजिंग आधारित है, कुछ पदार्थों को विघटित करने या चमकने की क्षमता है।
एक्स-रे विकिरण कैडमियम और जिंक सल्फाइड में एक फ्लोरोसेंट चमक का कारण बनता है - हरा, और कैल्शियम टंगस्टेट में - नीला। इस संपत्ति का उपयोग मेडिकल एक्स-रे ट्रांसिल्यूमिनेशन की तकनीक में किया जाता है, और एक्स-रे स्क्रीन की कार्यक्षमता भी बढ़ाता है।
प्रकाश के प्रति संवेदनशील सिल्वर हैलाइड सामग्री (रोशनी) पर एक्स-रे का फोटोकैमिकल प्रभाव डायग्नोस्टिक्स - एक्स-रे इमेज लेने के लिए संभव बनाता है। इस संपत्ति का उपयोग एक्स-रे कक्षों में प्रयोगशाला सहायकों को मिलने वाली कुल खुराक की मात्रा को मापने में भी किया जाता है। पहनने योग्य डोसिमीटर में विशेष संवेदनशील टेप और संकेतक होते हैं। एक्स-रे विकिरण का आयनीकरण प्रभाव प्राप्त एक्स-रे की गुणात्मक विशेषताओं को निर्धारित करना संभव बनाता है।
पारंपरिक एक्स-रे के एकल संपर्क से कैंसर का खतरा केवल 0.001% बढ़ जाता है।
निम्नलिखित उद्योगों में एक्स-रे का उपयोग स्वीकार्य है:
एक्स-रे का मुख्य अनुप्रयोग चिकित्सा क्षेत्र में है। आज, मेडिकल रेडियोलॉजी के अनुभाग में शामिल हैं: रेडियोडायग्नोस्टिक्स, रेडियोथेरेपी (एक्स-रे थेरेपी), रेडियोसर्जरी। चिकित्सा विश्वविद्यालय अत्यधिक विशिष्ट विशेषज्ञ - रेडियोलॉजिस्ट तैयार करते हैं।
एक्स-रे की उच्च मर्मज्ञ शक्ति और आयनकारी प्रभाव से कोशिका के डीएनए की संरचना में परिवर्तन हो सकता है, इसलिए यह मनुष्यों के लिए खतरनाक है। एक्स-रे विकिरण से होने वाला नुकसान सीधे प्राप्त विकिरण खुराक के समानुपाती होता है। अलग-अलग अंग अलग-अलग डिग्री के विकिरण का जवाब देते हैं। सबसे अतिसंवेदनशील में शामिल हैं:
एक्स-रे विकिरण के अनियंत्रित उपयोग से प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय विकृति हो सकती है।
एक्स-रे जोखिम के परिणाम:
महत्वपूर्ण! रेडियोधर्मी पदार्थों के विपरीत, एक्स-रे शरीर के ऊतकों में जमा नहीं होते हैं, जिसका अर्थ है कि शरीर से एक्स-रे निकालने की कोई आवश्यकता नहीं है। चिकित्सा उपकरण के बंद हो जाने पर एक्स-रे का हानिकारक प्रभाव समाप्त हो जाता है।
चिकित्सा में एक्स-रे का उपयोग न केवल निदान (आघात विज्ञान, दंत चिकित्सा) के लिए, बल्कि चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए भी अनुमत है:
रेडियोडायग्नोस्टिक्स में निम्नलिखित विधियाँ शामिल हैं:
एक्स-रे थेरेपी स्थानीय उपचार विधियों को संदर्भित करती है। सबसे अधिक बार, विधि का उपयोग कैंसर कोशिकाओं को नष्ट करने के लिए किया जाता है। चूंकि एक्सपोजर का प्रभाव सर्जिकल हटाने के बराबर है, इसलिए इस उपचार पद्धति को अक्सर रेडियोसर्जरी कहा जाता है।
आज, एक्स-रे उपचार निम्नलिखित तरीकों से किया जाता है:
ये विधियां कोमल हैं, और कुछ मामलों में उनका उपयोग कीमोथेरेपी के लिए बेहतर है। इस तरह की लोकप्रियता इस तथ्य के कारण है कि किरणें जमा नहीं होती हैं और शरीर से हटाने की आवश्यकता नहीं होती है, उनका चयनात्मक प्रभाव होता है, अन्य कोशिकाओं और ऊतकों को प्रभावित किए बिना।
अनुमेय वार्षिक जोखिम के मानदंड के इस सूचक का अपना नाम है - आनुवंशिक रूप से महत्वपूर्ण समतुल्य खुराक (GED)। इस सूचक के लिए कोई स्पष्ट मात्रात्मक मान नहीं हैं।
आज, निम्न औसत GZD मानक लागू हैं:
एक्स-रे विकिरण को शरीर से उत्सर्जन की आवश्यकता नहीं होती है, और केवल तीव्र और लंबे समय तक जोखिम के मामले में ही खतरनाक है। आधुनिक चिकित्सा उपकरण कम अवधि के कम ऊर्जा वाले विकिरण का उपयोग करते हैं, इसलिए इसका उपयोग अपेक्षाकृत हानिरहित माना जाता है।
हालांकि वैज्ञानिकों ने 1890 के दशक से ही एक्स-रे के प्रभाव की खोज की है, लेकिन इस प्राकृतिक बल के लिए दवा में एक्स-रे का उपयोग जल्दी से पारित हो गया। आज, मानव जाति के लाभ के लिए, दवा, शिक्षा और उद्योग के साथ-साथ बिजली उत्पादन के लिए एक्स-रे विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उपयोग किया जाता है।
इसके अलावा, विकिरण के कृषि, पुरातत्व, अंतरिक्ष, कानून प्रवर्तन, भूविज्ञान (खनन सहित) और कई अन्य गतिविधियों जैसे क्षेत्रों में उपयोगी अनुप्रयोग हैं, यहां तक कि परमाणु विखंडन की घटना का उपयोग करके कारों का विकास किया जा रहा है।
स्वास्थ्य देखभाल सेटिंग्स में, चिकित्सक और दंत चिकित्सक मानव शरीर में चयापचय प्रक्रियाओं और रोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के निदान, निगरानी और उपचार के लिए विभिन्न प्रकार की परमाणु सामग्री और प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं। नतीजतन, किरणों का उपयोग करने वाली चिकित्सा प्रक्रियाओं ने अतिसक्रिय थायरॉयड से लेकर हड्डी के कैंसर तक की स्थितियों की पहचान और उपचार करके हजारों लोगों की जान बचाई है।
इन चिकित्सा प्रक्रियाओं में सबसे आम किरणों का उपयोग शामिल है जो हमारी त्वचा से गुजर सकती हैं। जब कोई छवि ली जाती है, तो हमारी हड्डियाँ और अन्य संरचनाएं छाया डालती हुई प्रतीत होती हैं क्योंकि वे हमारी त्वचा की तुलना में सघन होती हैं, और इन छायाओं को फिल्म या मॉनिटर स्क्रीन पर देखा जा सकता है। प्रभाव कागज के एक टुकड़े और एक प्रकाश के बीच एक पेंसिल रखने के समान है। पेंसिल की छाया कागज की शीट पर दिखाई देगी। अंतर यह है कि किरणें अदृश्य होती हैं, इसलिए एक रिकॉर्डिंग तत्व की आवश्यकता होती है, जैसे फोटोग्राफिक फिल्म। यह डॉक्टरों और दंत चिकित्सकों को टूटी हुई हड्डियों या दंत समस्याओं को देखकर एक्स-रे के आवेदन का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है।
न केवल क्षति का पता लगाने के लिए, चिकित्सा उद्देश्यों के लिए लक्षित तरीके से एक्स-रे विकिरण का उपयोग। जब विशेष रूप से उपयोग किया जाता है, तो इसका उद्देश्य कैंसर के ऊतकों को मारना, ट्यूमर के आकार को कम करना या दर्द से राहत देना है। उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी आयोडीन (विशेष रूप से आयोडीन-131) का उपयोग अक्सर थायराइड कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है, एक ऐसी स्थिति जिससे बहुत से लोग पीड़ित हैं।
इस संपत्ति का उपयोग करने वाले उपकरण कंप्यूटर और स्कैन से भी जुड़े होते हैं, जिन्हें कहा जाता है: कंप्यूटेड एक्सियल टोमोग्राफी या कंप्यूटेड टोमोग्राफी।
ये उपकरण डॉक्टरों को एक रंगीन छवि प्रदान करते हैं जो आंतरिक अंगों की रूपरेखा और विवरण दिखाती है। यह चिकित्सकों को ट्यूमर, असामान्य आकार, या अन्य शारीरिक या कार्यात्मक अंग समस्याओं का पता लगाने और पहचानने में सहायता करता है।
इसके अलावा, अस्पताल और रेडियोलॉजिकल केंद्र सालाना लाखों प्रक्रियाएं करते हैं। ऐसी प्रक्रियाओं में, नैदानिक स्थितियों का निदान करने के लिए डॉक्टर कुछ आंतरिक अंगों, जैसे अग्न्याशय, गुर्दे, थायरॉयड, यकृत या मस्तिष्क को देखने के लिए रोगियों के शरीर में थोड़ा रेडियोधर्मी पदार्थ डालते हैं।
