Tia X – Wikipedia tiếng Việt

Bức xạ X (còn gọi là tia X hay X-ray hay tia Röntgen) là một dạng của sóng điện từ. hầu hết tia X có dải bước sóng trong khoảng từ 0,01 đến 10 nano mét tương ứng với dãy tần số từ 30 Petahertz đến 30 Exahertz (3×1016 Hz to 3×1019 Hz) và có năng lượng từ 120 eV đến 120 keV. Trong nhiều ngôn ngữ, bức xạ X được gọi là bức xạ Röntgen,[1] được đặt tên theo nhà khoa học người Đức gốc Hà Lan Wilhelm Röntgen, ngay sau khi ông khám phá ra một loại bức xạ mà chưa ai biết đến.[2]

Các dải nguồn năng lượng

[sửa|sửa mã nguồn]

Wilhelm Conrad Röntgen, người khám phá ra tia X
Ứng dụng của tia X cứng và tia X mềm

Tia X cứng và tia X mềm[sửa|sửa mã nguồn]

Các tia X có nguồn năng lượng photon cao ( trên 5-10 keV, bước sóng dưới 0,2 – 0,1 nm ) được gọi là tia X cứng, những tia X có nguồn năng lượng thấp được gọi là tia X mềm. [ 4 ] Do có năng lực đâm xuyên, những tia X cứng được sử dụng thoáng rộng để nhìn thấy hình ảnh bên trong những vật thể, thường được dùng để chụp X quang trong y tế và kiểm tra tư trang tại bảo mật an ninh trường bay. Thuật ngữ X-quang được sử dụng để chỉ một hình ảnh được tạo bởi tia X. Vì những bước sóng của tia X cứng tương tự với size của những nguyên tử, nó rất có ích để xác lập những cấu trúc tinh thể bằng tinh thể học tia X. trái lại, tia X mềm bị hấp thụ thuận tiện trong không khí ; độ dài suy giảm khoảng chừng 600 eV ( ~ 2 nm ). Các tia X trong thiên nhiên và môi trường nước nhỏ hơn 1 micromet. [ 5 ]
Không có sự đồng thuận về một định nghĩa phân biệt giữa tia X và tia gamma. Một thực tiễn phổ cập là để phân biệt giữa hai loại bức xạ dựa trên nguồn của chúng : tia X phát ra bởi những electron, trong khi những tia gamma được phát ra bởi hạt nhân nguyên tử. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Định nghĩa này gặp 1 số ít yếu tố : những quy trình khác cũng hoàn toàn có thể tạo ra những photon nguồn năng lượng cao, hoặc đôi lúc giải pháp tạo ra không được biết. Một giải pháp thay thế sửa chữa thông dụng khác là phân biệt X và gamma trên cơ sở bước sóng ( tần số hoặc nguồn năng lượng photon ), Với bức xạ ngắn hơn một số ít bước sóng tùy ý, ví dụ điển hình như 10 − 11 m ( 0,1 Å ), thì là bức xạ gamma. [ 10 ] Phương pháp này chỉ định một photon cho một thể loại đã rõ, nhưng chỉ hoàn toàn có thể xác lập được nếu biết được bước sóng. Tuy nhiên, hai định nghĩa này thường trùng với nhau vì bức xạ điện từ phát ra bởi những tia X thường có bước sóng và nguồn năng lượng photon thấp hơn phóng xạ phát ra từ hạt nhân phóng xạ. [ 6 ]
Biểu tượng nguy cơ bức xạ ion hoá

Các photon tia X khi mang đủ năng lượng có thể ion hóa nguyên tử và phá vỡ liên kết phân tử. Điều này làm cho nó trở thành một loại bức xạ ion hoá, do đó gây hại cho mô sống cơ thể. Liều bức xạ cao trong một khoảng thời gian ngắn gây ra bệnh nhiễm xạ, trong khi liều thấp hơn có thể làm tăng nguy cơ ung thư do xạ trị. Chụp X-quang trong y tế có nguy cơ làm tăng bị ung thư mặc dù nó có nhiều lợi ích của việc kiểm tra. Khả năng ion hoá của tia X có thể được sử dụng trong điều trị ung thư để diệt tế bào ác tính bằng cách sử dụng phương pháp xạ trị. Nó cũng được sử dụng để xác định đặc tính vật liệu bằng cách sử dụng quang phổ tia X.

Tia X có bước sóng ngắn hơn nhiều so với ánh sáng nhìn thấy, nó hoàn toàn có thể được cấu trúc nhỏ hơn nhiều so với những gì hoàn toàn có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi thông thường. Điều này hoàn toàn có thể được sử dụng trong kính hiển vi X-quang để có được hình ảnh có độ phân giải cao và xác lập vị trí những nguyên tử trong tinh thể .Các tia X cực mạnh hoàn toàn có thể đi qua những vật thể dày mà không bị hấp thu hoặc phân tán nhiều. Vì nguyên do này, tia X được sử dụng thoáng đãng để thu hình ảnh bên trong những đối tượng người tiêu dùng bọc kín. Các ứng dụng thường thấy nhất là trong chụp X quang y tế và máy quét bảo mật an ninh trường bay, nhưng những kỹ thuật tương tự như cũng quan trọng trong công nghiệp ( ví dụ chụp X quang công nghiệp và CT công nghiệp ) và điều tra và nghiên cứu ( ví dụ CT động vật hoang dã nhỏ ). Độ sâu xâm nhập biến hóa theo một vài bậc độ lớn so với phổ tia X. Điều này được cho phép kiểm soát và điều chỉnh nguồn năng lượng photon cho ứng dụng để truyền tải vừa đủ trải qua đối tượng người tiêu dùng và đồng thời có độ tương phản tốt trong hình ảnh .

Khả năng nhìn thấy ở mắt người[sửa|sửa mã nguồn]

Quan điểm thường thì coi mắt người không nhìn thấy tia X. Tuy nhiên ngay sau phát hiện của Röntgen vào năm 1895 đã có thông tin nhìn thấy ánh sáng màu xanh lục-xám yếu khi trong phòng tối. Song vì sự nguy khốn của tia X nên không có điều tra và nghiên cứu tiếp theo để xác lập chính sách thật sự. Giả thiết đưa ra là tia X kích thích trực tiếp võng mạc và / hoặc kích thích huỳnh quang và mắt người cảm nhận ánh sáng thường thứ cấp [ 11 ] .

Câu chuyện phát hiện ra tia X[sửa|sửa mã nguồn]

Tối ngày 8 tháng 11 năm 1895, Wilhelm Röntgen đang kiểm tra xem liệu tia cathode ( tia âm cực ) hoàn toàn có thể đi xuyên qua kính hay không thì giật mình nhận thấy một ánh sáng phát ra từ một tấm được phủ hóa chất gần đó. Ông gọi những tia tạo ra ánh sáng này là tia X, vì thực chất chưa rõ của chúng. [ 12 ]Với đầu óc nhạy bén, đầy kinh nghiệm tay nghề của một nhà vật lý học, việc này đã hấp dẫn ông và 49 ngày sau ông liên tục ở lỳ trong phòng thí nghiệm, mỗi ngày ông chỉ ngừng việc làm nghiên cứu và điều tra ít phút để nhà hàng siêu thị, vệ sinh và chợp mắt nghỉ ngơi vài giờ. Nhờ thế, ông đã tìm ra đặc thù của thứ tia bí hiểm mà ông tạm đặt tên là tia X và mang lại cho ông giải Nobel về vật lý tiên phong vào năm 1901 .
Sơ đồ nguyên lý hoạt động đèn Röntgen

Nguồn phát tia X[sửa|sửa mã nguồn]

Đèn tia X[sửa|sửa mã nguồn]

Phát hiện của Wilhelm Röntgen dẫn đến việc chế tạo ra đèn phát tia X (hay đèn Röntgen, X-ray tube)[13]. Đó là nguồn phát tia X nhân tạo, thứ dụng cụ hiện vẫn đang sử dụng phổ biến trong các ứng dụng tia X. Nguyên lý hoạt động của đèn Röntgen là trong một ống chân không các điện tử được gia tốc tới tốc độ cao, khi đập vào anode sẽ bị hãm đột ngột, và phát xạ ánh sáng năng lượng cao. “Bức xạ khi bị hãm” hay bức xạ hãm theo tiếng Đức là “Bremsstrahlung”, trở thành thuật ngữ được sử dụng trong văn liệu tiếng Anh.

Trong vạn vật thiên nhiên[sửa|sửa mã nguồn]

Trong vạn vật thiên nhiên thì sự phân rã phóng xạ của những đồng vị phóng xạ trong đất đá, sự xâm nhập của tia thiên hà, … dẫn đến sự xuất hiện những hạt tích điện nguồn năng lượng cao và tia gamma trong sinh quyển. Tương tác của chúng với vật chất ở đây làm phát sinh tia X theo hai chính sách chính .

• Bức xạ hãm các hạt tích điện, phát ra photon có dải năng lượng từ tia gamma đến tia X.
• Các photon của tia gamma và tia X năng lượng cao tán xạ theo hiệu ứng Compton tạo ra tia X thứ cấp.

Các vụ sét đánh tạo ra vùng plasma nhiệt độ cao cũng phát ra tia X, nhưng liều lượng không đáng kể .Trong trong thực tiễn đời sống không phải chăm sóc đến phông tia X. Chỉ trong nghiên cứu sinh học di truyền tiến hóa, tia X tự nhiên được coi là góp phần vào việc tạo ra những biến dị trong DNA .

Trong thiên hà[sửa|sửa mã nguồn]

Các thiên thể có nhiệt độ cực cao bức xạ tia X theo triết lý bức xạ của vật đen tuyệt đối, và là cơ sở để xác lập nhiệt độ vì sao đó .

Sử dụng trong Y tế[sửa|sửa mã nguồn]

Ảnh chụp tia X hộp sọ người
Từ khi Wilhelm Conrad Röntgen phát hiện ra tia X hoàn toàn có thể chẩn đoán cấu trúc xương, tia X được tăng trưởng để sử dụng cho chụp hình y tế .

Năm 1897, tia X lần đầu tiên được sử dụng trên chiến trường quân sự, trong Chiến tranh Balkan, để tìm các mảnh đạn và vị trí xương gãy bên trong cơ thể bệnh nhân.[12]

Khoa X quang là một nghành nghề dịch vụ chuyên biệt trong y tế sử dụng ảnh tia X và những kĩ thuật khác để chẩn đoán bệnh bằng hình ảnh nên còn được gọi là Khoa chẩn đoán hình ảnh .Việc sử dụng tia X đặc biệt quan trọng hữu dụng trong việc xác lập bệnh lý về xương, nhưng cũng hoàn toàn có thể giúp ích tìm ra những bệnh về ứng dụng. Ưu điểm của ứng dụng này là chẩn đoán và điều trị nhiều bệnh tật một cách nhanh gọn mà không làm bệnh nhân đau đớn ( ví dụ như những bệnh về đường máu, bệnh ung thư, … ) [ 14 ]. Một vài ví dụ như khảo sát ngực, hoàn toàn có thể dùng để chẩn đoán bệnh về phổi như là viêm phổi, ung thư phổi hay phù nề phổi, và khảo sát vùng bụng, hoàn toàn có thể phát hiện ra tắc ruột ( tắc thực quản ), tràn khí ( từ thủng ruột ), tràn dịch ( trong khoang bụng ). Trong vài trường hợp, sử dụng X quang còn gây tranh cãi, như là sỏi mật ( ít khi cản quang ) hay sỏi thận ( thường thấy nhưng không phải luôn luôn ). Hơn nữa, những tư thế chụp X quang truyền thống lịch sử ít sử dụng trong việc tạo hình những ứng dụng như não hay cơ. Việc tạo hình cho ứng dụng được thay thế sửa chữa bằng kĩ thuật chụp Cắt lớp vi tính ( Tiếng Anh : computed axial tomography, CAT hay CT scanning ) hoặc tạo hình bằng chụp cộng hưởng từ ( MRI ) hay siêu âm .Tia X còn được sử dụng trong kỹ thuật soi trực tiếp ” thời hạn thực “, như thăm khám thành mạch máu hay điều tra và nghiên cứu độ cản quang của những tạng rỗng nội tạng ( chất lỏng cản quang trong những quai ruột lớn hay nhỏ ) bằng cách sử dụng máy chiếu huỳnh quang. Hình ảnh giải phẫu mạch máu cũng như những can thiệp y tế qua mạng lưới hệ thống động mạch đều dựa vào những máy soi X quang để xác định những thương tổn tiềm tàng và hoàn toàn có thể chữa trị .Xạ trị tia X, là một can thiệp y tế, lúc bấy giờ dùng chuyên biệt cho những tế bào ung thư nông ( là những khối u không nằm quá sâu trong khung hình ), dùng những tia X có nguồn năng lượng mạnh .

Phục vụ kiểm tra bảo mật an ninh tại cửa khẩu[sửa|sửa mã nguồn]

Chiếu X quang để thu được hình ảnh những vật phẩm bên trong tư trang gói kín hay trong quần áo trên thân người, được thực thi tại những cửa khẩu có nhu yếu bảo mật an ninh cao, như cửa lên máy bay, cửa khẩu sang nước khác, và 1 số ít nhà giam đặc biệt quan trọng .Hệ thống quét bảo mật an ninh thường tích hợp chiếu X quang với quét dò sắt kẽm kim loại, để thu được thông tin an toàn và đáng tin cậy hơn về đối tượng người tiêu dùng được quét .

Hóa nghiên cứu và phân tích dùng tia X[sửa|sửa mã nguồn]

Phổ tán sắc nguồn năng lượng tia X viết tắt là EDX hay EDS ( tiếng Anh : Energy-dispersive X-ray spectroscopy ), là kỹ thuật nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học của vật rắn dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra từ vật rắn do tương tác với những bức xạ mà đa phần là chùm điện tử có nguồn năng lượng cao trong những kính hiển vi điện tử. Có ba biến thể đo như dưới đây [ 15 ] .

• Phổ điện tử Auger (AES, Auger Electron Spectroscopy): thay vì phát ra các tia X đặc trưng, khi các điện tử có năng lượng lớn tương tác với lớp điện tử sâu bên trong nguyên tử sẽ khiến một số điện tử lớp phía ngoài bị bật ra tạo ra phổ AES.
• Phổ huỳnh quang tia X (XPS, X-ray Photoelectron Spectroscopy): tương tác giữa điện tử và chất rắn gây phát ra phổ huỳnh quang của tia X, có thêm các thông tin về năng lượng liên kết.
• Phổ tán sắc bước sóng tia X (WDS, X-ray Wavelength-Dispersive Spectroscopy): tương tự như phổ EDX nhưng có độ tinh cao hơn, có thêm thông tin về các nguyên tố nhẹ, nhưng lại có khả năng loại nhiễu tốt hơn EDS và chỉ phân tích được một nguyên tố cho một lần ghi phổ.

Thiên hà Andromeda quan sát bằng tia cực tím và vùng quan sát bằng tia X năng lượng cao, NASA, xuất ngày 5/01/2016.

Thiên văn học tia X[sửa|sửa mã nguồn]

Thiên văn học tia X điều tra và nghiên cứu những vật thể thiên hà ở những bước sóng tia X. Nó xác lập ra những đối tượng người dùng phát xạ nhiệt có nhiệt đô trên 107 độ Kelvin, là những sao hay vùng khí dày ( được gọi là phát xạ vật đen tuyệt đối ) .Vì tia X bị khí quyển Trái Đất hấp thụ mạnh, việc quan sát phải được triển khai trên khí cầu ở độ to lớn, những tên lửa, hay trên tàu ngoài hành tinh [ 16 ] .

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://vh2.com.vn
Category : Điện Tử