X IŞINI - Röntgen Işınları

X IŞINI NEDİR

X ışınları veya Röntgen ışınları, 0,125 ile 125 keV enerji aralığında veya buna karşılık, dalgaboyu 10 ile 0,01 nm aralığında olan elektromanyetik dalgalar veya foton demetidir. 

X-ışınları, morötesine göre çok daha yüksek bir enerjiye ve çok daha kısa bir dalga boyuna sahiptir. Bilim insanları genellikle X-ışınlarının dalga boylarından ziyade enerjilerine atıfta bulunurlar. 0.03 ile 3 nanometre arasında değişen dalgaboyları çoğu elementin tek bir atomundan daha büyük değildir. Ancak 100 ile 100000 elektronvolt aralığında enerjilere sahip olmaları onları yüksek enerjili elektromanyetik radyasyon sınıfına sokmaktadır.

X IŞINLARI NASIL KEŞFEDİLDİ

Röntgen’in X Işınlarını keşfetmesinden yıllar önce, katot ışınları keşfedilmişti. On dokuzuncu yüzyılda William Crookes, kendi tasarladığı Crookes Tüpü ile yaptığı deney sonucunda, insan gözüyle görülebilen dalgaboyunda bir ışın olan katot ışınlarını keşfetti. Crookes Tüpü'nde, iki elektrot arasında (anot ve katot arasında) yüksek voltaj oluşturulması sonucunda, katot ışınları tarafından vakumlu bir tüp içerisinde yeşil-sarı bir ışıma meydana getirilir.

Günümüzdeyse, Crookes Tüpü'nün daha modern hali olan Katot Işını Tüpleri kullanılmaktadır. Katot ışınları (elektron ışını veya e-ışını olarak da adlandırılır), vakum tüplerinde gözlemlenen elektron akımlarıdır. Boşaltılmış bir cam tüpe iki elektrot konulursa ve bir voltaj uygulanırsa, negatif elektrotun karşısındaki camın katottan yayılan elektronlarla parladığı gözlenir. Elektronlar da ilk olarak katot ışınlarının bileşenleri olarak keşfedilmiştir. Katot ışınları, bir vakum tüpünde negatif elektrot veya katot tarafından yayıldıkları için bu şekilde adlandırılır.

Röntgen ise 1895 yılında bir gün Crookes Tüpü üzerinde, asıl amacı olan elektriğin etkilerini gözlemlemek için çalışıyordu. Ama deney sırasında elektrik açıkken hemen arkasındaki fosfor kaplı levha üzerinde bir parlama fark etti. Bunu gördükten sonra nasıl mümkün olduğunu merak edip, Crookes Tüpü'nün üzerini tamamen parlamayı emeceğini düşündüğü siyah bir kartonla kapladı. Ama yine de fosfor kaplı levha parlamaya devam ediyordu. İşte bu noktada, daha önceden bu deney üzerine çalışmış bilim insanlarından farklı olarak Röntgen, tüp içerisinde katot ışınlarından farklı bir ışının daha varlığını keşfetti.

Wilhelm Conrad Röntgen’in X ışınları üzerine yaptığı çalışmalar, eşi Anna Bertha Ludwig’in desteği ve katılımıyla çok daha gelişti. X ışınını denemek için elini radyoaktif madde ve floresan plaka arasına yerleştiren Anna Bertha, 15 dakika boyunca o şekilde bekledi. Bu işlem sonucunda, elinde bulunan kemiklerin görüntüsüne ulaştılar. Böylece Anna Bertha, o andan itibaren milyonlarca kez hayat kurtaran bu yeni tıp disiplinini ilk tecrübe eden kişi olmuş oldu.

Dünyanın ilk röntgen tetkiki uygulanan insan olan Wilhelm Röntgen'in eşi Bertha Röntgen’in el grafisi, tanısal amaçlı olmadığı, sadece X-ışınlarının etkilerinin gösterilmesi amaçlandığı için, el pozisyonu günümüz el grafilerinden farklılıklar göstermektedir.

Günümüzde el grafilerinde hastanın ön kolu ve eli kasete paralel olarak masaya ve kaset üzerine yerleştirilir. El ayası kasete bakan yüzde ve parmaklar aralık olacak şekilde yerleştirilir. Görüntüleme alanında yüzük, bileklik gibi yabancı objelerin olmamasına dikkat edilir. Üçüncü metakarpofalangial eklem santralize edilir. Tüp açısı kasete ve el arka kısmına dik olarak ayarlanır. Baş parmak oblik seyirde izlenir. Bertha Röntgen’in filminde yüzüğe ait olabilecek metalik yabancı cisim görüntü alanını kapatmaktadır. Parmaklar simetrik konumda değildir. El bileği orta hatta olmayıp, el bileği laterale deviyedir. Özellikle ikinci ve üçüncü distal falankslarda laterale deviasyon saptanmaktadır. Parmak araları nispeten eşit mesafeye gelmiş, ancak birinci falanks net olarak değerlendirilememektedir. Eldeki bütün kemik yapıları görüntü içerisinde değildir. Parmaklar ekstansiyon konumunda olmayıp, hafif öne esneme görülmektedir. Ancak üçüncü metakarpofalangial eklem santralize görünümdedir. Bu ve bunun gibi pek çok farklılıklar saptansa da bu tetkik hastalık tanısı amacıyla yapılmamış, X ışınlarının görüntülenmesi esası göz önünde tutulmuştur.

Bu buluştan sonra insan vücudunu, kemikleri ve deri altını görüntülemek için artık neşterle kesmeye gerek kalmamıştı. X ışınlarının keşfi başta tıpta olmak üzere güvenlik, fizik vs. gibi birçok alanda hayatımızı kolaylaştırmıştır. Hatta Wilhelm Röntgen'in anısına medikal alanda genellikle hastaların iskelet sistemindeki kırık ve çatlakları görüntülemek için kullanılan röntgen cihazına da ismi verilmiştir.

Halen Röntgen filmimiz çekildiği zaman vücudumuzun bir tarafına X-ışınına duyarlı bir film tabakası yerleştirilmekte ve ışın demeti direkt vücudumuzdan geçirilmektedir. Kemiklerimiz diğer dokularımıza göre daha yoğun olduğu ve daha fazla X-ışını soğurduğu için röntgen filminde görülen de aslında kemiklerimizin gölgesidir.

X IŞINLARI OLUŞUMU

Filamentten elde edilen elektronlar bir hedefe (anoda) yönlendirilirler ve elektronların hedefle çarpışması sonucunda dört farklı etkileşim olur.Gelen elektronlar hedefteki atomlarla elastik (enerji kaybına sebep olmayan veya çok az sebep olan) bir şekilde çarpışır.Gelen elektronlar hedefteki atomların dış orbital elektronlarıyla elastik olmayan bir şekilde çarpışır.

Bir anot tarafından yayınlanan X-ışınlarının bir dalga boyu spektrumu vardır.Bu ışınlar bir kristal vasıtasıyla analiz edilirse, iki tür spektrumun olduğuortaya çıkar. Spektrumun bir kısmı, dalga boylarının sürekli bir şerididir.Bu beyaz ışımaya sürekli/kesiksiz spektrum denir. Işınımın diğer bir kısmıise birçok keskin pik olarak beliren dalga boylarını kapsar. Buna süreksiz/kesiklispektrum denir.1. Kesiksiz (Sürekli)2. Kesikli (Süreksiz = Karakteristik) spektrum.Birincisi, elektronların miktarı ve hızıyla ilgili olup,ikincisi hedef olarak kullanılan maddenin atom özellikleri ile ilgilidir.