شرکت دیده رایان صنعتی اصفهان (درصا)|info@dorsa-co.ir
//تاریخچه کشف اشعه ایکس

تاریخچه کشف اشعه ایکس

پرتوی ایکس توسط فیزیکدان آلمانی به نام ویلهلم رونتگن در سال ۱۸۹۵ میلادی کشف شد. او به صورت اتفاقی متوجه شد که وقتی مواد فلورسنت در نزدیکی یک لوله‌ی پرتوی کاتدی (CRT) قرار می‌گیرند، نور ضعیفی از خود ساطع می‌کنند. رونتگن نخستین کسی بود که متوجه شد با یک پرتوی جدید مواجه شده است و چون این پرتو ناشناخته بود، نام آن را پرتوی x گذاشت. رونتگن بابت این کشف بزرگ خود در سال ۱۹۰۱ ،جایزه‌ی نوبل فیزیک را کسب کرد. در آن زمان برخی دانشمندان معتقد بودند که پرتوی x از جنس امواج الکترومغناطیس است که در نهایت، فون الوه توانست در سال ۱۹۱۲ ماهیت الکترومغناطیسی این پرتو
را اثبات کند. مدتی بعد از کشف رونتگن، لوله‌ی اولیه مولد پرتوی x طراحی و استفاده شد. این لوله شامل یک حباب شیشه‌ای بسته است که در آن یک قطب کاتد سرد و یک قطب آند وجود دارد و ولتاژ بسیار زیادی در حدود ۵۰-۳۰ کیلوولت بین کاتد و آند برقرار می‌شود. وجود ولتاژ بالا برای ایجاد میدان الکتریکی قوی لازم است. در نتیجه‌ی میدان الکتریکی حاصل، مولکول‌های گاز موجود در لوله با از دست دادن الکترون و برخورد این الکترون‌ها به الکترون‌ها و اتم‌های دیگر یونیزه شده و برخورد آنها به کاتد موجب ساطع شدن پرتوی کاتدی (الکترون) از آن می‌شود. به دلیل شکل خمیده ی کاتد، پرتوی کاتدی روی آند متمرکز شده و موجب گسیل پرتوی پرانرژی x از آند می‌شود. گسیل پرتوی x به این دلیل است که الکترون‌ها (پرتوی کاتدی) از طریق انتقال انرژی به الکترون‌های اتم‌های آند سبب کنده شدن بعضی از الکترون‌ها از تراز انرژی خود و جداشدن آنها از اتم می‌شود. اکنون یک الکترون دیگر از ترازهای بالاتر می‌تواند جای خالی الکترون کنده شده را پر کند که تفاوت سطح انرژی
این دو الکترون سبب گسیل پرتوی x می‌شود.

لوله‌ی اولیه

لوله‌های پرتوی ایکس که حاوی گاز هستند مشکلاتی دارند، مثلاً باعث ویژگی‌های متفاوت و ناپایداری در پرتوی ایکس تولید شده می‌شوند. زیرا الکترون‌های برخوردی به آند در هنگام تولید انرژی‌های متفاوتی دارند. همچنین در مسیر حرکت خود از طریق برخورد به مولکول‌های گاز درون لوله مقادیر متفاوتی از انرژی جنبشی خود را از دست می‌دهند و بنابراین در لحظه‌ی برخورد به آند، سطوح انرژی متفاوتی دارند که سبب گسیل پرتوهای x با طیفی از انرژی و فرکانس می‌شود. امروزه برای حل این مشکل از لوله‌های با خلأ بالا استفاده می‌شود که اولین بار در سال ۱۹۱۳ توسط کولیج طراحی شد. وی فشار گاز درون محفظه را تا exp(10) میلی بار کاهش داد و به جای کاتد سرد از یک فیلامان تنگستنی گرم استفاده کرد. فیلامان با برقراری جریان الکتریسیته داغ شده و پرتوی کاتدی گسیل می‌کند (گسیل ترمویونی). در اطراف فیلامان تنگستنی، قطعه‌ی فلزی شکافدار وهنلت (Cap Wehnelt) وجود دارد که باعث تمرکز پرتوی الکترونی روی آند می‌شود و همین امر نیز به گسیل پرتوی x پایدارتر کمک می‌کند. در لوله‌ی کولیج نیز همانند لوله‌های اولیه‌ی مولد پرتوی ایکس، برخورد پرتوی الکترونی (کاتدی) به آند موجب گسیل پرتوی پرانرژی ایکس از آند می‌شود. لازم به ذکر است در هر دو نوع لوله‌ی پرتوی ایکس، مقدار زیادی از انرژی جنبشی الکترون‌های برخوردی به آند به حرارت در آن تبدیل شده و بقیه‌ی آن موجب تولید پرتوی ایکس می‌شود.

لوله‌ی کولیج

۱۳۹۸-۷-۱۵ ۱۵:۴۰:۱۴ +۰۰:۰۰