엑스레이는 초대형 형태의 일반 광으로 빛의 속도로 직선으로 이동하지만 에너지가 매우 높습니다. 캐소드 튜브의 고 에너지 전자가 금속 성분에 부딪 칠 때, 이들은 방해 받고 추가 에너지를 방출하거나 타격 된 원자에서 전자를 킥오프시켜 재구성을 유발하여 에너지를 방출합니다. 두 경우 모두, 방출 된 에너지는 가시 광보보다 더 많은 에너지를 가진 전자기 방사선의 한 유형입니다.
우리의 눈이 엑스레이와 같은 전자기 방사선의 형태를 볼 수 있다면 사람이나 동물의 몸을 바라 보는 것은 전적으로 공학적 경험이 될 것입니다. 우리는 피부 내부와 바로 뼈로 바로 볼 수있을 것입니다. 아마도 우리 가이 능력을 가지고 있지 않다는 것이 좋지만 여전히 엑스레이의 이점을 얻을 수 있습니다. 그것들은 의료 진단에서 엄청나게 중요하며 과학 연구에 유용하며 여러 산업 응용 분야에 적합합니다. 정확히 엑스레이가 무엇인지, 어떻게 사용되는지에 대해 자세히 설명하기 전에 먼저 X- 레이의 발견 뒤에있는 리벳 팅 역사를 살펴 보겠습니다.
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X-ray의 발견
1895 년, 독일 물리학 자 빌헬름 로엔트겐 (Wilhelm Roentgen)은 음극 튜브 (전자 빔이 형광 표면을 켜는 유리 용기)로 실험하고있었습니다. 그런 다음 Roentgen은 형광등이 탈출되는 것을 방지하기 위해 튜브 주위에 골판지를 감았습니다. 잠시 후, 그는 이상한 것을 발견했습니다… 튜브 외부의 또 다른 화면이 빛나고있었습니다!
Wilhelm Roentgen (사진 크레디트 :Wikimedia Commons)
다시 말해, 보이지 않는 광선은 유리를 통해 새어서 골판지를 우회하고 외부 화면에 도달했습니다. Roentgen은 이러한 가벼운 광선이 무엇인지 알아낼 수 없었기 때문에 알 수없는 로 인해 자연, 그는 그들을 엑스레이라고 불렀습니다. 사실, Roentgen은 엑스레이에 대한 그의 발견으로 1901 년에 최초의 노벨상을 수상했습니다.
오늘날 우리는 몇 년 전 그의 실험실에서 무슨 일이 있었는지 알고 있습니다.
캐소드 튜브의 고 에너지 전자가 금속 성분에 부딪 칠 때, 이들은 방해 받고 추가 에너지를 방출하거나 타격 된 원자에서 전자를 킥오프시켜 재구성을 유발하여 에너지를 방출합니다. 두 경우 모두, 방출 된 에너지는 가시 광보보다 더 많은 에너지를 가진 전자기 방사선의 한 유형입니다.
x-ray
더 간단히 말해서, 엑스레이는 초대형 형태의 보통 빛입니다. 빛의 속도로 직선으로 이동하지만 에너지가 매우 높습니다.
종이에 엑스레이를 고정하고 측정 할 수 있다면 X- 선의 파장이 일반 광의 파장보다 수천 배나 짧았다는 것을 알게 될 것입니다. 이것은 주파수 (얼마나 자주 흔들리는 지)가 그에 따라 더 높다는 것을 의미합니다. 전자기파의 에너지는 해당 파의 빈도와 직접 관련이 있습니다. 고주파파 (3 × 1016 Hz ~ 3 × 1019Hz 범위) 인 X- 레이는 일반적인 광파보다 매우 활기차고 침투 적입니다. 결과적으로, 광파는 가로 지르는 능력이 제한되어있다. 단단한 (불투명 한) 재료에 부딪히면 더 나아가는 것이 멈 춥니 다. 그러나 엑스레이는 활력있는 성질 덕분에 일반 빛보다 훨씬 더 심오한 장소를 여행 할 수 있습니다. 그것들은 매우 많은 수의 전자 (더 높은 원자 수)를 가진 재료로 중지 할 수 있지만.
이제 엑스레이의 침투력과 한계를 자세히 살펴 보겠습니다.
평범한 빛과 관련하여, 우리는 유리 나 플라스틱과 같은 (투명한) 재료가 빛파가 쉽게 통과 할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 목재 및 금속과 같은 다른 (불투명 한) 재료는 광선을 흡수하여 더 나아가는 것을 방지합니다. 거의 같은 방식으로 X-ray가 통과 할 수있는 재료가있는 반면, 다른 것들은 X- 레이가 X- 선을 뿌리기 어렵게 만듭니다. 트랙에서 엑스레이가 완전히 죽지 않는 몇 가지 재료도 있습니다. 왜 이런 일이 발생합니까?
글쎄, 엑스레이가 재료에 들어가면 재료의 반대편에서 나오기 위해 많은 원자를 통해 강제로 길을 가야합니다. 엑스레이가 재료를 통과하기 위해 가장 큰 도전을 제기하는 것은 전자입니다. 전자가 많을수록 재료의 충돌 전자에 의해 점점 더 많은 에너지가 흡수되기 때문에 X- 레이가 이동하기가 더 어려워집니다. 그러나 X- 레이는 전자가 적은 물질을 통과 할 수있을 정도로 강합니다. 탄소 기반 분자로 만든 우리의 피부는 X- 선을 우회 할 수있는 재료의 아주 좋은 예입니다. 반대로, X- 선이 많은 전자 (더 높은 원자 수)로 강한 재료를 만날 때 차단됩니다. 82 개의 전자가있는 중금속 인 납 (PB)은 특히 X- 선을 멈추는 데 효과적입니다. 그렇기 때문에 X-ray Lab Technicians가 리드 앞치마를 착용하거나 리드 스크린 뒤에 서있는 것을 자주 볼 수 있습니다.
이제 우리는 이러한 형태의 전자기 방사선의 과학적 기초를 이해 했으므로 X- 레이의 가장 유용한 응용 분야를 살펴 보겠습니다.
(사진 크레딧 :Pexels)
X- 레이의 응용
의약품
엑스레이는 처음에 1 세기 전에 의약품에 대한 적용을 처음 발견했습니다. 오늘날 전 세계에서 매년 수백만 개의 X- 선 스캔이 수행됩니다. 그들은 진단 및 치료에 의학에서 가장 유용한 도구 중 하나입니다. 주로 칼슘으로 만든 뼈와 치아는 매우 단단하며 X- 레이가 통과 할 수 없습니다. 그러나, 우리의 피부와 근육은 연조직으로 만들어졌으며, 탄소, 수소, 산소 등과 같은 유기 물질로 구성되어 있으며, 모두 원자가가 낮으므로 엑스레이가 우회하기가 더 쉽다는 것을 의미합니다. 그렇기 때문에 엑스레이 보고서를 볼 때 신체 내부의 다양한 것들의 그림자처럼 보이지만 실제로 의료 진단에 매우 유용합니다. X- 선은 뼈의 골절, 세포의 종양 및 폐기종 및 결핵과 같은 특정 폐 상태를 감지 할 수 있습니다. 치과 의사는 엑스레이를 사용하여 입 안에서 일어나는 일을 이해하여 치아와 잇몸의 건강과 상태를 평가할 수 있으며 다른 기기/도구로 볼 수 없습니다.
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Jaw X-ray (이미지 크레딧 :MaxPixel)
보안
엑스레이가 우리 몸의 주요 영역을 스캔하는 데 도움이 될 수있는 것처럼 공항의 보안 검문소의 가방 내부의 내용을 확인하는 데 유용 할 수 있습니다. 엑스레이는 플라스틱이나 가죽과 같은 부드러운 재료를 통해 흐를 수 있지만 무거운 재료로 흡수되어 무거운 재료로 흡수됩니다. 무거운 재료는 종종 칼, 총 및 기타 무기를 포함한 탄약에 사용됩니다. 일반적으로 보안 담당자는 모니터링 컴퓨터 화면을 가지고 있는데,이 화면은 가방과 가방 내부를 실시간으로 통신하여 경찰관이 의심되는/금지 된 자료를 볼 수 있습니다.
보안 스캐너 (이미지 크레딧 :Flickr)
과학 연구
의학 외에도 X- 레이의 가장 초기 용도 중 하나는 재료의 내부 구조를 연구하는 것이 었습니다. X- 선의 빔이 결정에서 발사되면 원자는 빔을 정확한 방식으로 뿌려 결정의 내부 패턴의 가상 그림자를 주조합니다. 이런 식으로 연구원들은 원자 사이의 거리를 측정 할 수 있습니다. 이것을 Xray 결정학 또는 Xray 회절이라고합니다. 이 기술은 1950 년대 DNA 구조의 발견에 중요한 역할을했습니다.
