X Işınları ve Özellikleri

X Işınları ve Özellikleri

X ışınları normal ışın demetlerine benzer. Normal ışık nasıl cam gibi cisimlerden geçerse, x ışınları da birçok cismin içinden geçebilir. Ancak bu ışınların bir özelliği ışığın geçemediği bazı cisimlerden de geçebilmesidir. Bu özelliğinden dolayı x ışınları birçok bilim, endüstri ve tıp dallarında kullanılır.

Doktorlar x ışınlarını çok kullanırlar. Çünkü bu ışınlarla insanın iç organlarının fotoğrafı yani rötgeni çekilebilir. Kırık bir kemiğin röntgen filmini çekmek için hasta x ışınları üreten bir makinenin önünde durur. Filmi çekilecek organın arkasına film yerleştirilir. Makine birkaç saniye süreyle çalıştırılır. X ışınları deri ve et gibi yumuşak kısımlardan kolaylıkla geçerek filimde bu kısımların olduğu yerlerde karanlık alanlar oluştururlar. Ancak ışınlar kemik gibi sert kısımlardan aynı kolaylıkla geçemediklerinden, bu kısımlar filmde açık renk olarak görünür. Doktor böylece kemiğin kırık kısmını filmde görebilir.
Dişçilerde aynı şekilde dişlerin filmini alarak çürük olup olmadığını saptayabilirler. Sağlam bir diş x ışınlarını kolaylıkla geçirmez. Ancak içinde çürük kısımlar varsa buralardan ışınlar çok rahat geçeceklerinden bu kısımlar filmde koyu renkli olarak görülürler.

X ışınları kullanılarak çekilen bu tür filmlerin normal bir fotoğraf makinesiyle çekilmesi olanaksızdır; çünkü fotoğraf makinesi vücut organlarından geçmeyen ışıkla çalışır.

X ışınlarının meydana gelişi
Havuza bir taş atıldığı zaman, taşın su yüzeyine çarptığı noktada suların yukarı doğru sıçradığı görülür. Taş ne kadar hızlı atılırsa su o kadar yükseğe sıçrar. Bu olay,

taş hareket halindeyken üzerinde oluşan kinetik enerjinin bir sonucudur. Taş ne kadar hızlı hareket ederse, üzerindeki kinetik enerji de o kadar artar. Suya çarpıp yavaşladığında ise enerjisinin bir kısmını suya verdiği için, su bu enerji ile yukarı doğru sıçrar.
X ışınları da buna çok benzer bir şekilde oluşurlar. Taşın yerini elektron adı verilen çok ufak tanecikler, su yüzeyinin yerini ise metal gibi sert bir yüzey alır. Metal su gibi yukarıya doğru sıçramaz, ancak, oluşan x ışınları büyük bir hızla yayılırlar. ¡ks ışınlarını hareket eden elektronların metal yüzeye çarpması ile oluşan enerji meydana getirir.

X ışınları makinesinde özel bir tüp vardır. Cam ve metalden yapılmış olan bu tübün içinde hava yoktur. Hava olmamasının nedeni, havanın tübün içinden geçen elektronların hareketini yavaşlatmasıdır. Elektronlar tübün anod ve katod adı verilen iki ucu arasında hareket ederler.

İnce bir tel olan katod, içinden elektrik akımı geçirilerek ısıtılır. Katod ısıtıldığı anda elektron yaymaya başlar. Negatif elektrik yüklü olan elektronları pozitif elektrik yüklü olan herhangi bir şey çeker. Tübün içinde ise bu işi anod görür. Yassı bir metal parçası olan anod, katodun çıkardığı elektronları çeker. Elektronlar anoda yaklaştıkça hızları artar ve sonunda anoda çarparlar. Elektronların hızı anoddaki pozitif elektrik gücünün kuvvetine bağlıdır.

Elektrik akımı anoda tübün dışındaki bir elektrik kaynağından verilir. Bu kaynağın voltajı evlerde kullanılan 220 volttan çok daha yüksektir; birkaç bin ile birkaç milyon volt arasında değişir. Kullanılan voltaj genellikle televizyon tüplerinde veya elektron mikroskoplarında kullanılandan da fazladır. Bu aygıtlarda da elektronlar katoddan anoda geçtikleri için yüksek voltaj uygulanır. Elektronlar anodun yüzeyine çarpınca ani olarak yavaşlarlar ve hareketin oluşturduğu kinetik enerjinin hemen hepsi kaybolur. Enerjinin yüzde birden az bir kısmı x ışınlarına, geri kalanı ise ısıya dönüşür. Elektronlar anodu eritecek kadar ısıtırlar. Bunu önlemek için x ışınları makinesinde anodu soğutacak başka düzenler de bulunur. Tüpteki voltaj ne kadar fazla olursa, x ışınlarının enerjisi o kadar artar. Voltaj 20 000’in altında ise oluşan ışınlara yumuşak x ışınları, 20 000’in üstünde ise sert x ışınları adı verilir. Sert ışınlar daha çok kullanılır, x ışınları ince bir cam yoluyla tüpten dışarı çıkarlar. Tübün bu camın dışında kalan kısmı kalın bir kurşun tabaka ile kaplanmıştır. Bu şekilde tüpde oluşan diğer x ışınlarının dışarı çıkması ve kaybedilmesi önlendiği gibi, çevre de ışınların etkisinden korunmuş olur.

X ışınlarının niteliği
Elektronlar anodda yavaşladığında x ışını oluşmasının nedeni, elektronların taşıdığı elektrik akımıdır. Elektrik yüklü bir taneciğin hareketi hızlandırıldığı veya yavaşlatıl-dığı zaman, bu parça enerjiyi ışınım olarak dışarı verir. Küçük dalgalardan oluşan ışınıma eiektro-magnetik dalgalar adı da verilir; çünkü bu dalgalar elektrxel ve magnetik alanlardan meydana gelir. Bu dalgalar cisimlerin içinde ve boşlukta da hareket edebilirler

Işınların birçoğu gibi, x ışınları da elektromagnetik ışınım dalgalarıdır. Başka elektromagnetik ışınım dalgaları arasında radyo dalgalarını, ışık dalgalarını ve gamma ışınlarını sayabiliriz. Bütün bu ışınların hızı saniyede 300 000 kilometre olup

ışık hızına eşittir. Ancak dalga uzunlukları farklıdır. Dalga uzunluğu, birbiri ardından oluşan iki dalganın en yüksek noktaları arasındaki uzaklıktır. Radyo dalgalarının uzunluğu yüzlerce metre ile, santimetrenin yüzde biri arasında değişir. Gözle görülen ışığın dalga uzunluğu santimetrenin milyonda biri kadardır, x ışınlarının dalga uzunluğu ise, ışığın dalga uzunluğunun yüzde biri kadar olur.

Dalga uzunluğu ne kadar kısa olursa, enerji o kadar fazla olur. Buna göre x ışınlarının enerjisi normal ışınların oluşturduğu enerjiden çok daha fazladır, x ışınlarının normal ışığın geçemediği cisimlerden geçmesinin nedeni de budur. Ancak x ışınları da, örneğin yeteri kadar kalın olan bir kurşun tabakasının içinden geçemezler. Bu durumda enerji, cismi oluşturan tanecikler tarafından yutulmuş olur.

x ışınlarını oluşturan olay sadece yavaşlayan elektronlar değildir. X ışınları başka bir yoldan da elde edilebilirler. Elektronlar anoda çarpınca anodu oluşturan çok küçük tanecikler olan atom- ların bir kısmı iyonlara ayrılabilir. Atomun yapısında daha küçük tanecikler olan elektronlar da bulunduğundan, x ışınları tüpünün içinde hareket eden elektronlar anodun atomlarına çarparsa, atomun içindeki elektronlardan biri atomun dışına çıkar ve atom iyona dönüşür.

Atom, elektronlarından birini kaybettiği zaman, kaybolan elektronun yerini atomun içindeki başka bir elektron alabilir. Bu olay sırasında açığa çıkan elektromagnetik ışınım x ışınlarını oluşturur.

x ışınları tübündeki elektronlar çarptıkları atomlara enerji verirler. Atomlar böylece iyonla-şacak kadar enerji kazanırlar. Atomlarda kalan elektronlar yer değiştirmeye başlayınca bu enerji kaybolur ve anoddan çıkan x ışınlarına dönüşür.

x ışınları tüpünün içinde yukarıdaki süreçlerin her ikisi de aynı zamanda oluşabilir. Ancak iyonlaşma yoluyla oluşan x ışınlarının toplam enerjisi çok azdır. Kullanılabilen x ışınları enerjisinin büyük çoğunluğu tüpteki elektronların anotta yavaşlaması sırasında elde edilir, x ışınları tübünde oluşan x ışınları enerjisinin miktarı kısmen anodun yapıldığı maddeye de bağlıdır. Bu madde hafif atomlardan oluşuyorsa hareket halindeki elektronları pek fazla yavaşla-tamaz. Ağır atomlar ise hızı kolaylıkla kesebilirler. Bu nedenle anod tungsten gibi atom ağırlığı fazla olan maddelerden yapılır.

X ışınlarının bulunuşu
X ışınlarına eskiden röntgen ışınları adı verilirdi. Bu ad, x ışınlarını bulan Alman fizik bilgini Wilhelm Konrad Roent-gen’in adından gelmektedir. Roentgen x ışınlarını 1895 yılında yaptığı deneyler sırasında bir rastlantı sonucunda bulmuştur.

Roentgen, katod kısmından zayıf bir elektron demeti üreten bir tüple deneyler yapmaktaydı. Bu tüp modern x ışınları tübüne benziyordu,

ama belirli bir anod kısmı yoktu. Çıkan elektronlar tübün cam duvarına çarpıyordu. Ancak bu olay, bir miktar x ışınının oluşmasına yetiyordu. Tüpten çıkan x ışınları bir rastlantı sonucu baryum kaplı bir levhaya çarpınca, levha parıldadı. X ışınları levhanın üzerinde bulunan atomların ışık çıkarmasına neden olmuştu. Buna dikkat eden Roentgen, tüpte yeni bir tür ışınım oluştuğunu anladı ve x harfi bilinmeyeni simgelediği için bu yeni ışınlara x ışınları adını verdi. Roentgen kısa sürede x ışınları konusunda birçok önemli şey öğrendi. Hattâ bu tübü insan vücudundaki kemiklerin ilk resimlerini çekmekte de kullandı. Ancak başlangıçta x ışınlarının normal ışık gibi dalgalardan oluştuğu bilinmiyordu. Çünkü bu ışınlar ışık gibi yansıma ve kırılma özelliklerine sahip değildi. Bunun nedeni ise o devirde kullanılan aygıtların yeteri kadar gelişmiş olmamasıydı. x ışınlarının enerjisi normal ışığa oranla çok daha fazla olduğundan, kırılmaları da çok daha zordur. Bu nedenle x ışınlarını normal ışık gibi büyüteç veya aynalar kullanarak belirli bir yere yöneltmek olanaksızdır.

Ancak x ışınları da özel yöntemlerle kırılabilir. Dalga uzunlukları çok kısa olduğundan, kırılabil-meleri için çok dar aralıklardan geçirilmeleri gerekir. Bu derece dar aralıklar kristal maddesinin atomları arasında bulunduğundan, x ışınları kristalden geçirilerek kırılır ve ışınları oluşturan moleküllerin düzeni incelenir, x ışınları, bulunmalarından kısa süre sonra, doktorlar tarafından kullanılmaya başlandı. Bu ışınların tıpta kullanılması sadece kırık bir kemiğin durumunu saptamaya yaramaz, x ışınları

ilâçlar

Bir hastalığı iyi etmek için kullanılan maddelere ilâç denilir, ilâç, vücutta bazı değişmelere yol açan bir kimyasal maddedir, ilâçların vücutta etkimelerini inceleyen bilim dalına eczacılık adı verilir.

Günümüzde ilâç yapımcıları, ya da daha doğru bir deyimle eczacılar ilâçları dört gruba ayırırlar. Bunlardan ilki hastalıkları iyileştiren ilâçlar grubudur. Pek çok hastalığa iyi gelen penisilin bu gruba giren ilâçlardan biridir, ikinci gruptaki ilâçlar ise iyileştirici güçte olmamakla beraber hastayı rahatlatırlar; örneğin aspirin gibi. Aspirin baş-ağrısmın geçirir, ancak başağrısına sebep olan etkeni ortadan kaldırmaz. Başağrıları genellikle birkaç saat içinde geçtiğinden tedavi gerekmez ve aspirin bu süre içinde yardımcı bir ilâç görevi görür.

Üçüncü grubu oluşturan zehirler de vücutta değişikliklere yol açtıkları için ilâç olarak kabul edilirler. Hava ve besin maddelerinin endüstri ve tarım alanlarında kullanılan kimyasal maddelerle kirlenmesi sorununun ortaya çıkması ile zehirler daha da önem kazanmıştır.
aynı zamanda vücutta bulunan katı haldeki bir yabancı maddeyi, örneğin bir çocuğun kaza ile yuttuğu para gibi bir cismi veya kanserli hücreleri de gösterir. Genellikle hastalıklı dokular normal dokulara oranla ışınların daha büyük bir bölümünü emerek, çıkan filmde farklı kısımlar oluştururlar. Dokuların filmlerinde görülen bu farklılıklar uzmanlar tarafından incelenir ve değerlendirilir. Hastalıklı dokuya yeteri kadar enerjisi olan x ışınları verilirse hastalıklı hücrelerin yok edilmesi ve hastalığın kontrol altına alınması olanağı davardır. Bu tedavi yöntemine ışın tedavisi (radyoterapi) adı verilir. Bu yöntem günümüzde çok kullanılmaktadır. Ancak x ışınları sağlam dokulara da zarar verdiğinden, kullanılacak ışınların dozu çok iyi ayarlanmalı ve kimseye gereksiz şekilde x ışını verilmemelidir, x ışınları kullanılarak fotoğraf çekilmesine radyografi adı verilir. Radyografi endüstri ve tıpta çok kullanılmaktadır. Radyografi yoluyla bir makinenin kapalı metal kısımlarının sağlam ve iyi yapılmış olup olmadığı, uçak yolcularının üzerinde ve eşyaları arasmda saklı silah veya bombalar bulunup bulunmadığı kolayca anlaşılabilir. Astronomi bilginleri yıldız ışıkları va radyo dalgaları gibi x ışınlarının da uzaydan yeryüzüne gönderilebildiğini saptamışlardır. Uzayda x ışınları, tübün içinde olduğu gibi elektrik yüklü moleküllerin hızlanması veya yavaşlaması sonucunda oluşmaktadır. Uzayda bulunan bazı cisimler çok büyük miktarlarda x ışını enerjisi yaymaktadırlar. Bu cisimlerin bu kadar fazla enerji yaymalarının nedenini bilim adamları henüz çözememişlerdir.

Yorum yazın