हम एक्स-रे के बारे में क्या जानते हैं?

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

19वीं शताब्दी में, मानव आंखों के लिए अदृश्य विकिरण, मांस और अन्य सामग्रियों से गुजरने में सक्षम, कुछ पूरी तरह से शानदार लग रहा था। अब, एक्स-रे का व्यापक रूप से चिकित्सा चित्र बनाने, विकिरण चिकित्सा करने, कला के कार्यों का विश्लेषण करने और परमाणु ऊर्जा समस्याओं को हल करने के लिए उपयोग किया जाता है।

एक्स-रे विकिरण की खोज कैसे हुई और यह लोगों की मदद कैसे करती है - हम भौतिक विज्ञानी अलेक्जेंडर निकोलाइविच डोलगोव के साथ मिलकर पता लगाते हैं।

एक्स-रे की खोज

उन्नीसवीं शताब्दी के अंत से, विज्ञान ने दुनिया की तस्वीर को आकार देने में एक मौलिक रूप से नई भूमिका निभानी शुरू कर दी। एक सदी पहले, वैज्ञानिकों की गतिविधियाँ एक शौकिया और निजी प्रकृति की थीं। हालांकि, 18वीं शताब्दी के अंत तक, वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति के परिणामस्वरूप, विज्ञान एक व्यवस्थित गतिविधि में बदल गया जिसमें कई विशेषज्ञों के योगदान के लिए हर खोज संभव हो गई।

वैज्ञानिक उपलब्धियों और तकनीकी नवाचारों के लिए कॉपीराइट की मान्यता के लिए अनुसंधान संस्थान, समय-समय पर वैज्ञानिक पत्रिकाएं दिखाई देने लगीं, प्रतिस्पर्धा और संघर्ष शुरू हो गया। ये सभी प्रक्रियाएं जर्मन साम्राज्य में हुईं, जहां 19वीं शताब्दी के अंत तक कैसर ने वैज्ञानिक उपलब्धियों को प्रोत्साहित किया जिसने विश्व मंच पर देश की प्रतिष्ठा को बढ़ाया।

इस अवधि के दौरान उत्साह के साथ काम करने वाले वैज्ञानिकों में से एक भौतिकी के प्रोफेसर, यूनिवर्सिटी ऑफ वुर्जबर्ग विल्हेम कोनराड रोएंटजेन के रेक्टर थे। 8 नवंबर, 1895 को, वह प्रयोगशाला में देर से रुके, जैसा कि अक्सर होता था, और ग्लास वैक्यूम ट्यूबों में विद्युत निर्वहन का एक प्रयोगात्मक अध्ययन करने का निर्णय लिया। उन्होंने कमरे में अंधेरा कर दिया और एक ट्यूब को अपारदर्शी काले कागज में लपेट दिया ताकि निर्वहन के साथ होने वाली ऑप्टिकल घटनाओं का निरीक्षण करना आसान हो सके। मुझे आश्चर्य करने के लिए

रोएंटजेन ने बेरियम साइनोप्लाटिनाइट क्रिस्टल के साथ कवर की गई स्क्रीन पर एक फ्लोरोसेंस बैंड देखा। यह संभावना नहीं है कि एक वैज्ञानिक तब कल्पना कर सकता था कि वह अपने समय की सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक खोजों में से एक के कगार पर था। अगले साल, एक्स-रे के बारे में एक हजार से अधिक प्रकाशन लिखे जाएंगे, डॉक्टर तुरंत आविष्कार को सेवा में ले लेंगे, इसके लिए धन्यवाद, भविष्य में रेडियोधर्मिता की खोज की जाएगी और विज्ञान की नई दिशाएं दिखाई देंगी।

रोएंटजेन ने अगले कुछ हफ्तों को अतुलनीय चमक की प्रकृति की जांच के लिए समर्पित किया और पाया कि जब भी वह ट्यूब पर करंट लगाता है तो प्रतिदीप्ति दिखाई देती है। ट्यूब विकिरण का स्रोत था, न कि विद्युत सर्किट का कोई अन्य भाग। यह नहीं जानते कि वह क्या सामना कर रहा था, रोएंटजेन ने इस घटना को एक्स-रे, या एक्स-रे के रूप में नामित करने का फैसला किया। इसके अलावा रोएंटजेन ने पाया कि यह विकिरण वस्तु की मोटाई और पदार्थ के घनत्व के आधार पर लगभग सभी वस्तुओं को अलग-अलग गहराई तक भेद सकता है।

इस प्रकार, डिस्चार्ज ट्यूब और स्क्रीन के बीच एक छोटी सी लीड डिस्क एक्स-रे के लिए अभेद्य निकली, और हाथ की हड्डियों ने स्क्रीन पर एक गहरा छाया डाला, जो नरम ऊतकों से हल्की छाया से घिरा हुआ था। जल्द ही वैज्ञानिक ने पाया कि एक्स-रे न केवल बेरियम सायनोप्लाटिनाइट से ढकी स्क्रीन की चमक का कारण बनते हैं, बल्कि उन जगहों पर फोटोग्राफिक प्लेटों (विकास के बाद) का काला पड़ना भी होता है, जहां एक्स-रे फोटोग्राफिक इमल्शन पर गिरे थे।

अपने प्रयोगों के दौरान, रोएंटजेन को विश्वास हो गया था कि उन्होंने विज्ञान के लिए अज्ञात विकिरण की खोज की है। 28 दिसंबर, 1895 को, उन्होंने एनल्स ऑफ फिजिक्स एंड केमिस्ट्री जर्नल में एक लेख "ऑन ए न्यू टाइप रेडिएशन" में शोध के परिणामों की सूचना दी।उसी समय, उन्होंने वैज्ञानिकों को अपनी पत्नी अन्ना बर्था लुडविग के हाथ की तस्वीरें भेजीं, जो बाद में प्रसिद्ध हुईं।

रोएंटजेन के पुराने दोस्त, ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी फ्रांज एक्सनर के लिए धन्यवाद, वियना के निवासियों ने 5 जनवरी, 1896 को डाई प्रेसे अखबार के पन्नों पर इन तस्वीरों को सबसे पहले देखा था। अगले ही दिन, उद्घाटन के बारे में जानकारी लंदन क्रॉनिकल अखबार को भेज दी गई। इसलिए रॉन्टगन की खोज धीरे-धीरे लोगों के दैनिक जीवन में प्रवेश करने लगी। व्यावहारिक अनुप्रयोग लगभग तुरंत पाया गया: 20 जनवरी, 1896 को, न्यू हैम्पशायर में, डॉक्टरों ने एक नई नैदानिक विधि - एक एक्स-रे का उपयोग करके एक टूटे हुए हाथ से एक व्यक्ति का इलाज किया।

एक्स-रे का प्रारंभिक उपयोग

कई वर्षों के दौरान, अधिक सटीक संचालन के लिए एक्स-रे छवियों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाने लगा है। अपने उद्घाटन के 14 दिन बाद ही, फ्रेडरिक ओटो वाल्खोफ ने पहला दंत एक्स-रे लिया। और उसके बाद, उन्होंने फ़्रिट्ज़ गिज़ेल के साथ मिलकर दुनिया की पहली दंत एक्स-रे प्रयोगशाला की स्थापना की।

इसकी खोज के 5 साल बाद 1900 तक, निदान में एक्स-रे के उपयोग को चिकित्सा पद्धति का एक अभिन्न अंग माना जाता था।

पेंसिल्वेनिया के सबसे पुराने अस्पताल द्वारा संकलित आँकड़ों को एक्स-रे विकिरण पर आधारित प्रौद्योगिकियों के प्रसार का संकेत माना जा सकता है। उनके अनुसार, 1900 में, केवल 1-2% रोगियों को ही एक्स-रे की मदद मिली, जबकि 1925 तक पहले से ही 25% रोगियों को मदद मिली।

उस समय एक्स-रे का उपयोग बहुत ही असामान्य तरीके से किया जाता था। उदाहरण के लिए, उनका उपयोग बालों को हटाने की सेवाएं प्रदान करने के लिए किया जाता था। लंबे समय तक, इस विधि को अधिक दर्दनाक - संदंश या मोम की तुलना में बेहतर माना जाता था। इसके अलावा, एक्स-रे का उपयोग जूता फिटिंग वाले उपकरणों में किया गया है - फ्लोरोस्कोप (पेडोस्कोप) पर प्रयास करें। ये पैरों के लिए एक विशेष पायदान के साथ एक्स-रे मशीनें थीं, साथ ही खिड़कियां भी थीं जिनके माध्यम से ग्राहक और विक्रेता मूल्यांकन कर सकते थे कि जूते कैसे बैठे।

आधुनिक सुरक्षा के दृष्टिकोण से एक्स-रे इमेजिंग का प्रारंभिक उपयोग कई प्रश्न उठाता है। समस्या यह थी कि एक्स-रे की खोज के समय, विकिरण और उसके परिणामों के बारे में व्यावहारिक रूप से कुछ भी ज्ञात नहीं था, यही कारण है कि नए आविष्कार का उपयोग करने वाले अग्रदूतों को अपने स्वयं के अनुभव में इसके हानिकारक प्रभावों का सामना करना पड़ा। बढ़े हुए जोखिम के नकारात्मक परिणाम 19वीं सदी के मोड़ पर एक सामूहिक घटना बन गई। XX सदी, और लोगों को धीरे-धीरे एक्स-रे के नासमझ उपयोग के खतरों का एहसास होने लगा।

एक्स-रे की प्रकृति

एक्स-रे विकिरण विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसमें ~ 100 ईवी से 250 केवी तक फोटॉन ऊर्जा होती है, जो पराबैंगनी विकिरण और गामा विकिरण के बीच विद्युत चुम्बकीय तरंगों के पैमाने पर होती है। यह प्राकृतिक विकिरण का हिस्सा है जो रेडियोआइसोटोप में होता है जब तत्वों के परमाणु इलेक्ट्रॉनों, अल्फा कणों या गामा क्वांटा की एक धारा से उत्तेजित होते हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉनों को परमाणु के इलेक्ट्रॉन गोले से निकाल दिया जाता है। एक्स-रे विकिरण तब होता है जब आवेशित कण त्वरण के साथ गति करते हैं, विशेष रूप से, जब किसी पदार्थ के परमाणुओं के विद्युत क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों का अवक्रमण होता है।

नरम और कठोर एक्स-रे प्रतिष्ठित हैं, सशर्त सीमा जिसके बीच तरंग दैर्ध्य पैमाने पर लगभग 0.2 एनएम है, जो लगभग 6 केवी की फोटॉन ऊर्जा से मेल खाती है। एक्स-रे विकिरण अपनी छोटी तरंग दैर्ध्य और आयनीकरण के कारण दोनों में प्रवेश कर रहा है, क्योंकि किसी पदार्थ से गुजरते समय, यह इलेक्ट्रॉनों के साथ बातचीत करता है, उन्हें परमाणुओं से बाहर निकालता है, जिससे उन्हें आयनों और इलेक्ट्रॉनों में तोड़ दिया जाता है और पदार्थ की संरचना को बदल दिया जाता है। जो यह कार्य करता है।

एक्स-रे प्रतिदीप्ति नामक एक रासायनिक यौगिक को चमकने का कारण बनते हैं।उच्च-ऊर्जा फोटॉन के साथ नमूने के परमाणुओं को विकिरणित करने से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन होता है - वे परमाणु को छोड़ देते हैं। एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स में, "छेद" बनते हैं - रिक्तियां, जिसके कारण परमाणु उत्तेजित अवस्था में चले जाते हैं, अर्थात वे अस्थिर हो जाते हैं। एक सेकंड के दस लाखवें भाग के बाद, परमाणु एक स्थिर अवस्था में लौट आते हैं, जब आंतरिक कक्षकों में रिक्तियां बाहरी कक्षकों के इलेक्ट्रॉनों से भर जाती हैं।

यह संक्रमण एक द्वितीयक फोटॉन के रूप में ऊर्जा के उत्सर्जन के साथ होता है, इसलिए प्रतिदीप्ति उत्पन्न होती है।

एक्स-रे खगोल विज्ञान

पृथ्वी पर, हम शायद ही कभी एक्स-रे का सामना करते हैं, लेकिन यह अक्सर अंतरिक्ष में पाया जाता है। वहां यह कई अंतरिक्ष पिंडों की गतिविधि के कारण स्वाभाविक रूप से होता है। इससे एक्स-रे खगोल विज्ञान संभव हुआ। एक्स-रे फोटॉन की ऊर्जा ऑप्टिकल वाले की तुलना में बहुत अधिक है, इसलिए, एक्स-रे रेंज में यह अत्यधिक उच्च तापमान तक गर्म पदार्थ का उत्सर्जन करता है।

एक्स-रे विकिरण के ये ब्रह्मांडीय स्रोत हमारे लिए प्राकृतिक पृष्ठभूमि विकिरण का ध्यान देने योग्य हिस्सा नहीं हैं और इसलिए किसी भी तरह से लोगों को खतरा नहीं है। एकमात्र अपवाद सुपरनोवा विस्फोट के रूप में कठोर विद्युत चुम्बकीय विकिरण का ऐसा स्रोत हो सकता है, जो सौर मंडल के काफी करीब हुआ।

कृत्रिम रूप से एक्स-रे कैसे बनाएं?

एक्स-रे उपकरणों का अभी भी व्यापक रूप से गैर-विनाशकारी इंट्रोस्कोपी (चिकित्सा में एक्स-रे छवियों, प्रौद्योगिकी में दोष का पता लगाने) के लिए उपयोग किया जाता है। उनका मुख्य घटक एक एक्स-रे ट्यूब है, जिसमें एक कैथोड और एक एनोड होता है। ट्यूब इलेक्ट्रोड एक उच्च वोल्टेज स्रोत से जुड़े होते हैं, आमतौर पर दसियों या सैकड़ों हजारों वोल्ट। गर्म होने पर, कैथोड इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है, जो कैथोड और एनोड के बीच उत्पन्न विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित होते हैं।

एनोड से टकराने पर, इलेक्ट्रॉन कम हो जाते हैं और अपनी अधिकांश ऊर्जा खो देते हैं। इस मामले में, एक्स-रे रेंज का ब्रेम्सस्ट्रालंग विकिरण प्रकट होता है, लेकिन इलेक्ट्रॉन ऊर्जा का प्रमुख हिस्सा गर्मी में परिवर्तित हो जाता है, इसलिए एनोड ठंडा हो जाता है।

स्थिर या स्पंदित क्रिया की एक्स-रे ट्यूब अभी भी एक्स-रे विकिरण का सबसे व्यापक स्रोत है, लेकिन यह केवल एक से बहुत दूर है। उच्च-तीव्रता वाले विकिरण दालों को प्राप्त करने के लिए, उच्च-वर्तमान डिस्चार्ज का उपयोग किया जाता है, जिसमें प्रवाहित धारा के प्लाज्मा चैनल को वर्तमान के अपने चुंबकीय क्षेत्र - तथाकथित पिंचिंग द्वारा संकुचित किया जाता है।

यदि डिस्चार्ज प्रकाश तत्वों के माध्यम में होता है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन माध्यम में, तो यह डिस्चार्ज में ही उत्पन्न होने वाले विद्युत क्षेत्र द्वारा इलेक्ट्रॉनों के प्रभावी त्वरक की भूमिका निभाता है। यह निर्वहन बाहरी वर्तमान स्रोत द्वारा उत्पन्न क्षेत्र से काफी अधिक हो सकता है। इस प्रकार, उत्पन्न क्वांटा (सैकड़ों किलोइलेक्ट्रॉनवोल्ट) की उच्च ऊर्जा के साथ कठोर एक्स-रे विकिरण के दालों को प्राप्त किया जाता है, जिनमें उच्च मर्मज्ञ शक्ति होती है।

विस्तृत वर्णक्रमीय श्रेणी में एक्स-रे प्राप्त करने के लिए, इलेक्ट्रॉन त्वरक - सिंक्रोट्रॉन का उपयोग किया जाता है। उनमें, एक कुंडलाकार वैक्यूम कक्ष के अंदर विकिरण बनता है, जिसमें उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का एक संकीर्ण निर्देशित बीम, लगभग प्रकाश की गति से त्वरित होता है, एक गोलाकार कक्षा में चलता है। घूर्णन के दौरान, एक चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में, उड़ने वाले इलेक्ट्रॉन एक विस्तृत स्पेक्ट्रम में कक्षा में स्पर्शरेखा के रूप में फोटॉन के बीम का उत्सर्जन करते हैं, जिनमें से अधिकतम एक्स-रे रेंज पर पड़ता है।

एक्स-रे का पता कैसे लगाया जाता है

लंबे समय तक, एक्स-रे विकिरण का पता लगाने और मापने के लिए कांच की प्लेट या पारदर्शी बहुलक फिल्म की सतह पर लागू फॉस्फोर या फोटोग्राफिक इमल्शन की एक पतली परत का उपयोग किया जाता था।एक्स-रे विकिरण की कार्रवाई के तहत स्पेक्ट्रम की ऑप्टिकल रेंज में पहला चमक गया, जबकि रासायनिक प्रतिक्रिया की कार्रवाई के तहत फिल्म में कोटिंग की ऑप्टिकल पारदर्शिता बदल गई।

वर्तमान में, इलेक्ट्रॉनिक डिटेक्टरों का उपयोग अक्सर एक्स-रे विकिरण को पंजीकृत करने के लिए किया जाता है - ऐसे उपकरण जो विद्युत पल्स उत्पन्न करते हैं जब विकिरण की मात्रा डिटेक्टर की संवेदनशील मात्रा में अवशोषित हो जाती है। वे अवशोषित विकिरण की ऊर्जा को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करने के सिद्धांत में भिन्न हैं।

इलेक्ट्रॉनिक पंजीकरण के साथ एक्स-रे डिटेक्टरों को आयनीकरण में विभाजित किया जा सकता है, जिसकी क्रिया किसी पदार्थ के आयनीकरण पर आधारित होती है, और विकिरण सहित रेडिओल्यूमिनसेंट, आयनकारी विकिरण की क्रिया के तहत किसी पदार्थ के ल्यूमिनेसिसेंस का उपयोग करते हुए। आयनीकरण डिटेक्टर, बदले में, पता लगाने के माध्यम के आधार पर गैस से भरे और अर्धचालक में विभाजित होते हैं।

गैस से भरे डिटेक्टरों के मुख्य प्रकार आयनीकरण कक्ष, गीजर काउंटर (गीजर-मुलर काउंटर) और आनुपातिक गैस डिस्चार्ज काउंटर हैं। काउंटर के काम के माहौल में प्रवेश करने वाले विकिरण क्वांटा गैस के आयनीकरण और वर्तमान के प्रवाह का कारण बनते हैं, जिसे दर्ज किया जाता है। अर्धचालक डिटेक्टर में, विकिरण क्वांटा की क्रिया के तहत इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े बनते हैं, जो डिटेक्टर के शरीर के माध्यम से विद्युत प्रवाह के प्रवाह को भी संभव बनाता है।

एक वैक्यूम डिवाइस में जगमगाहट काउंटर का मुख्य घटक एक फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब (पीएमटी) है, जो विकिरण को चार्ज कणों की एक धारा में परिवर्तित करने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करता है और उत्पन्न चार्ज कणों की धारा को बढ़ाने के लिए माध्यमिक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन की घटना का उपयोग करता है। फोटोमल्टीप्लायर में एक फोटोकैथोड और अनुक्रमिक त्वरित इलेक्ट्रोड - डायनोड्स की एक प्रणाली होती है, जिसके प्रभाव पर त्वरित इलेक्ट्रॉन गुणा करते हैं।

द्वितीयक इलेक्ट्रॉन गुणक एक खुला निर्वात उपकरण है (केवल निर्वात स्थितियों के तहत संचालित होता है), जिसमें इनपुट पर एक्स-रे विकिरण प्राथमिक इलेक्ट्रॉनों की एक धारा में परिवर्तित हो जाता है और फिर इलेक्ट्रॉनों के द्वितीयक उत्सर्जन के कारण प्रवर्धित होता है क्योंकि वे गुणक चैनल में फैलते हैं.

माइक्रोचैनल प्लेट, जो प्लेट डिटेक्टर में प्रवेश करने वाले अलग-अलग सूक्ष्म चैनलों की एक बड़ी संख्या है, एक ही सिद्धांत के अनुसार काम करते हैं। वे अतिरिक्त रूप से स्थानिक संकल्प प्रदान कर सकते हैं और एक्स-रे विकिरण के डिटेक्टर पर फ्लक्स घटना के क्रॉस-सेक्शन की एक ऑप्टिकल छवि का निर्माण कर सकते हैं, एक अर्ध-पारदर्शी स्क्रीन के आउटगोइंग इलेक्ट्रॉन प्रवाह पर एक फॉस्फर जमा करके बमबारी कर सकते हैं।

चिकित्सा में एक्स-रे

भौतिक वस्तुओं के माध्यम से चमकने के लिए एक्स-रे की क्षमता न केवल लोगों को सरल एक्स-रे बनाने की क्षमता देती है, बल्कि अधिक उन्नत नैदानिक उपकरणों की संभावनाएं भी खोलती है। उदाहरण के लिए, यह कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) के केंद्र में है।

एक्स-रे स्रोत और रिसीवर उस रिंग के अंदर घूमते हैं जिसमें रोगी रहता है। शरीर के ऊतक एक्स-रे को कैसे अवशोषित करते हैं, इस पर प्राप्त डेटा को कंप्यूटर द्वारा 3 डी छवि में फिर से संगठित किया जाता है। स्ट्रोक के निदान के लिए सीटी विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, और हालांकि यह मस्तिष्क के चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग से कम सटीक है, इसमें बहुत कम समय लगता है।

एक अपेक्षाकृत नई दिशा, जो अब सूक्ष्म जीव विज्ञान और चिकित्सा में विकसित हो रही है, नरम एक्स-रे विकिरण का उपयोग है। जब एक जीवित जीव पारभासी होता है, तो यह रक्त वाहिकाओं की एक छवि प्राप्त करना, कोमल ऊतकों की संरचना का विस्तार से अध्ययन करना और यहां तक कि सेलुलर स्तर पर सूक्ष्मजीवविज्ञानी अध्ययन करना संभव बनाता है।

एक एक्स-रे माइक्रोस्कोप भारी तत्वों के प्लाज्मा में एक चुटकी-प्रकार के निर्वहन से विकिरण का उपयोग करके एक जीवित कोशिका की संरचना के ऐसे विवरण देखना संभव बनाता है,जिसे विशेष रूप से तैयार सेलुलर संरचना में भी इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप द्वारा नहीं देखा जा सकता है।

घातक ट्यूमर के इलाज के लिए उपयोग की जाने वाली विकिरण चिकित्सा के प्रकारों में से एक कठोर एक्स-रे का उपयोग करता है, जो इसके आयनकारी प्रभाव के कारण संभव हो जाता है, जो एक जैविक वस्तु के ऊतक को नष्ट कर देता है। इस मामले में, एक इलेक्ट्रॉन त्वरक का उपयोग विकिरण स्रोत के रूप में किया जाता है।

प्रौद्योगिकी में रेडियोग्राफी

नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन की समस्या को हल करने के उद्देश्य से शोध में सॉफ्ट एक्स-रे का उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया शुरू करने के लिए, आपको इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज से नरम एक्स-रे के साथ एक छोटे ड्यूटेरियम और ट्रिटियम लक्ष्य को विकिरणित करके और इस लक्ष्य के खोल को तुरंत प्लाज्मा अवस्था में गर्म करके एक रिकॉइल शॉक वेव बनाने की आवश्यकता है।

यह तरंग लक्ष्य सामग्री को ठोस के घनत्व से हजारों गुना अधिक घनत्व तक संकुचित करती है, और इसे थर्मोन्यूक्लियर तापमान तक गर्म करती है। थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन ऊर्जा का विमोचन थोड़े समय में होता है, जबकि गर्म प्लाज्मा जड़ता से बिखर जाता है।

पारभासी की क्षमता संभव रेडियोग्राफी बनाती है - एक इमेजिंग तकनीक जो आपको धातु से बनी एक अपारदर्शी वस्तु की आंतरिक संरचना को प्रदर्शित करने की अनुमति देती है, उदाहरण के लिए। आंख से यह निर्धारित करना असंभव है कि क्या पुल संरचनाओं को मजबूती से वेल्ड किया गया है, क्या गैस पाइपलाइन पर सीवन वायुरोधी है और क्या रेल एक दूसरे से कसकर फिट होते हैं।

इसलिए, उद्योग में, एक्स-रे का उपयोग दोष का पता लगाने के लिए किया जाता है - किसी वस्तु या उसके व्यक्तिगत तत्वों के मुख्य कार्य गुणों और मापदंडों की विश्वसनीयता की निगरानी करना, जिसके लिए वस्तु को सेवा से बाहर करने या इसे नष्ट करने की आवश्यकता नहीं होती है।

एक्स-रे फ्लोरेसेंस स्पेक्ट्रोमेट्री फ्लोरोसेंस के प्रभाव पर आधारित है - विभिन्न मूल के पदार्थों में 0,0001 से 100% की सीमा में बेरिलियम से यूरेनियम तक तत्वों की सांद्रता निर्धारित करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक विश्लेषण विधि।

जब एक नमूना एक्स-रे ट्यूब से विकिरण के एक शक्तिशाली प्रवाह के साथ विकिरणित होता है, तो परमाणुओं की विशेषता फ्लोरोसेंट विकिरण दिखाई देती है, जो नमूने में उनकी एकाग्रता के समानुपाती होती है। वर्तमान में, व्यावहारिक रूप से प्रत्येक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एक्स-रे फ्लोरोसेंस विश्लेषण की विधि द्वारा अध्ययन किए गए सूक्ष्म वस्तुओं की विस्तृत मौलिक संरचना को बिना किसी कठिनाई के निर्धारित करना संभव बनाता है।

कला के इतिहास में एक्स-रे

एक्स-रे के माध्यम से चमकने और एक प्रतिदीप्ति प्रभाव बनाने की क्षमता का उपयोग चित्रों का अध्ययन करने के लिए भी किया जाता है। पेंट के शीर्ष कोट के नीचे जो छिपा है वह कैनवास के निर्माण के इतिहास के बारे में बहुत कुछ बता सकता है। उदाहरण के लिए, यह पेंट की कई परतों के साथ कुशल काम में है कि एक छवि को एक कलाकार के काम में अद्वितीय पाया जा सकता है। कैनवास के लिए सबसे उपयुक्त भंडारण की स्थिति का चयन करते समय पेंटिंग की परतों की संरचना को ध्यान में रखना भी महत्वपूर्ण है।

इस सब के लिए, एक्स-रे विकिरण अपरिहार्य है, जिससे आप छवि की ऊपरी परतों को बिना नुकसान पहुंचाए देख सकते हैं।

इस दिशा में महत्वपूर्ण विकास कला के कार्यों के साथ काम करने के लिए विशेषीकृत नई विधियां हैं। मैक्रोस्कोपिक फ्लोरोसेंस एक्स-रे फ्लोरोसेंस विश्लेषण का एक प्रकार है जो लगभग 0.5-1 वर्ग मीटर या उससे अधिक के क्षेत्रों में मौजूद प्रमुख तत्वों, मुख्य रूप से धातुओं की वितरण संरचना को देखने के लिए उपयुक्त है।

दूसरी ओर, एक्स-रे लैमिनोग्राफी, कंप्यूटेड एक्स-रे टोमोग्राफी का एक प्रकार है, जो सपाट सतहों के अध्ययन के लिए अधिक उपयुक्त है, एक तस्वीर की व्यक्तिगत परतों की छवियों को प्राप्त करने के लिए आशाजनक लगता है। इन विधियों का उपयोग पेंट परत की रासायनिक संरचना का अध्ययन करने के लिए भी किया जा सकता है। यह कैनवास को दिनांकित करने की अनुमति देता है, जिसमें जालसाजी की पहचान करना भी शामिल है।

एक्स-रे आपको किसी पदार्थ की संरचना का पता लगाने की अनुमति देते हैं

एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी एक वैज्ञानिक दिशा है जो परमाणु और आणविक स्तरों पर पदार्थ की संरचना की पहचान से जुड़ी है। क्रिस्टलीय पिंडों की एक विशिष्ट विशेषता परमाणुओं, अणुओं या आयनों के एक निश्चित समूह से मिलकर समान तत्वों (कोशिकाओं) की स्थानिक संरचना में एक से अधिक क्रमबद्ध दोहराव है।

मुख्य शोध पद्धति में एक्स-रे कैमरे का उपयोग करके एक क्रिस्टलीय नमूने को एक्स-रे की एक संकीर्ण किरण में उजागर करना शामिल है। परिणामी तस्वीर क्रिस्टल से गुजरने वाली विवर्तित एक्स-रे की एक तस्वीर दिखाती है, जिससे वैज्ञानिक तब इसकी स्थानिक संरचना को दृष्टिगत रूप से प्रदर्शित कर सकते हैं, जिसे क्रिस्टल जाली कहा जाता है। इस पद्धति को लागू करने के विभिन्न तरीकों को एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण कहा जाता है।

क्रिस्टलीय पदार्थों के एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण में दो चरण होते हैं:

1. क्रिस्टल की इकाई कोशिका के आकार का निर्धारण, इकाई कोशिका में कणों (परमाणुओं, अणुओं) की संख्या और कणों की व्यवस्था की समरूपता। ये डेटा विवर्तन मैक्सिमा के स्थान की ज्यामिति का विश्लेषण करके प्राप्त किए जाते हैं।
2. यूनिट सेल के अंदर इलेक्ट्रॉन घनत्व की गणना और परमाणु निर्देशांक का निर्धारण, जो इलेक्ट्रॉन घनत्व मैक्सिमा की स्थिति से पहचाने जाते हैं। ये डेटा विवर्तन मैक्सिमा की तीव्रता का विश्लेषण करके प्राप्त किए जाते हैं।

कुछ आणविक जीवविज्ञानी भविष्यवाणी करते हैं कि सबसे बड़े और सबसे जटिल अणुओं की इमेजिंग में, एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी को क्रायोजेनिक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी नामक एक नई तकनीक द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

रासायनिक विश्लेषण में नवीनतम उपकरणों में से एक हेंडरसन का फिल्म स्कैनर था, जिसका उपयोग उन्होंने क्रायोजेनिक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में अपने अग्रणी काम में किया था। हालांकि, यह विधि अभी भी काफी महंगी है और इसलिए निकट भविष्य में एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी को पूरी तरह से बदलने की संभावना नहीं है।

एक्स-रे के उपयोग से जुड़े अनुसंधान और तकनीकी अनुप्रयोगों का एक अपेक्षाकृत नया क्षेत्र एक्स-रे माइक्रोस्कोपी है। इसे फोकस ऑप्टिक्स का उपयोग करके दो या तीन आयामों में वास्तविक अंतरिक्ष में अध्ययन के तहत वस्तु की एक विस्तृत छवि प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

उपयोग किए गए विकिरण के छोटे तरंग दैर्ध्य के कारण एक्स-रे माइक्रोस्कोपी में स्थानिक संकल्प की विवर्तन सीमा ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के लिए संबंधित मान से लगभग 1000 गुना बेहतर है। इसके अलावा, एक्स-रे विकिरण की मर्मज्ञ शक्ति नमूनों की आंतरिक संरचना का अध्ययन करना संभव बनाती है जो दृश्य प्रकाश के लिए पूरी तरह से अपारदर्शी हैं।

और यद्यपि इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में थोड़ा अधिक स्थानिक संकल्प का लाभ होता है, यह जांच का एक विनाशकारी तरीका नहीं है, क्योंकि इसमें धातु या धातुयुक्त सतहों के साथ वैक्यूम और नमूने की आवश्यकता होती है, जो पूरी तरह से विनाशकारी है, उदाहरण के लिए, जैविक वस्तुओं के लिए।