X Iþýnlarý (Röntgen Iþýnlarý)
 

X ýþýnlarý

RÖNTGEN ÝÞÝNLARÝ olarak da bilinir, yüklü parçacýklann hýz yitirmeleri ya da atomlardaki elektronlann bir enerji düzeyinden daha düþük enerjili bir düzeye geçmesi sonucunda salýnan çok kýsa dalga- boylu elektromagnetik ýþýným. X ýþýnlannýn dalgaboylan yaklaþýk 0,05 angström ile birkaç yüz angström arasýndadýr (1 angström = 108 cm). Öteki elektromagnetik dalga türleri (gamma ýþýnlarý, morötesi ýþýným, görünür ýþýk, kýzýlötesi ýþýným ve radyo dalgalan) gibi, X ýþýnlannýn da boþluktaki hýzý saniyede 3xl010 cm’ye eþittir; dalga hereketlerine özgü giriþim, kýnným ve kutuplanma gibi olgular X ýþýnlarýnda da gözlenir.
X ýþýnlan 8 Kasým 1895 günü Almanya’nýn Würzburg kentinde Wilhelm Conrad Röntgen tarafýndan keþfedildi. Röntgen bu buluþunu katot ýþýnlannýn etkileri üzerindeki araþtýrmalan sýrasýnda gerçekleþtirmiþti (katot ýþýnlan, içinde düþük basýnçh bir gaz bulunan elektrik boþalmalý lambada negatif elektrottan [katot] salýnan elektronlardan oluþur). Katot ýþýnlannýn özellikleri daha önce de birçok bilim adamý tarafýndan incelenmiþti, ama bu araþtýrmacýlann gözden kaçýrmýþ olduðu bir etkiyi ilk kez gözlemleyen Röntgen oldu. Boþalmah lamba yakýnýnda bulunan baryum platinosiyanür kaplý bir yüzey, flüorýþýma yoluyla ýþýk salýyordu; bu olgu, boþalmalý lambadan yayýlan görünür ýþýk ve morötesi ýþýnýmýn, araya bir engel yerleþtirilerek flüorýþýl yüzeye ulaþmasý engellense bile ortaya çýkýyordu. Röntgen, boþalmalý lambada gözle görülemeyen bir ýþýným oluþtuðu ve flüorýþýma olayýna bu ýþýnýmýn yol açtýðý sonucuna vararak bu yeni ve niteliði bilinmeyen ýþýnýma X ýþýnlarý adýný verdi.

X ýþýnlarýnýn etkileri. Bir maddeden X ýþýnlarý geçtiðinde, maddenin kendisi de ikincil X ýþýnlarý ve elektronlar salar. Ýkincil X ýþýnlarý oluþmasýndan dolayý birincil ýþýnlarýn bir bölümü soðurulur. Ýkincil ýþýnýmlar birincil ýþýnýma oranla daha zayýftýr, aynca ikincil ýþýnýmýn bir bölümü de soðurulmaya uðrar.

Bir maddeye X ýþýnlan düþtüðünde iki tür ikincil X ýþýný oluþur. Bunlardan birincisi saçýlmýþ X ýþýnlarý olarak adlandýrýlýr, bunlarýn enerjisi birincil ýþmlann enerjisine yakýndýr; birincil ýþýnlara oranla daha zayýf olan ikinci tür ikincil ýþýnlar ise flüonþýmayla oluþan ýþýnlardýr. Saçýlmýþ X ýþýnlan, maddeden geçiþleri sýrasýnda doðrultulan (ve bir ölçüde enerjileri) deðiþime uðrayan birincil ýþýnlardan oluþur. Birincil ýþmlann dalgaboyu flüonþýma oluþturmaya yetecek kadar kýsa ise flüonþýl X ýþýnlarý da ortaya çýkar; bunlann dalgaboylan, içinde oluþtuklan maddeye özgü bir deðerdedir ve birincil X ýþýnlannýn dalgaboyundan baðýmsýzdýr.
Saçýlmýþ X ýþýnlannýn oluþmasý, X ýþmlarýn parçacýk niteliði göz önünde tutularak kolaylýkla açýklanabilir. Foton olarak adlandmlan X ýþýný parçacýklarý bir elektronun yakýnýndan geçerken doðrultu deðiþtirerek saçýlýma uðrarlar; bu saçýlým sýrasýnda X ýþýnlan enerjisinin bir bölümü elektrona geçebilir.

Üzerine X ýþýný düþürülen maddedeki atomlann bir bölümü elektron salarak iyonlaþmýþ (elektron kaybetmiþ) duruma geçerler. Bu atomlar normal enerji durumlarýna geri dönerken flüonþýl X ýþýnlarý biçiminde enerji salarlar. Flüonþýl X ýþýnlan, K ve L türü belirtken (karakteristik) X ýþýnlarý olarak adlandmlan iki türe aynlýr. Her elementin saldýðý belirtken X ýþýnlan belirli bir enerjiye sahiptir; bu enerji, elementin atom numarasý yükseldikçe büyür. K türü X ýþýnlarý, atoma en sýký biçimde baðlý elektronlann fýrlamasý sonucunda oluþur; bunlar en yüksek enerjili belirtken X ýþýnlandýr. Üzerine X ýþýnlan düþürülen bir madde, ikincil X ýþýnlarýnýn yaný sýra ikincil elektronlar da salar. Bu elektronlar iki çeþittir: Geritepkime elektronlarý ve fotoelektronlar. Geritepkime elektronlarýnýn birincil X ýþýnlanndan enerji saðlama mekanizmasý, X ýþýnlan saçýlýmýmn parçacýk kuramýyla açýklanabilir; fotoelektronlar ise ýþýðýn fotoelektrik etkisinde söz konusu olan süreçle ortaya çýkar.

Xýiþýnlan gazlar tarafýndan soðurulduðunda gazýn atomlarýndan fotoelektronlar fýrlar. Bu elektronlar gaz moleküllerinin iyonlaþmasýna yol açar; böylece birincil X ýþmlan- nýn etkisi katlanarak büyür. Bu süreç canlý dokuda gerçekleþirse, karmaþýk organik moleküllerden fýrlayan fotoelektronlar dokudaki hücrelerin harap olmasýna yol açar. X ýþýnlarýnýn ikili niteliði. X ýþýnlanyla gerçekleþtirilen ilk deneyler, bu ýþmlann dalga nitelikli olduðunun kabulünü gerektirmiþti. Ama baþka deneyler X ýþýnlannýn parçacýklardan oluþtuðu sonucunu verdi. Bu ikili nitelik yalnýzca X ýþýnlarýna özgü deðildir, bütün enerji ve madde biçimlerinin genel bir özelliðidir. X ýþýnlan (ve elektromagnetik ýþýným türlerinin tümü) hem parçacýk hem de dalga niteliði gösterirler; bir baþka deyiþle, bu ýþýnlar kuvanta ya da foton olarak adlandmlan elektromagnetik dalga paketlerinden oluþur.

X ýþýnlarýnýn dalga niteliði. Klasik elektro-magnetizma kuramý uyannca elektronlarýn hýz yitirmesi (yavaþlamasý) sonucunda elektromagnetik ýþýným ortaya çýkar; bu olgu, bir verici antende, elektronlann hýzlanmasý sonucu olarak radyo dalgalan oluþmasýna benzer. X ýþýnlarýnýn magnetik alanda sapmaya uðramadýðýnýn belirlenmesi, bu ýþýnlarýn dalga nitelikli olduðu görüþünü desteklemiþtir. X ýþýnlarýnýn kýrýným ve giriþime uðradýðýnýn gösterilmesi dalga niteliðinin kesin olarak ortaya konmasý anlamýna gelecekti; kutuplanma olgusunun gözlenmesi ise bu ýþýnlarýn enine dalga olduðunu ortaya koyacaktý. X ýþýnlarýnýn bulunduðu yýllarda bu olgularýn ýþýk için geçerli olduðu bilinmekteydi. Röntgen’in o yýllarda gerçekleþtirdiði deneyler ise X ýþýnlarýnýn bu niteliklerini ortaya çýkarmaktan uzak kalmýþtý.

Ýngiliz fizikçi Charles Grover Barkla, karbonun belirli bir doðrultuda saçýlýma uðrattýðý X ýþýnlannýn kutuplanmýþ duruma geldiðini gösterdi. Böylece bu ýþmlann enine elektromagnetik dalgalar olduðunu kanýtlama yolunda önemli bir aþama kaydedilmiþ oldu. Xýþýnlannýn çok ince bir yarýktan geçirilerek kýrýnýma uðratýlmasým amaçlayan deneyler bu ýþýnlarýn dalgaboyunun 1 angström dolaylarýnda olabileceðini gösteriyordu. 1912’de Alman fizikçi Max von Laue, X ýþýnlannýn dalgaboyunu ölçmek amacýyla bir yöntem geliþtirdi. Kristallerde atomlann, aralarýnda yaklaþýk 1 angströmlük uzaklýk olmak üzere düzenli bir biçimde dizilmiþ olduklarýný göz önüne alan Laue, bir kristaldeki bu atomlann X ýþýnlan için kýnným aðý iþlevi görebileceði sonucuna vardý. Laue ve çalýþma arkadaþlarý, bir çinko sülfür kristaline ince bir Xýþým demeti düþürerek, kristalin arkasýna yerleþtirilmiþ bir fotoðraf filminde ortada koyu bir benek ile bunun çevresinde bakýþýmlý bir biçimde dizilmiþ beneklerden oluþan bir kýnným deseni elde etmeyi baþardýlar. Ortadaki benek, kristalden, doðrultusu deðiþmeksizin geçen Xýþýnlarýna, öteki benekler ise kristaldeki atomlann kýrýnýma uðrattýðý X ýþýnlan- na karþýlýk geliyordu. Bu deneylerleXýþýnlarýnýn yaklaþýk 1 angström dalgaboylu dalgalar olduðu ve kristallerde atomlarýn örgü olarak adlandmlan düzgün yapýlar biçiminde dizilmiþ olduðu belirlenmiþ oldu.

Laue’nin bu deneylerinden kýsa bir süre sonra Ýngiliz fizikçi William Lawrence Bragg, kristallerdeki atom düzlemlerinin X ýþýnlarýný en yoðun biçimde yansýtmasýný saðlayan geliþ açýlarý, bu düzlemleri birbirinden ayýran uzaklýk ve gelen X ýþýnýnýn dalgaboyu arasýndaki iliþkiyi belirleyen yasayý ortaya koydu. Bragg yasasý olarak adlandýrýlan bu yasadan yararlanarak X ýþýnlarýnýn dalgaboyunu kesin bir biçimde belirleyebilen Bragg, X ýþýnlannýn biri çizgili, biri de sürekli olmak üzere iki tür tayf oluþturduðunu saptadý. Çizgili tayftaki çizgiler, X ýþýnýnýn üretildiði lambadaki anotun yapýldýðý maddeye özgü olan belirtken dalga- boylanna karþýlýk geliyordu; bu dalgaboylan ise, yaklaþýk olarak, söz konusu maddenin atom aðýrlýðýnýn karesi ile ters orantýlýydý.

ABD’li fizikçi Arthur Holly Compton, 1923’te X ýþýnlarýný parlatýlmýþ cam yüzeyinden yansýtmayý baþardý. X ýþýnlannýn dalga niteliðine iliþkin son kanýt, bu ýþmlann sýk, eþit aralýklý paralel çizgilerden oluþan bir kýrýným aðý aracýlýðýyla kýnnýma uðratýlmasýyla elde edildi (1925). Çizgiler arasýndaki uzaklýk kesin olarak bilindiði için, bu yöntemle X ýþýnlannýn dalgaboyunun mutlak olarak belirlenmesi olanaklý oldu.

X ýþýnlarýnýn parçacýk niteliði.

X ýþýnlarýnýn parçacýk niteliði fotoelektrik etki ve Compton etkisiyle ortaya konmuþtur. Einstein, fotoelektrik etkiyi Max Planck’ýn 1900’de ortaya koyduðu enerji kuvantumu kavramýndan yararlanarak 1905’te açýklamayý baþarmýþtý. Fotoelektrik etkide elektromag- netik enerji soðuran bir maddenin elektron salmasý söz konusudur. Einstein’m, ýþýnýmýn enerji kuvantumuna eþdeðer kesikli (ayrýk) parçacýklarýn (foton) hareketi olarak ele alýnabileceði görüþünden yola çýkarak ulaþtýðý fotoelektrik etki denklemi, salman elektronun, soðurulan ýþýnýmýn enerjisi (bu enerji ýþýnýmýn frekansý ile Planck sabitinin çarpýmýna eþittir) ile elektronu maddenin dýþýna çekip çýkarmak için gerekli enerjinin (iþ fonksiyonu) farkýna eþit bir kinetik enerjiye sahip olarak maddeden dýþarý çýkaracaðýný belirliyordu. Bu denklem baþlangýçta görünür ýþýk için ortaya konmuþtu, ama geçerliliði sonradan X ýþýnlan için de kanýtlandý.

Compton’m 1922-23’te gerçekleþtirdiði deneyler X ýþýnlannýn parçacýk niteliðini belirleyen ikinci bulguyu ortaya çýkardý. Compton bu deneylerde bir X ýþýnlý spektrometre- den yararlanarak hafif elementlerce saçýlý- ma uðratýlan X ýþýnlannýn dalgaboylanný ölçtü ve saçýlan X ýþýnlan arasýnda birincil ýþýnlarla ayný dalgaboydaki ýþýnlarýn yaný sýra, dalgaboylarý deðiþime uðrayan ve daha uzun bir dalgaboyunda yoðunlaþan ýþýnlann da yer aldýðýný gözlemledi. Bu ýþýnlann þiddeti ve dalgaboylan saçýlým açýsýna baðlý olarak deðiþiyordu. Günümüzde Compton olayý olarak bilinen bu olayýn açýklamasý Compton ve ondan baðýmsýz olarak HollandalI fiziksel kimyacý Peter Debye tarafýndan ortaya kondu. Bu açýklamada birincil X ýþmlanndaki fotonlar küçük bir küre olarak düþünülüyordu; bir foton, ýþýnlann düþürüldüðü maddedeki bir elektronla (kütleleri farkh düzgün ve esnek iki topun çarpýþmasýna benzer biçimde) çarpýþýyordu. Enerjisinin bir bölümünü geri tepen elektrona veren fotonun enerjisi azalýyor, bir baþka deyiþle dalgaboyu büyüyordu. Foton ile elektron arasýndaki bu çarpýþmada enerjinin ve momentumun (kütle ile hýzýn çarpýmý) korunduðu varsayýmýndan yola çýkan Compton ve Debye, saçýlan Xýþmlanndaki dalgaboyu kaymasýný hesaplamayý baþardýlar.

X ýþýnlarýnýn sezilmesi ve ölçümü. BirX ýþýný demetinin iki özelliði vardýr: Iþýnlann þiddeti ve ýþýným enerjisinin dalgaboylanna göre daðýlýmý (tayf daðýlýmý). Bu özellikleri ölçmek için çeþitli yöntemler geliþtirilmiþtir. X ýþýnlannýn sezilmesi için yaygýn olarak kullanýlan iki yöntem vardýr. Birinci yöntemde X ýþýnlannýn fotoðraf filminde oluþturduðu fotokimyasal deðiþmeden yararlanýlýr. Filmde ortaya çýkan kararma, X ýþýnlanrýýn þiddeti ile filmi etkilediði sürenin çarpýmýna baðlýdýr; bu kararmanýn film üzerindeki yeri ve koyuluðu optik yöntemlerle belirlenir.

X ýþýnlannýn sezilmesinde kullanýlan ikinci yöntemde bu ýþýnlann gazlarý ve katýlan iyonlaþtýrma ya da kristallerde flüonþýma oluþturma özelliklerinden yararlanýlýr. Bu yöntemlerin kullanýldýðý ve genellikle elektronik detektör olarak adlandýrýlan aygýtlar arasýnda en yaygýn biçimde kullanýlanlar iyonlaþma odasý, kýrpýþým sayacý ve yaniletken ýþýným detektörüdür. Bu aygýtlar soðurulan her foton için bir gerilim darbesi üretirler; bu darbeler sayýlarak foton sayýsý belirlenebilir. Detektörlerin tümünden gelen gerilim darbeleri, darbe yüksekliði çözümleyicisi olarak adlandýrýlan ve darbeleri sayarak enerji düzeylerine göre ayýran bir aygýta verildiðinde ýþýnýmýn tayf daðýlýmý elde edilir.

Yukarýda anýlan sayýcý türleri X ýþýnlý kýrýným spektrometrelerinde de kullanýlýr. X ýþýnlý spektrometrede bir X ýþýnlan kaynaðý, bu ýþýnlan kýnnýma uðratan bir madde ve bir detektör sistemi bulunur. Böyle bir spektro-metre, dalgaboyu bilinen X ýþýnlanndan yararlanýlarak kristal yapýsýnýn incelenmesi amacýyla kullanýlabileceði gibi, yapýsý bilinen bir kristalden yararlanýlarak X ýþýný tayfýnýn incelenmesi amacýyla da kullanýlabilir.

X ýþýnlarýnýn uygulamalarý. X ýþýnlarýnýn týpta, sanayide ve bilimsel araþtýrmalarda pek çok uygulama alaný vardýr. Bunlar arasýnda soðurma ölçümleri, kristallerin kýrýným yoluyla incelenmesi, flüonþýma aracýlýðýyla belirtken ýþýnýmlann saptanmasý ve X ýþýnlarýnýn biyolojik etkilerinin belirlenmesi sayýlabilir.
X ýþýnlanndan ilk olarak týpta yararlanýlmýþtýr. Týpta X ýþýnlan taný ya da tedavi amacýyla kullanýlýr. Taný amacýyla kemik kýnklannýn, vücutta yabancý maddelerin, diþ çürüklerinin, kanser ve benzeri hastalýklý durumlarýn belirlenmesinde yararlanýlan X ýþýnlan, tedavi amacýyla da özellikle kötü huylu (habis) urlarýn yayýlmasýnýn engellenmesinde kullanýlýr.

Sanayide dökme parçalann içindeki çatlak ve benzeri kusurlann hasarsýz belirlenmesinde ve malzeme kalmhklannm ölçülmesinde yaygýn olarak kullanýlan X ýþýnlanndan, kalýnlýðý bilinen malzemelerin kanþým oranlanný belirlemekte de yararlanýlýr.

Flüonþýma yoluyla X ýþýnlarý ortaya çýkmasý olgusundan malzemelerin nicel ve nitel çözümlemesinde yararlanýlýr. Bu yöntemde birincil demet olarak X ýþýnlan, gamma ýþýnlan, elektronlar ya da baþka yüklü parçacýklar kullanýlabilir; flüonþýma yoluyla oluþan X ýþýnlannýn enerjisi, örneði oluþturan maddelere özgü (bir baþka deyiþle belirtken) olduðundan bu maddelerin neler olduðu saptanabilir. Uygun standartlardan yararlanýlarak nicel belirlemeler de gerçekleþtirilebilir. Bu yöntemden elektron mikro-sondasý (ya da elektron sondalý mikroçö- zümleyici) olarak adlandmlan aygýtta da yararlanýlýr; bu aygýtta, örneðin bileþimi incelenecek bölgesine çok ince (çapý yaklaþýk 0,0001 cm) bir elektron demeti gönderilir. X ýþýnlarýndan tarayýcý elektron mikroskopunda da yararlanýlýr.

X Iþýnlarý (Röntgen Iþýnlarý)
 

X IÞINLARININ BULUNUÞU:
X ýþýnlarý 19. yüzyýlýn sonunda Röntgen tarafýndan bulundu . Bu ýþýnlar havasý boþaltýlmýþ lambalarýn (Crookes lambasý , akkor katotlu lambalar vb .) dýþýnda da yayýlýrlar . Ampul yüzeyinin katot ýþýnlarýyla bombardýman edilen kýsýmlarýnda meydana gelirler . Röntgen bulduðu bu ýþýnlarýn yapýsýný bilmediðinden bunlara X adýný verdi . X ýþýnlarý yaygýn olarak x ýþýný tüplerinde ve son zamanlarda büyük hýzlandýrýcýlarda (senkrotron ýþýmasý) üretilmektedir . Bunlar,özellikle madde içine girme özellikleri bakýmýndan kullanýlýr .

X IÞINLARININ YAPISI:
X ýþýnlarý ýþýk ýþýnlarýyla ayný özelliktedir,fakat frekanslarý daha büyük olan elektromagnetik ýþýmalardýr . Dalga boylarý mor ötesi ýþýnlarýndan daha küçüktür ve 0.03 ile 20 angström arasýnda deðiþir . X ýþýnlarýnýn yapýsýný 1912’de alman fizikçisi Von Laue tespit etti;bu amaçla billur bir lam yardýmýyla X ýþýnlarýnýn kýrýnýmýný gerçekleþtirdi;bu deney ayný zamanda, billurlar için að biçiminde kafesli bir yapýyý öngören Bravais teorisinin de doðrulanmasýna yaradý . Bunu izleyen yýllarda,X ýþýnlarýnýn tayflarýndan yararlanarak baba ve oðul Bragg’lar ve fransýz Maurice de Broglie pek çok ölçme yaptýlar .

X IÞINLARININ ÜRETÝLMESÝ:
Normal ýþýk gibi X ýþýmasý da ,atomun bir elektronunun bir halden daha düþük enerjili bir baþka hale hale kuvantal bir geçiþ yaptýðý bir atom sürecinden kaynaklanýr . Tek fark ilgili elektronun enerji düzeyleri sýralamasýndaki konumundan ileri gelir: görünür ýþýk yayýmýndan sorumlu elektronlarýn , atom çekirdeðine zayýf bir þekilde baðlý dýþ elektronlar olmasýna karþýn, X ýþýmasý yayýmýnda, atom çekirdeðine çok kuvvetli bir þekilde baðlý iç elektronlar söz konusu olur .
X ýþýnlý bir lamba,bir elektron kaynaðý (katot),bu elektronlarý hýzlandýrýcý bir düzenek ve elektronlarý frenliyerek X ýþýnlarý yayým kaynaðý vazifesi gören madeni bir engel veya bir antikatotu bulunan basýncý düþürülmüþ bir kaptan meydana gelir . Eskiden Crookes lambasý veya soðuk anotlu lamba kullanýlýrdý;bugün Coolidge lambasýndan veya sýcak anotlu lambadan yararlanýlýr . Bu lamba,iç basýncý sýfýr olan bir cam ampuldür . Elektronlar,uçlarýna ýsýtma devresi baðlanmýþ bir tungsten filamandan yayýlýr . Elektron demetinin yoðunluðu filamanýn sýcaklýðýyla orantýlý olarak artar . Serbest elektronlara yeterli hýzý verebilmek için filamanýn çevresine mutlak deðeri büyük,negatif gerilim taþýyan bir silindir geçirilir . Ve bütün donatým bir elektron tabancasý meydana getirir . Antikatot, tungstenden yapýlmýþ içi oyuk bir kütledir ve su ile soðutulur;filamanýn bir sm yakýnýna yerleþtirilmiþ ve bir yüksek gerilim kaynaðýnýn pozitif kýsmýna baðlanmýþtýr . Katotun yaydýðý elektronlar hýzlandýrma potansiyeli katot ile anota doðru hýzlanarak hedef metale çarparlar . Hedef metal (anot) yumuþak yapýda bir metalden oluþturulduðu için çarpan bu elektronlar metale gömülürler yani yavaþlar . Gerçekleþen bu olaylar sonucunda elektronlara büyük bir negatif ivme verilmiþ olur . Elektronlar bu negatif ivme sonucunda durur ve dururken kaybettiði kinetik enerji ivmelenme bölgesinden X ýþýný olarak yayýlýr . Bir baþka þekilde elektriksel bir uyarýlmayla atom çekirdeðine çok kuvvetli bir þekilde baðlý olan iç elektronlardan biri ilk halin dýþýna fýrlatýlýr . Atom elektronlarýnýn elektron durumlarýnda oluþan bu “boþluk” yine içte bulunan ama çekirdeðe daha zayýf baðlý bir baþka elektronun bu “boþ” duruma geçiþiyle doldurulur .Bu iki düzey arasýndaki enerji farký bir foton biçiminde ortaya çýkar . Ýþe karýþan enerjinin büyüklüðü dikkate alýndýðýnda bu fotonun,görünür fotonlardan 10.000 kez daha fazla enerjiye sahip olduðu anlaþýlýr . v frekansýný fotonun E enerjisine baðlayan (Planck sabiti h aracýlýðýyla) temel baðýntý E=h.v=h.c /X fotonlarýnýn angström düzeyinde dalga boylarýna denk düþtüðünü gösterir .Üretilen X ýþýnlarý,10 mikron kalýnlýðýnda alüminyum yaprakla örtülü bir açýklýktan çýkar . Debi,filamanýn ýsýtma akýmýný deðiþtirmekle ayarlanýr . Her elektron anota çarpýp duruncaya kadar bir X ýþýný dalgasý yayýlacaðýndan X ýþýnlarýnýn periyodu elektronlarýn durma süresine eþittir . Elektronlarýn duruncaya kadar metal içinde aldýðý yol:
Hareket sabit ivmeli olduðundan burada ortalama hýz alýnýr;buna göre frekans: ise olduðundan dir .

GAZLARDAKÝ IÞIMA,DOZ TAYÝNÝ:
X ýþýnlarý içinden geçtikleri gazlarý iyonlaþtýrma özelliði taþýr . X ýþýnlarýnýn deteksiyonu ve þiddetinin ölçülebilmesi için bu ýþýnlar biri altýn yapraklý bir elektroskoba baðlanmýþ iki tablasý bulunan gaz dolu bir kaptan,yani iyonlaþma odasýndan geçirilir . Elektroskop yapraklarýnýn düþüþ hýzý iyonlaþma derecesini ve dolayýsýyla bununla orantýlý olan ýþýma þiddetini ölçer . Bu þiddet röntgen cinsinden deðerlendirilir .

X IÞINLARININ NÜFUZ ETME ÖZELLÝÐÝ:
Bir X ýþýnlarý demeti saydam olmayan bir cisimden geçerken , yavaþ yavaþ enerjisini býrakýr . Soðurulan enerji geçilen kalýnlýkla artar ; enerji kaybý , ýþýnlarý dalga uzunluðunun (dalga boyu kýsa ýþýnlar daha çok nüfuz edebilir ) ve geçilen elemanýn atom numarasýnýn küpü ile ( aðýr elementler daha çok enerji yutar ) doðru orantýlýdýr. Eðer söz konusu elementin soðurma tayfý incelenirse , dalga boyunun bazý deðerleri için ani deðiþimlere uðradýðý görülür . Bu özel deðerler, atom çekirdeðini çevreleyen farklý elektronlarýn enerji seviyeleri ile ilgilidir. Bu sebeple , X ýþýnlarýnýn tayflarý incelenerek atomlarýn yapýsý kesinlikle tespit edilebilir .

X IÞINLARININ TEMEL ÖZELLÝKLERÝ:
1. Yayýlma hýzý ýþýk hýzýdýr .2. Elektronlarýn yavaþlama süresi çok küçüktür .Bu yüzden X ýþýnlarýnýn frekansý çok büyüktür.3. Dalga boylarý çok büyüktür.(Yaklaþýk 1 angström )4. X ýþýn fotonlarýnýn enerjileri çok yüksektir.5. Gazlarý yoðunlaþtýrýrlar .6. Saydam olmayan maddelerden geçebilirler . Kurþun levhalarca tutulabilirler.

TIBBÝ UYGULAMALAR:
Maddenin içine iþleme kabiliyetleri fazla olduðu ve çeþitli organik maddeler tarafýndan büyük ölçüde soðurulduðu için X ýþýnlarýnýn týpta çok önemli uygulamalarý vardýr;özelikle insan vücudunun incelenmesinde kullanýlýr . Ayrýca X ýþýnlarýnýn canlý dokular üzerindeki biyolojik etkilerinden yararlanýlýr . Bu tedavi,ya yok etme (tümör ve yeni oluþumlarda ) veya aðrýlý ve iltýhablý bazý geliþmeleri deðiþtirme ( kan çibaný , bez iltýhabý , siyatik vb. ) þeklinde yapýlýr.

X ýþýnlarýnýn Kullanýldýðý Bazý Alanlar:
RADYOSKOPÝ: Fluoresan bir ekran yardýmýyla bir organ veya cismin X ýþýnlarýyla muayenesidir . Radyoskopi,baryum platinosiyanür veya tungstenle fluoresan hale getirilmiþ bir ekran üstünde X ýþýnlarýnýn meydana getirdiði gölgelerin incelenmesidir. Radyoskopi,bütün vücudun süratle muayenesini,her duruþ þeklinde ve her açýdan organlarýn incelenmesini saðlar .

RADYOGRAFÝ: Yalnýz X ýþýnlarýný geçiren bir kutudaki hassas bir film üzerinde X ýþýnlarýnýn iz býrakmasý ve bu özellikten
faydalanarak resim çekilmesidir . (Bu iþ için kullanýlan kutu alüminyum gibi hafif bir madenden yapýlýr ).
Radyografi,için kullanýlan röntgen filmi genellikle X ýþýnlarýnýn etkisiyle fluorýþýl hale gelen iki levha arasýna yerleþtirilir . Bu levhalar X ýþýnlarýnýn etkisini fazlasýyla arttýrýr ve poz süresinin kýsaltýlmasýný saðlar . Radyografi akciðer hava peteklerinde bulunan havanýn saðladýðý kontrast sayesinde özel bir hazýrlýða ihtiyaç duymadan göðsün ve kalbin görüntülerini verir . Kalsiyumla yüklü olan iskelet Radyografide çok iyi belirir,içinde fazlaca kalsiyum tuzu bulunan anormal oluþumlar da (böbrek ve safra taþý,kireçlenmiþ lenf düðümü vb.) çok iyi görülür .

RADYOMETALOGRAFÝ: Madeni parçalarýn bileþimini veya yapýsýný bozmadan incelemeye yarayan radyografidir .
Týbbi radyografi ile ayný fizik ilkeler üzerine kurulmuþtur . Gerek kimyasal bileþim deðiþikliklerini,gerek madenin iç yapýsýndaki kusurlarý meydana çýkarmak için madeni bir parçanýn çeþitli kýsýmlarýnýn X ýþýnlarýný farklý þekilde soðurmasý özelliðinden yararlanýlýr . Özellikle X ýþýnýmlarýný daha az soðurarak film üzerinde normal bölgelerden daha koyu lekeler halinde görülen boþluklarýn ve az yoðun kýsýmlarýn belirlenmesini saðlar . Ayný þekilde parçaya karýþmýþ olan ve soðurma kat sayýsý parçanýn yapýldýðý madenden farklý olan yabancý maddeler de film üzerinde daha açýk veya daha koyu lekeler halinde görülür . Ayrýca radyometalografi sayesinde bakýr alaþýmlarýndaki bazý bileþenlerin veya madenlerin(soðurma gücü yüksek olan kurþun gibi) yapýsal ve kimyasal bakýmdan homojen olup olmadýklarýný denetlemek kolaylaþýr .

TOMOGRAFÝ: Bir organ ve organizma kesitinin röntgenle filmini çekmeye yarayan usuldür . Gerçekte 1-2 cm kalýnlýðýnda ince bir dilimin filmi söz konusudur . Böylece belli bir organ,mesela akciðer art arda dilimler halinde yatay veya enine ve boyuna dikey düzlemler üzerinde incelenebilir .
Tomografi yapmak için X ýþýnlarý üreten tüpe ve hassas filme çeþitli yer deðiþtirme hareketleri yaptýrýlýr,öyle ki sadece bu yer deðiþtirme hareketinin eksenine rastlayan belli bir düzlem üzerinde bulunan þekiller filmde gözükür ; belli düzlemin önünde,arkasýnda,üstünde,altýnda vb. Bulunan þekiller açýkça gözükmez . Yani hassas filmi hemen hiç etkilemez ancak çok silik çizgiler halinde belirir.

RADYOTERAPÝ: X ýþýnlarýnýn biyolojik etkisine dayanan tedavi usulüdür .

X Iþýnlarý
Doðadaki görünür ýþýk yada radyo dalgalarýna benzeyen bir elektro magnetik ýþýným biçimidir. Öbür ýþýným türleri gibi X ýþýnlarý da, boþlukta (vakumda) yol alabilen ve ancak bazý maddelerin içinden geçebilen enerji dalgalarýndan oluþur. X ýþýnlarý gözle görülemez ve elektro magnetik tayfýn moröte­si ýþýnlarý ile gamma ýþýnlarý arasýnda kalan kesiminde yer alýrlar. X ýþýnlarýný 1895'te, Alman bilim adamý Wilhelm Conrad Röntgen keþfetti. Bu yüzden bu ýþýnlara Röntgen ýþýnlarý da denir. Röntgen, havasýnýn çoðu boþaltýlmýþ bir vakum lambasýnýn için­den geçirdiði elektrik akýmýyla deney yapar­ken iki olay gözlemledi. Bunlardan birincisi, katottan (eksi kutup) anota doðru, çok küçük parçacýklardan oluþtuðu düþünülen ýþýnlarýn aktýðý ve bu ýþýnlarýn lambanýn öbür ucuna sývanmýþ fosfor katmana çarptýðýnda camda yeþil bir flüorýþýma yarattýðýydý. Aslýnda bu, o dönemde bilinen bir olguydu.

Kendisine bugünkü ününü kazandýran öbür gözlemi ise Röntgen'in, akým geçiþi sýrasýnda vakum lambasýnda garip bir ýþýnýmýn oluþtu­ðunu bulmasýydý. Deneyi yaptýðý tezgâhýn üzerinde, lambanýn yakýnlarýnda, baryum platinosiyanür bileþiðiyle kaplý bir ekran vardý; lamba siyah kâðýtla kaplý olduðunda bile bu ekranýn üzerinde bir flüorýþýma oluþuyordu., Röntgen bu ýþýmaya, lamba üzerindeki yeþil flüorýþýma bölgesinden siyah kâðýdý geçip gelen ýþýnlarýn yol açtýðý sonucunu çýkardý. Ayrýca, lamba ile ekran arasýnda yer alan cisimlerin gölgelerinin de ekranýn üzerine düþtüðünü fark etti ve buradan da bu ýþýnlarýn bazý maddelerden siyah kâðýttaki kadar kolay geçmediði sonucuna ulaþtý. Bu çalýþmasýyla 1901'de ilk Nobel Fizik Ödülü'nü kazanan Röntgen, bu yeni ve gi­zemli ýþýnlara X ýþýný adýný verdi. Röntgen, katottan gelen ýþýnlarýn çarptýðý herhangi bir katý cismin X ýþýnlarý saldýðýný da buldu. Katot ýþýnlarýnýn, elektron adý verilen çok küçük parçacýklarýn akýþý olduðu daha sonra ortaya çýkarýldý. Lambaya katot ýþýnlarýnýn akýþ yolu üzerine metal bir hedef yerleþtirildiðinde, hareket halindeki elektron­larýn aniden durdurulmasý sonucunda oluþan X ýþýnlarýnýn miktarý, bu elektronlarýn yalnýz­ca lambanýn çeperlerine çarpmasýyla ortaya çýkan X ýþýnlarýnýn miktarýndan çok daha fazla olduðu da sonradan bulundu.

X ýþýnlarýnýn elektro magnetik enerji dalga­larý olduðu ancak 1912'de kanýtlandý. Iþýk ya da radyo dalgalarýna benzemekle birlikte, X ýþýnlarýnýn dalga boyu öbür elektro magnetik ýþýným biçimlerininkinden çok daha kýsa­dýr. X ýþýnlarýnýn dalga boyu 1 nanometrenin onda biri ile 100 nanometre arasýnda deðiþir. (1 nanometre 1 metrenin milyarda 1’idir.) X ýþýnlarý ayrýca çok yüksek enerjiye sahiptir. Bu ýþýnlarýn maddenin içine iþleyebilmesi de bu özellikten kaynaklanýr.

X Iþýnlarýnýn Üretilmesi
X ýþýnlarý, vakum lambasýndaki hedefin elek­tronlarla bombardýman edilmesi sonucu elde edilir. X ýþýnlarýnýn maddenin içine iþleyebil­me gücüne "sertlik" denir. Bu ýþýnlarýn sertliði baþlýca iki þeye baðlýdýr. Bunlardan birincisi, lambadaki havanýn yada gazýn ne derece boþaltýlmýþ olduðudur. Lambada kalan gaz moleküllerinin sayýsý ne kadar azsa, bu mole­küllerle çarpýþarak hedeften sapan elektronla­rýn sayýsý da o kadar az olur. Ýkinci etken tüpe uygulanan gerilimin þiddeti, yani elektrik basýncýdýr. Gerilim ne kadar yüksekse, hedefe çarpan elektron akýmýnýn darbe etkisi de o ölçüde büyük olur.

Bugün kullanýlmakta olan X ýþýný lambala­rýnýn çoðu Coolidge lambasýdýr. Bu lamba türünü ABD'li bilim adamý William David Coolidge (1873-1975) geliþtirmiþtir. Son dere­ce yüksek bir vakum düzeyine sahip olan bu lambalarda elektronlar, radyo lambalarýnda olduðu gibi sýcak bir filamandan (ince bir telden) yayýlýr. Katottan çýkan ve 1 milyon volta kadar ulaþabi­len yüksek bir gerilimle hýzlandýrýlan elek­tronlar tungstenden yapýlmýþ aðýr bir çubuða çarptýrýlýr. Tungsten, elektron bombardýma­nýnýn neden olduðu yüksek sýcaklýklara erime­den dayanabilir. Tungsten çubuðun filamana yakýn olan ucu belirli bir eðimle kesilmiþtir; bu uca hedef denir. Hedeften X ýþýnlarý yayýlýr, ama lamba belirli bir açýklýk dýþýnda kalýn bir kurþun katmanýyla sývanmýþ oldu­ðundan X ýþýnlarý yalnýzca bu açýklýktan dýþarý çýkar, bu yüzden de bir demet halinde yol alýr.

X ýþýnlarý insanýn iç organlarýnýn resmini çekmek için kullanýlabilir. X ýþýnlarý insan vücudundan geçerken, bazý dokular tarafýn­dan baþka dokulara oranla daha çok soðuru­lur (emirilir). Örneðin kemikler kaslara göre daha çok X ýþýný soðurur. Bu tür soðurma farklarýndan kaynaklanan bilgiler, yorumlan­mak üzere düþürülebilir ya da bir film üstüne kaydedilebilir. Eðer bir fotoðraf filmi X ýþýn­larýnýn yolu üstünde tutulursa, filmin vücuttan daha çok X ýþýnýnýn geçtiði kesimleri kararýr. Böylece vücudun iç organlarýný gösteren bir "gölge resmi" (radyografi) elde edilir.

Film yerine plastikle kaplanmýþ beyaz kâðýt da kullanýlabilir. Selenyum gibi yarýiletken bir maddeden yapýlmýþ bir levha elektrikle yükle­nir ve X ýþýnýna tutulursa, ýþýným gören kesim­lerindeki yük ortadan kalkar, ýþýným görme­yen kesimleri ise yüklü kalýr. Ardýndan, alýcý selenyum levha her parçacýðý elektrik yüklü çok ince bir çivit tozu bulutundan geçirilir ve böylece toz parçacýklarýnýn levha üzerindeki karþýt elektrik yüklerince çekilmesi saðlanýr. Sonra bu toz parçacýklarý plastik kaplý beyaz kâðýt üzerine aktarýlýr, böylece kuru bir radyografi elde edilir.

Flüorýþýl bir ekranýn X ýþýnlarýna tutulma­sýyla hareketli resimler elde edilebilir. Ekran, vücudun en az sayýda X ýþýný geçirdiði yerler­de en parlak olur. Ekranýn X ýþýný çarpan bölgelerinde flüorýþýma oluþur; bu yüzden bu muayene yöntemine flüoroskopi denir. X ýþýnlarýnýn taþýdýðý bilgi videobant yada film üzerine kaydedilebilir. Bilgisayarlý tomografi taramasýnda, fotoð­raf filmi yerine son derece duyarlý algýlayýcý­lardan yararlanýlýr. Bu yöntemde vücuda ince bir X ýþýný demeti tutulur; soðurulmayan ýþýným vücuttan algýlayýcýya geçer. Daha sonra bir bilgisayar bu bilgiyi vücuttan alýnmýþ çapraz bir kesit biçiminde yorumlar.

X Iþýnlarýnýn Týpta Kullanýlmasý
Çeþitli hastalýklarýn taný ve tedavisinde, baþta X ýþýnlarý olmak üzere çeþitli ýþýným türlerin den yararlanýlmasýna dayalý týp dalma radyo­loji denir. Doktorlar yada radyologlar, X ýþýnlarýyla çekilen filmleri, yani röntgen film­lerini inceleyerek vücudun pek çok bölümünü gözden geçirebilirler. Akciðerlerde herhangi bir enfeksiyon, kanser yada baþka bir hasta­lýk belirtisi bulunup bulunmadýðý bu yolla saptanabilir. Kemiklerdeki kýrýklar da rönt­gen filmlerinde görülebilir. Diþ hekimleri diþlerin, diþ köklerinin ve çevresindeki doku­larýn saðlýklý olup olmadýðýný anlamak için X ýþýnlarýndan yararlanýrlar.

Doktorlar sindirim kanalýný inceleyerek ta­ný koyabilmek için hastaya baryum sülfat içirirler. Et ve kemik dokusundan daha yo­ðun, X ýþýnlarýný geçirmeyen bir madde olan baryum sülfat flüorýþýl ekran üzerine koyu bir gölge biçiminde yansýr ve sindirim sisteminde aþaðý doðru inerken izlenebilir. Iþýným, içinden geçtiði hücreye her zaman belirli bir zarar verdiði için büyük bir dikkatle kullanýlmalýdýr. Yüksek enerjili öbür ýþýným biçimleri gibi X ýþýnlarý da tehlikeli olabilir. Ama öte yandan X ýþýnlarý dokularý tahrip edebildiði için, kanser gibi hastalýklý hücrele­rin yok edilmesinde kullanýlabilir.

Sanayide X Iþýnlarý
Sanayide X ýþýnlarý metal parçalarýn, özellikle de dökümlerin ve kaynaklanmýþ parçalarýn saðlamlýðýnýn denetlenmesinde kullanýlýr. Çok sayýda parçadan oluþan malzemelerin, örneðin elektrikli aletlerin montajýnýn doðru yapýlýp yapýlmadýðý da X ýþýnlarýyla incelene­bilir. Polis ve gümrük memurlarý yolcu valiz­lerinde yasadýþý bir maddenin bulunup bulun­madýðýný anlamak için X ýþýnlarýndan yararla­nýrlar. X ýþýnlarý bugün kullanýlmakta olan pig­mentlere (renk verici maddelere), eski res­samlarýn kullanmýþ olduklarý pigmentlere oranla daha kolay iþler. X ýþýnlarýnýn bu özelliðinden yararlanan sanat uzmanlarý, eski bir ressama ait olduðu iddia edilen bir yapýtýn sahte olup olmadýðýný, üzerinde herhangi bir deðiþikliðin yapýlýp yapýlmadýðýný saptayabilir­ler. Tablolarýn alt katmanlarýnýn X ýþýnlarýyla incelenmesiyle, ünlü ressamlarýn yapýtlarýný nasýl ortaya çýkardýklarýna iliþkin pek çok þey öðrenilmiþtir. X ýþýnlarýnýn farklý maddelerde farklý renklerde flüorýþýma oluþturma özelli­ðinden, gerçek deðerli taþlan yapaylarýndan ayýrt etmekte de yararlanýlýr.

Bilimsel Araþtýrmalarda X Iþýnlarý
X ýþýnlarý canlý hücrelerdeki genetik maddele­rin deðiþim hýzýný artýrmak için kullanýlabilir. Böylece bilim adamlarý yeni canlý türleri yaratmak ve belirli genlerin kalýtým modelini incelemek için X ýþýnlarýndan yararlanabilir­ler. ABD'li genetikçi Hermann Joseph Mul­ler, X ýþýnlarýnýn deðiþim yaratýcý (mutajenik) özellikleri üzerindeki çalýþmalarýyla 1946 Nobel Týp yada Fizyoloji Ödülü'nü almýþtýr. X ýþýný kristalografisi, maddelerin kristal ve molekül yapýsýný incelemekte kullanýlan bir yöntemdir. Görünür ýþýktan farklý olarak X ýþýnlarý, içinden geçtikleri mercek, prizma ve aynalarda önemli bir doðrultu deðiþikliðine uðramaz. Ama öte yandan kristallerdeki atomlar düzenli bir yerleþim içindedir ve X ýþýnlarýný kýrýlmaya uðratacak kadar birbirleri­ne yakýndýr, bu yüzden de belirli bir kýnným deseni oluþturur). Çözümlenecek kristal örneðin üze­rine X ýþýný demeti düþürülür ve ortaya çýkan kýrýným deseninin filmi çekilir. Bu desendeki beneklerin konumlarý çözümlenerek kristalin atom yapýsý konusunda bilgi edinilir. X ýþýný kýrýnýmýna dayalý inceleme yöntem­leri, biyoloji açýsýndan önemli moleküllere iliþkin bilgilerimizin artmasýnda yaþamsal bir rol oynamýþtýr. Örneðin, DNA olarak anýlan deoksiribonükleik asidin X ýþýný kýrýnýmýyla incelenmesi, DNA moleküllerinin ikili sarmal yapýsýnýn belirlenebilmesine yardýmcý olmuþ ve böylece bilim adamlarý genetik þifreyi ve bunun kalýtým sürecindeki rolünü öðrenebilmiþlerdir. X ýþýný kýrýnýmý yöntemi metallerin, kay aç­larýn, minerallerin incelenmesinde ve cevher çökellerinin yerlerinin saptanmasýnda da uy­gulanýr. X ýþýnlarý tarayýcý elektron mikros­koplarýnda da kullanýlýr.

X Iþýný Astronomisi
X ýþýný astronomisi, dýþ uzaydaki X ýþýný kaynaklarýnýn incelenmesini konu alan bir bilim dalýdýr. X ýþýnlarý Dünya atmosferinde soðurulduðundan yerdeki aletlerle kolayca toplanýp gözlemlenemez. Bu nedenle X ýþýný teleskoplan ve algýlayýcýlarý roketlerle, balon­larla çok yükseklere çýkartýlýr yada bir uyduyla Dünya yörüngesine oturtulur. X ýþýný astronomisiyle, aralarýnda yýldýzlarýn, super­nova kalýntýlarýnýn ve kuvazarlarýn da bulun­duðu binlerce X ýþýný kaynaðý ortaya çýkartýl­mýþtýr. Kuðu X-1 adý verilen güçlü ve önemli bir X ýþýný kaynaðýnýn, görünmeyen yoldaþýyla birlikte ortak bir kütle çekimi merkezi çevresinde dolanan, görünür bir yýldýz olduðu sanýlmaktadýr. Yoldaþýnýn görünür yýldýzdan madde çeken bir kara delik olduðu ileri sürülmüþtür. Bu varsayýma göre, yýldýzdan çekilen madde kara delikte yok oldukça, kara delik X ýþýnlarý salmakta ve astronomlar da bu ýþýnlarý gözlemlemektedir.

X IÞINLARI

Elektromanyetik tayfýn morötesi bölgesiyle gamma ýþýnlarý arasýnda yer alan yüksek enerjili ýþýným.

Dalga boyu 0,1 pikometre ile 1 nanometre (0,1 x 10-12- 1 x 10-9 metre) arasýndadýr. X ýþýnlarý, genellikle, havasý boþaltýlmýþ bir elektron tüpüyle elde edilir. Tüpün katotu ýsýtýlýr ve bundan çýkan elektronlar, büyük bir tungsten ya da molibden anota doðru, elektrotlar arasýna uygulanan 1 milyon volt dolayýndaki bir potansiyel farký altýnda hýzlandýrýlýr.

Anota çarpan elektronlar, enerjilerini anota aktararak bunun X ýþýnlarý yaymasýna neden olurlar. X ýþýnlarý, fosforlu ekranlarla ya da geiger sayacý gibi özel sayaçlarla gözlenebilirler. Bu ýþýnlar Röntgen tarafýndan bulunduðu (1895) için Röntgen ýþýnlarý adýyla da anýlýr. Dalga boylarýnýn son derece küçük olmasýndan ötürü, X ýþýnlarýnýn dalga özelliði çok sonra anlaþýlabildi. Bu özelliði, Max T. F. von Laue, X ýþýnlarýnýn kristal örgüsünde kýrýnýma uðradýklarýný göstererek ortaya koydu (1911).

X ýþýnlarý týpta teþhis ve tedavi amacýyla, mühendislikte de yapý elemanlarýndaki gözle görülemeyen malzeme bozukluklarýný bulmakta kullanýlýrlar. Örneðin yüksek basýnçlara maruz kalacak bir sanayi kazaný yapýmýnda kullanýlacak bir sacýn içinde katmerler olup olmadýðý X ýþýnlarýyla kolayca bulunur. Bu deneyden geçirilmeyen bir malzeme, güvenli biçimde kullanýlamaz. X ýþýný tüpleri, radyasyonun canlý dokularda ciddî tahribata yol açmasýndan ötürü, çevreye radyasyon vermeyecek biçimde mahfaza içine alýnmalýdýr.

X Iþýnlarý
 

X Iþýnlarý / X Iþýný Enerjisi

X ýþýnlarý, on dokuzuncu asrýn sonlarýnda Röntgen tarafýndan bulunmuþtur.Özellikleri, ýþýk ýþýnlarý ile hemen hemen aynýdýr. Fakat yüksek frekanslý elektromaðnetik radyasyonlardýr. Mor ötesi ýþýnlarýnýn dalga boyu 3000-4000 angstrom arasýnda olmalarýna karþýlýk X ýþýnlarýnýnki 20 angstromu geçmez.

Bir X ýþýný… demeti, þeffaf olmayan bir cisimden geçerken enerjisini yavaþ yavaþ býrakýr. Absorbe edilen (yutulan) enerji, geçilen madde kalýnlýðý ile doðru orantýlý olarak artar. Þâyet bir elementin yutma tayfý incelenirse dalga boyunun bazý deðerleri için ânî deðiþimlere uðradýðý görülür. Bu özel deðerler, atom çekirdeðini saran farklý elektronlarýn enerji seviyeleri ile alâkalýdýr. Bu sebepten X ýþýnlarýnýn spektrumlarý (tayf) incelenerek atomlarýn yapýsý hakkýnda gerçekçi bilgiler elde edilebilir.

X ýþýnlarýnýn maddenin içine iþleme kâbiliyeti fazladýr. Muhtelif organik maddeler X ýþýnlarýný büyük ölçüde yutarlar. Ýþte bu özellik X ýþýnlarýnýn týpta büyük ölçüde kullanýlmasýna sebeb olmuþtur. Bilhassa insan vücudunun incelenmesinde kullanýlmaktadýr. X ýþýnlarýnýn insan vücudunda biyolojik etkileri de vardýr. Tümör (kanserli bölge) gibi zararlarý yok edebileceði gibi kan çýbaný, bez iltihabý, siyatik þeklindeki aðrýlý ve iltihaplý kýsýmlarý da iyileþtirme iþleminde kullanýlabilirler.

X-ýþýnlarýnýn tanýsal amaçla sistemli olarak kullanýldýðý ilk savaþ hangisidir?

1897 Türk-Yunan Savaþý. Türk yaralýlarda Türk ve Alman hekimler, Yunan yaralýlarda Ýngiliz hekimler tarafýndan kullanýldý. 28 Aralýk 1895’te bilim dünyasýna tanýtýlan X-ýþýnlarý, ilk kez Mayýs 1896’da Dr. Guiseppe Alvaro tarafýndan, Etyopya’da yaralanan birkaç askerde kullanýldýysa da tanýsal amaçla sistemli olarak ilk kez 1897 Türk-Yunan Savaþý’nýn iki cephesinde yaralanan askerlere uygulandý. 17 Nisan-20 Mayýs 1897 tarihlerinde cereyan eden bu savaþta operasyon gerektiren aðýr yaralýlar Istanbul’da Seyyar Yýldýz Askeri Hastanesi ile Gümüþsuyu Askeri Hastanesi’nde tedavi ediliyordu.

Seyyar Yýldýz Askeri Hastanesi’ne baþcerrah olarak atanan Opr. Dr. Cemil Paþa (Topuzlu, 1866-1958), yaralýlarýn vücutlarýndaki kurþun ve humbara parçalarýnýn x-ýþýnlarýyla belirlenebileceðini anlatýp iç hastalýklarý muallimi Salih Bey ile deneme mahiyetinde radyografik çekimler yapmakta olan týp öðrencileri Esat Feyzi ve Rýfat Osman’ýn Yýldýz Hastanesi’nde görevlendirilmelerini saðladý. Mekteb-i Týbbiye-i Þahane’de (Askeri Týp Okulu) toplama yöntemiyle hazýrladýklarý röntgen düzeneðini hastaneye götüren öðrenciler, Dr. Salih Bey ile birlikte 18 Mayýs 1897 günü X-ýþýnlarýyla bir erin ayak ve bacaðýndaki kurþunlarýn yerini belirledi.

Hastanede görevli Alman Kýzýlhaç Heyeti doktorlarý radyografik çekimin bilimsel kurallara göre yapýldýðýný onaylayýp bu yeni keþfin Türkiye’de uygulanmasýndan duyduklarý hayret ve hayranlýðý gizlemediler. Dr. Küttner de Alman Kýzýlhaç Heyetinin Almanya’dan getirdiði röntgen cihazýyla, kendi koðuþlarýndaki yaralýlarýn radyografilerini çekti. Yunan cephesindeki yaralýlara yardým amacýyla Atina’ya giden Ýngiliz hekimler ise hastaneye dönüþtürülmüþ bir villada yanlarýnda getirdikleri röntgen cihazýyla 1897 Haziran’ý ortalarýnda radyografik görüntüleme yaptýlar.

X ýþýný lambasý

RÖNTGEN LAMBASÝ olarak da bilinir, X ýþýnlan üretmeye yarayan lamba.

Bu lambada X ýþýnlan, güçlü bir elektrik alanýnda hýzlandýnlan elektronlarýn bir anota çarptýnlmasý yoluyla elde edilir. X ýþýnlannýn katý cisimlere girebilme özelliði olduðu için bu ýþýnlar týpta, diþ hekimliðinde, katilarda kristal yapýlannm incelenmesinde ve baþka birçok bilimsel araþtýrmada yaygýn olarak kullanýlýr. X ýþýný lambasý, havasý boþaltýlmýþ bir cam tüp içine yerleþtirilmiþ bir katot ile bir anottan oluþur.

Katot genellikle akkor filamanlýdýr, anot ise katotun karþýsýna yerleþtirilmiþ tungstenden bir levhadýr. Katottan çýkan elektronlann büyük bir hýzla anota çarpmalan sonucunda X ýþýnlan oluþur. X ýþýný lambasýnýn sonradan geliþtirilen türleri ABD’li mühendis William D. Coolidge’in 1913’te gerçekleþtirmiþ olduðu lamba model ahnarak yapýlmýþtýr.

X Iþýnlarý Teknolojisi!

X ýþýnlarý nötron yýldýzý ve karadelik gibi egzotik gök cisimlerinin çevrelerinde oluþur. Enerjisi yüksek X ýþýnlarý oluþturmak için milyonlarca derecelik sýcaklýklar, Dünya’daki laboratuvarlarda oluþamayacak patlamalar (süpernova) ya da manyetik alanlar gerekir. X ýþýnlarý ve daha yüksek frekanslý ýþýmalar söz konusu olduðunda genelde dalga boylarýndan deðil enerjilerinden bahsedilir.

X ýþýnlarýnýn yüksek enerjisi, merceklerle kýrýlarak odaklanmalarýna müsait deðildir. Parabolik aynalarý da kullanamayýz, çünkü X ýþýnlarý kritik bir açýdan (1 derecelik) büyük bir açý ile bir yüzeye çarptýklarýnda yansýmazlar, ya emilirler ya da yüzey inceyse etkileþmeden geçerler. Bu yüzden 10 keV’a kadar olan X ýþýnlarý odaklamak için küçük açý yansýtmalý teleskoplar (yüzey alanýný geniþletmek için iç içe geçmiþ metal silindirler) kullanýlýr. Tipik X ýþýný enerjisi 1 kilo elektron volt (keV), 0,12 nm dalga boyuna karþýlýk gelir.

10 keV’ýn üzerinde küçük açý yansýtmalý teleskop kullanmak istenirse teleskoplarýn yüzeyini özel, ince filmlerle kaplamak gerekir. Bu yöntemle 60 keV’a kadar çýkmak mümkün olmakla beraber, þu anda bu teknoloji ile çalýþan teleskoplar yapým aþamasýndadýr. Odaklanan X ýþýnlarý, X ýþýný CCD’leri üzerine düþer. X ýþýný CCD’lerinin temel prensibi görünür bölgede çalýþan CCD’lere benzer, ama önemli bir avantajlarý gelen ýþýðýn enerjisini doðrudan tespit edebilmeleridir. Böylece görüntüleme yaparken ayný anda bölge içindeki tüm kaynaklarýn tayfý da alýnmýþ olur.

Yumuþak X ýþýnlarý gibi sert X ýþýnlarý da (20 -100 keV) çok enerjili patlamalarýn, egzotik gök cisimlerinin ýþýmasý sonucu ortaya çýkýyor. Bunlarý yansýtmak ve kýrmak çok zor olduðu için kodlanmýþ maske tekniði denilen bir yöntemle görüntüleri alýnabiliyor. Maske çoðunlukla bir metalin üzerine iþlenmiþ bir desendir, boþ ve dolu kýsýmlardan oluþur. Boþluk kýsýmlardaki X ve gama ýþýnlarý algýlayýcýnýn yüzeyine düþer (algýlayýcý yüzeyinde maskenin gölgesi oluþur). Gölgenin þekli gelen fotonlarýn yönüne baðlýdýr. Çeþitli matematiksel dönüþümler yardýmýyla gölgeyi kullanarak her kaynaðýn pozisyonu ve parlaklýðý bulunabilir.

X ýþýnlarý teknolojisine dair uzay bilimleri alanýnda kullanýlan dört X ýþýný uzay teleskobu var. Bunlardan XRT (X-ray Telescope) alçak yörüngede, gama ýþýný patlamalarýna hýzlýca yönelen SWIFT uydusunun üzerinde. Gama ýþýný patlamasý tespit edildikten birkaç dakika sonra tayfý alýnabiliyor. Ayrýca ESA’nýn XMM-Newton ve NASA’nýn Chandra uydularý eliptik yörüngede birbirlerini tamamlayan teleskoplar taþýyor. XMM-Newton geniþ alaný ile sönük cisimleri incelememize ve zamansal analiz yapmamýza izin verirken, Chandra çok iyi görüntü ve enerji çözünürlüðü ile çalýþýp parlak sistemler hakkýnda ayrýntýlý bilgi edinmemizi saðlýyor.

Japon uydusu Suzaku üzerindeki teleskop da XMM-Newton’daki teleskoba benzer özelliklere sahip. SWIFT üzerindeki BAT ve INTEGRAL uydusu üzerindeki tüm algýlayýcýlar, yüksek enerjili ýþýnlarýn gözlenmesinde kullanýlan özel nitelikte bir algýlayýcý ile maske sistemi kullanmayý gerektirir. Enerji arttýkça kullanýlan maskenin ve algýlayýcýnýn da kalýnlýðýnýn artýrýlmasý gerekir. Yoksa yüksek enerjili fotonlar etkileþmeden algýlayýcýnýn içinden geçebilirler.

Kaynak: Bilimnet

Sürekli X-Iþýnlarý!

X-Iþýnlarý 1895 yýlýnda Alman Fizikçi Wilhelm Röntgen tarafýndan keþfedildi. Ýlgili ýþýnlar aslýnda oldukça kýsa dalgaboylu elektromanyetik dalga niteliði taþýrlar. X-Iþýnlarýnýn dalgaboyu Angstrom ( A ) olarak ifade edilir. Söz konusu ýþýnlar gama ýþýnlarý ile ultraviyole (mor-ötesi) bölge arasýnda kalýrlar.

X-Iþýnlarý bölgesi de kendi içinde yumuþak (az girici) ve sert (çok girici) X-Iþýnlarý olarak 2'ye ayrýlarak incelenebilir.

X-Iþýnlarý ya da diðer adý ile Röntgen ýþýnlarý hastanelerde geniþ bir uygulama alanýna sahiptir. Ýlgili ýþýnlarýn üretiminde elektronlarý yeterince hýzlandýrmak için oldukça yüksek bir voltaj ( V ) kaynaðýna ihtiyaç vardýr.

Elektromanyetik Dalgalar / X Iþýnlarý!

Dalga boylarý yaklaþýk (10)-9 m ile (10)-13 m aralýðýndadýr. Metal bir hedefe çarpan yüksek enerjili elektronlarýn aniden yavaþlatýlmasý yani ivmeli hareket yapmasý sonucu oluþur. Röntgen ýþýnlarý olarak da anýlan ilgili ýþýnlar, týpta taný ve kanser tedavisinde kullanýlýr. Söz konusu ýþýnlar canlý dokulara zarar vereceðinden mümkün olduðunca bu ýþýnlardan uzak durmak gerekir.