X-rays รังสีเอกซ์

X-rays รังสีเอกซ์

รังสีเอกซ์คืออะไร

รังสีเอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งเช่นเดียวกับคลื่นไมโครเวฟ อินฟราเรด แสงขาว อัลตราไวโอเลต และรังสีแกมมา โดยรังสีเอกซ์เป็นรังสีที่มีพลังงานสูง มีสมบัติบางประการเหมือนคลื่น และสมบัติบางประการเหมือนอนุภาค มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 0.01-10 นาโนเมตร ซึ่งเป็นความยาวคลื่นที่อยู่ระหว่างรังสีอัลตราไวโอเลตกับรังสีแกมมา และมีความถี่อยู่ในช่วง 3x1016 ถึง 3x1019Hz

แหล่งกำเนิดของรังสีเอกซ์ตามธรรมชาติ ได้แก่ ก๊าซเรดอน ปรากฏการณ์ฟ้าผ่า และรังสีคอสมิก ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงระดับชั้นพลังงานของอิเล็กตรอน (ออบิทัล) ที่อยู่รอบนิวเคลียสเมื่อได้รับการกระตุ้น แต่มันจะพยายามกลับสู่สภาวะปกติโดยการย้ายจากระดับชั้นพลังงานที่สูงกว่าไปอยู่ในระดับชั้นพลังงานที่ต่ำกว่าของอิเล็กตรอน และปลดปล่อยพลังงานจำนวนหนึ่งออกมา พลังงานนี้เป็นพลังงานพิเศษที่อยู่ในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือโฟตอน เรียกว่า รังสีเอกซ์ (x-rays)

คุณสมบัติรังสีเอกซ์

1. เป็นรังสีประเภทคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับรังสีแกมมา แต่มีช่วงความยาวคลื่นต่ำกว่า คือ ประมาณ 0.01 – 100 Å (อังสตรอม)
2. มีคุณสมบัติเหมือนกับแสงสว่างธรรมดา มีความเร็วการเดินทางในสุญญากาศเท่ากับความเร็วแสง คือ 3.8×108m/s นอกจากนี้ ยังมีคุณสมบัติการสะท้อน การหักเห และเบี่ยงเบน เหมือนกับแสงสว่างธรรมดา
3. เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง และไม่ถูกทำให้เบี่ยงเบนโดยสนามแม่เหล็ก และไฟฟ้า
4. ทำให้วัตถุบางอย่างเรืองแสงได้ ซึ่งวัตถุจะต้องมีสารบางอย่างที่ทำให้เรืองแสงได้
5. เป็นรังสีก่อไอออน เมื่อผ่านในตัวกลางที่เป็นอากาศหรือก๊าซ
6. ทำให้เกิดรอยดำบนแผ่นฟิล์มถ่ายรูปได้ เช่นเดียวกับแสงสว่าง
7. ทะลุทะลวงผ่านวัตถุต่าง ๆ ได้ดี สามารถทะลุผ่านเนื้อเยื่อมนุษย์ และสัตว์ พลาสติก เสื้อผ้า แต่ไม่สามารถผ่านโลหะตะกั่วหรือคอนกรีตหนาๆได้
8. ถูกดูดกลืนโดยวัตถุที่มีเลขเชิงมวลสูง
9. มีสมบัติเช่นเดียวกับแสง เช่น การสะท้อน (reflection) การหักเห (refraction) การเลี้ยวเบน (diffraction)
10. ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสารชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต เช่น เซลล์ของร่างกายถูกทำลาย หรือเกิดการกลายพันธุ์ (Mutation) ถ้าได้รับรังสีเป็นจำนวนมาก และเป็นเวลานาน

ประเภทของรังสีเอกซ์

รังสีเอกซ์แบ่งได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ ฮาร์ดเอกซเรย์ (Hard x-rays) และซอฟต์เอกซเรย์ (Soft x-rays)
1. ฮาร์ดเอกซเรย์ (Hard x-rays) เป็นรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานสูง มากกว่า 5-10 keV จึงมีอำนาจในการทะลุทะลวงสูง มักถูกนำมาใช้ทางการแพทย์ เช่น การเอกซเรย์กระดูก เนื่องจากมันมีอำนาจทะลุทะลวงเนื้อเยื่อแต่ไม่สามารถผ่านกระดูกได้ และรักษาความปลอดภัยในสนามบิน เช่น การตรวจหาวัตถุต้องสงสัย
2. ซอฟต์เอกซเรย์ (Soft x-rays) เป็นรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานต่ำกว่าฮาร์ดเอกซเรย์ จึงมีอำนาจทะลุทะลวงน้ำได้ลึกประมาณ 1 ไมโครเมตรเท่านั้น

การค้นพบรังสีเอกซ์

นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน (Wilhelm Conrad Roentgen) ค้นพบรังสีเอกซ์โดยบังเอิญในปี 1895 จากการศึกษารังสีแคโทดภายในหลอดสุญญากาศ เขาตั้งข้อสังเกตว่ามีรังสีชนิดหนึ่งที่มองไม่เห็นและมีอำนาจทะลุทะลวงสูง และเรียกมันว่า รังสีเอกซ์ อย่างไรก็ตาม เป็นโชคดีของเรินต์เกนที่ไม่ได้รับอันตรายจากรังสีเอกซ์แต่อย่างใด เนื่องจากอุปกรณ์ทดลองมีส่วนป้องกันเขาไว้ โดยหลังการค้นพบรังสีปริศนาที่เขาเรียกว่า รังสีเอกซ์ ในห้องทดลอง เรินต์เกนยังคงทำการศึกษาถึงอำนาจทะลุทะลวงของมันต่อไป และได้ถ่ายภาพมือภรรยาของเขาด้วยรังสีเอกซ์ไว้เป็นภาพแรกด้วย

ประโยชน์ของรังสีเอกซ์

ความเสียสละของนักวิทยาศาสตร์นำมาซึ่งการค้นพบที่เป็นประโยชน์ของมวลมนุษยชาติ โดยเฉพาะประโยชน์ทางการแพทย์ เพราะภายหลังมีการนำรังสีเอกซ์มาใช้ในการวินิจฉัยทางการแพทย์ เช่น การตรวจหามะเร็งปอด นิ่วในไต การถ่ายภาพโครงสร้างกระดูกและฟัน ตลอดจนนำมาใช้ในการรักษา ซึ่งเกิดจากการที่ Emil Grubbe จาก Hahnemann Medical College สังเกตว่า ผิวหนังที่มือของเขาหลุดลอกหลังจากวางมือบนเครื่องผลิตรังสีเอกซ์ เขาจึงแนะนำให้ทดลองใช้รังสีเอกซ์กับผู้ป่วยมะเร็งเต้านมที่หมดหวังในการรักษาแล้ว และผลปรากฏว่ามะเร็งของเธอหดเล็กลงและดูเหมือนอาการจะดีขึ้น การรักษาด้วยรังสีเอกซ์จึงถือกำเนิดขึ้น

นอกจากนี้ยังมีการใช้ประโยชน์จากรังสีเอกซ์อีกมากมายอย่างการถ่ายภาพรังสีอุตสาหกรรม การรักษาความปลอดภัยสนามบิน การสร้างสรรค์งานศิลปะ การถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ เป็นต้น

อ้างอิง: http://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/66435/-blo-sciphy-sci-

http://www.siamchemi.com/%E0%B8%A3%E0%B8%B1%E0%B8%87%E0%B8%AA%E0%B8%B5%E0%B9%80%E0%B8%AD%E0%B8%81%E0%B8%8B%E0%B9%8C/