الأشعة السينية x-ray

- في عام 1895 اكتشف عالم ألماني اسمه ويليام رونتجن - رونتجن اكتشف أعظم واهم انجاز طبي في تاريخ البشرية وهو التشخيص باستخدام أشعة اكس التي تسمح للأطباء بتشخيص الكسور في العظام بدون إجراء عملية جراحية كما تستخدم أشعة اكس للكشف على الأجسام الغريبة في جسم الإنسان وتطور التشخيص بأشعة اكس لتمكن الأطباء من تصوير الأوعية الدموية والأعضاء البيولوجية في جسم الإنسان.

ما هي أشعة أكس؟ - أشعة اكس في الأساس مثل الأشعة المرئية حيث أنها جزء من الطيف الكهرومغناطيسي ولكن أشعة اكس تحمل طاقة أكبر من طاقة الأشعة المرئية بكثير.  - تمتاز أشعة اكس بان طاقة فوتوناتها أكير من طاقة فوتونات الأشعة المرئية وهذا يعني أن ترددها كبير وطولها ألموجي قصير.

1- الإنبعاث التلقائي: عندما ينتقل الإلكترون من مستوى الطاقة السفلي إلى مستوى الطاقة العلوي يمكث فترة زمنية تعرف بالعمر الزمني بعد إنقضاء فترة العمر الزمني يهبط الإلكترون إلى مستوى الطاقة السفلي فيشع فوتونا واحدا له نفس تردد الفوتون الأصلي . 2- الإنبعاث القسري: تكون الذرة في حالة إثارة ثم تقذف الذرة بجسم ضوئي بحيث يجبر الإلكترون على الهبوط للمستوى السفلي قبل إنقضاء فترة العمر الزمني فيشع فوتونين لهما نفس تردد واتجاه الفوتون الأصلي .

كيف أن الذرة التي تنتج الأشعة المرئية هي نفسها التي تنتج أشعة أكس؟ - كلاً من الأشعة المرئية وأشعة اكس تنتج من الانتقال الالكتروني بين مستويات الطاقة في الذرة.  تشغل الالكترونات مستويات طاقة أو مدارات مختلفة حول النواة في الذرة وعندما ينتقل إلكترون من مستوى طاقة عالي إلى مستوى طاقة منخفض ينطلق فوتون يحمل فرق الطاقة بين المستويين. - إذا نستنتج أن ما يحدد طاقة الفوتون الناتج أو المنبعث من الذرة هو الانتقال الالكتروني بين مستويات الطاقة.  - عندما يصطدم الفوتون المنبعث بذرة أخرى فإن تلك الذرة تمتص طاقة الفوتون من خلال احد الكتروناتها لينتقل الإلكترون من مستوى طاقة منخفض إلى مستوى طاقة أعلى لأنه امتص طاقة إضافية. - وشرط امتصاص الإلكترون طاقة الفوتون ان تكون طاقة الفوتون تساوي فرق مستويات الطاقة التي سينتقل لها الإلكترون .

جهاز إنتاج أشعة اكس يشكل الإلكترون قلب جهاز إنتاج أشعة اكس والذي يتكون من كاثود وأنود داخل انبوبة زجاجية مفرغة من الهواء.  يتكون الكاثود من فتيلة تسخين مثل الموجودة في المصباح الكهربي، عندما يمر التيار الكهربي خلال الفتيلة ترتفع درجة حرارتها تدريجياً إلى أن تصل درجة الحرارة التي تمكن إلكترونات الفتيلة من الانبعاث من سطحها.  الأنود عبارة عن قرص من التنجستين مشحون بشحنة موجبة تعمل على جذب الالكترونات المحررة من الكاثود.

ملاحظات: 1- الخلايا المكونة للجلد في أجسامنا تتكون من ذرات صغيرة وبالتالي لا تمتص أشعة اكس بينما ذرات الكالسيوم المكونة للعظام هي ذرات كبيرة وتمتص فوتونات أشعة اكس. 2- أن العناصر الخفيفة ذات الذرات صغيرة لا تمتص أشعة اكس وان العناصر الثقيلة ذات الذرات الكبيرة تمتص أشعة اكس. 3- أن الذرة هي المسئولة عن إنتاج أشعة اكس ولكن يختلف الأمر عنه في حالة الأشعة المرئية حيث إنه يتم إثارة إلكترونات المدارات الداخلية للعنصر المنتج لأشعة اكس بينما في الأشعة المرئية يتم إثارة الكترونات المدارات الخارجية.

الإشعاع الذري

مقدمة: في عام 1896 وجد العالم الالماني هنري بيكرل أن ذرات اليورانيوم 92 تصدر إشعاعات تؤثر على الأفلام الفوتوغرافية ثم جاء العالمان الفرنسيان (ماري كوري) و(بيير كوري)واكتشفاعنصرين مشعين جديدين هما (البولونيوم 84)و (الراديوم 88).وقد أطلقت العالمة الفرنسية (مدام كوري) اسم النشاط الإشعاعي على هذه الظاهرة.

- تصدر هذه الإشعاعات من نواة الذرة - تصدر هذه الإشعاعات من نواة الذرة. - تحتوي النواة على البروتونات والنيترونات. - في نوي الذرات الثقيلة يكون عدد النيترونات أكبر بكثير من عدد البروتونات. - يسمى عدد البروتونات بالعدد الذري ويرمز ).Z له بالرمز ( - يسمى عدد البروتونات والنيترونات معا ).A بالعدد الكتلي ويرمز له بالرمز ( - كل العناصر التي يزيد عددها الذري عن 83هي عناصر مشعة.

) :α 1- دقائق ألفا( - هي عبارة عن نواة ذرة الهيليوم التي تحتوي على 2 بروتون و 2 نيوترون . - تنطلق دقائق ألفا من الأنوية الثقيلة التي يزيد عددها الكتلي عن 210 . - عند إنطلاق دقائق ألفا من نواة فإن عددها الذري ينقص بمقدار اثنين بينما ينقص عددها الكتلي بمقدار أربعة .

):β 2- دقائق بيتا( - هي أشعة لها نفس كتلة الإلكترون ونفس شحنته ):β 2- دقائق بيتا( - هي أشعة لها نفس كتلة الإلكترون ونفس شحنته. - تنطلق من الأنوية التي يزيد فيها عدد النيوترونات عن عددالبروتونات. - ينطلق إضافة لأشعة بيتا جسيم يعرف بـضد النيوترينو ويرمز له ).νبالرمز (

تنقسم دقائق بيتا إلى: 1- دقائق بيتا السالبة : يبقى العدد الكتلي ثابتا بينما يزيدعددالبروتونات بمقدار واحد. 2- دقائق بيتا الموجبة : يبقى العدد الكتلي ثابتا بينما ينقص عددالبروتونات بمقدار واحد.

):γ أشعة جاما ( - هي عبارة عن أمواج كهرو مغنطيسية وهي مثلها مثل بقية الأمواج الكهرومغنطيسية أي عبارة عن فوتونات لها طول موجي ولها تردد. - تنطلق هذه الأشعة من النواة التي بها طاقة زائدة . - تكون طاقة الفوتون لأشعة جاما مساوية للفرق بين طاقة الإثارة للنواة وطاقة المستوى الارضي للنواة ،أي أن: ذ = ط 2 – ط 1Xهـ