تعريف الاشعاع و الخصائص الفيزيائية للاشعة في التصوير

تعريف الاشعاع بشكل عام

كل انواع  الأشعة السينية وأشعة غاما تنتمي الي عائلة الموجات الكهرومغناطيسية من الطيف الكهرومغناطيسي  الذي هو المدى الكلي للاشعاعات الكهرومغناطيسية بجميع تردداتها ،وهذه الانواع من اشعة جاما والاشعة السينية لها نطاقات الترددات الخاصة بها وهي أعلى من ترددات الأشعة فوق البنفسجية . وبالنسبة الي أشعة جاما لها ترددات أعلى من الأشعة السينية X-Ray.

و كما يظهر في الشكل التالي ان فرق الترددات كبير بين الأشعة السينية وأشعة غاما حيث انه ، يتم إنتاج الأشعة السينية بشكل مصطنع باستخدام مولد الأشعة السينية عن طريق الطاقة الكهربائية على عكس أشعة غاما التي هي  من ناتج المواد المشعة في التفاعلات النووية.

فكما وضحنا سابقا انها تنتمي الى نفس الطول الموجي  الذي يدخل ضمنه الأشعة الضوئية والموجات الدقيقة وموجات الراديو واشعة الميكرويف والاشعة فوق البنفسجية وبشكل عام لا يمكن للانسان مشاهدة الأشعة السينية وأشعة غاما او  يسمعها او يحسها في لا تملك أي شحنات او كتلة وبالتالي لا تتآثر بالمجال الكهربائي او المجال المغناطيسي و يكون سفر وانتشار الاشعة في خطوط مستقيمة ، وعلى الرغم من انها مستقيمة الا انه يمكن ان تنكسر بطريقة تتشابه مع انكسار الضوء العادي كما هو موضح بالشكل ادناه

طبيعة عمل الاشعاع الكهرومغناطيسي

ان طبيعة الإشعاع الكهرومغناطيسي عبارة عن ذبذبات متزامنه في مجموعة من الحقول الكهربائية والمغناطيسية وهي في بعض الأحيان تشبه الجسيمات في تسارعها والسبب يعود الي أنها تحدث حزمات صغيرة من الطاقة تعرف باسم الفوتونات وكل فوتون يحتوي على كمية معينة من الطاقة وتتكون كل انواع الأشعة الكهرومغناطيسية من هذه الفوتونات والفرق الوحيد بين انواع الإشعاع الكهرومغناطيسي المختلفة هو كمية الطاقة الموجودة في الفوتونات.

كما تعود الخصائص الفيزيائية  في كل من الأشعة السينية وأشعة غاما لطول الموجة القصيرة التى تتألف من فوتونات تحمل  الحد الأدنى لطاقة للتأين والذي يسمى الاشعاع المؤين وبالتالي فان لديهم المزيد من الطاقة التي تجعلها تنتشر بسرعة ثم تمر وتسافر من خلال المواد الاكثر كثافة والاكثر سمكا ، ويعتمد درجة الاختراق على نوع المادة وشدة الاشعاع (قوة الفوتونات) ، وخلاصة القول ان هذه الاشعة تفعل ما لا يقدر ان تفعله غيرها من أشكال الاشعة والطاقة في الطيف الكهرومغناطيسي.

ملخص الخصائص  الفيزيائية لاشعة جاما واشعة اكس حسب الاتي:

• تسافر في خطوط مستقيمة في سرعة الضوء
• لايقدر الانسان من خلال حواسه ان يراها او يسمعها او يشعر بها
• مسارها لايمكن ان يتغير بالحقول والمجالات المغناطيسية والكهربائية
• يمكن لها ان تنعرج او تنكسر لدرجة صغيرة في الاتجاهات بين اثنين من المواد المختلفة وكما يمكن لها ايضا ان تنعكس في بعض الحالات.
• درجه الاختراق يعتمد علي طاقة الفوتونات
• لديهم القدرة بما يكفي من الطاقة الي تدمير واتلاف الخلايا الحية

دعاء … ربنا لا تؤاخذا ان نسينا او اخطآنا

نظرية عمل الاشعة السينية X-Ray

ان الأشعة السينية لها نوعان من العمليات الذرية المختلفة التي يمكنها من انتاج الفوتونات المحملة بالطاقة. ويطلق عليها اسماء اولا: إشعاع انكباحي او اشعاع الكبح بالانجليزية Bremsstrahlung وهو مصطلح ألماني وثانيا: K-shell emission او قذيفة الانبعاثات ، حيث يتم انتاج الذرات الثقيلة في التنغستن ، والتنجستن هو المادة المختارة لانود أنبوب الأشعة السينية.

وكلتا الطريقتين هي لانتاج الاشعة السينية عن طريق احداث تغيير في حالة الالكتروتات ، ومع ذلك فان الاشعاع الانكباحي أسهل للفهم باستخدام الفكرة الكلاسيكية وهي أن الإشعاع ينبعث عندما يحدث تغييرات على سرعة الالكترون في المواد المستهدفة التنغستن وبالتالي تحدث انتشار او تتناثر الالكترونات ويتغير اتجاهتها ويتم فقدان وخسارة الطاقة ومن ثم تتجمع حول النواه و يتم انتاج فوتون الأشعة السينية.

وعموما الالكترونات المنتشرة تعني الالكترونات المشتتة من خلال زوايا اكبر في عمليات التفاعل ، وعند هذه المرحلة يتم انتاج العديد من الفوتونات مع اطوال مختلفة من الموجات وبطبعية الحال فآن اي فوتون يحمل طاقة اكبر من الطاقة التي كانت عليها الالكترونات الاصلية ، وبعد انبعاث طيف الاشعة السينية يتم عملية ابطاء الالكترون الاصلي او يتم ايقافه نهائيا.

في الحقيقة لمزيد من التفاصيل حول الاشعة فقد قرآت مقال يشرح تفصيلا الاشعاع باللغة العربية بعنوان الاشعة الكهرومغناطيسية قد يهمك الاطلاع عليه وكما انني اامل ان اكون قد وفقت في تعريف الاشعاع و الخصائص الفيزيائية للاشعة في التصوير بشكل مبسط جدا لفنيين التصوير واذا وجد اي استفسار من فضلك اترك تعليقا.