: اشعه ایکس ( X ) و تاثیر اون بر بدن

اشعه ایکس ( X ) یا پرتوهای رونتگن یه جور از امواج الکترومغناطیس با طول موج حدود ۱۰ تا ۱۰-۲ آنگسترومه که در بلورشناسی و عکسبرداری از اعضای داخلی بدن و عکسبرداری از درون اشیای جامد و به عنوان یکی از روشای تست غیرمخرب در تشخیص نقصای موجود در اشیای ساخته شده (مثلاً در لوله هاو…) کاربرد داره.

به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز، پرتوهای ایکس رو بوسیله بمباران هدفی فلزی با باریکه ای از الکترونهای سریع تولید می کنن. قطعات اصلی لامپ اشعه ایکس شامل کاتد واسه گسیل الکترونها و آند به عنوان هدفه، که هر دو درون لامپ خلا جای گرفته ان.

در سال ۱۸۹۵ ، درخشش کوتاه صفحه فسفرسانتی که در گوشه ای از آزمایشگاه نیمه تاریک بررسی اشعه کاتدیک قرار داشت، ذهن آماده و خلاق رنتگن که در اون زمان استاد فیزیک بود، متوجه پرتوهای تازه ای کرد که از حباب شیشه ای لامپهای کاتودیک بیرون زده و بی اینکه به چشم دیده شه به دور و بر پراکنده می شن.

اون چه مایه حیرت زدگی رنتگسن شده بود، نفوذ این تابشا از دیواره شیشه ای لامپ به بیرون و اثر اون روی صفحه فاوئورسانت در گوشه ای تقریبا دور از لامپ در آزمایشگاه بود. رنتگن به بررسیهای خود درباره کشف تازه که اون پرتو ایکس نامید (بخاطر فروتنی) ، ادامه داد. بعدا این اشعه رنتگن نامیده شد.

– گذشته

همونجوریکه ذکر شد پرتو ایکس در سال ۱۸۹۵ به وسیله ویلهلم کنراد رونتگن (رنتگن)، فیزیکدان آلمانی کشف شد و به دلیل نامعلوم بودن وجود اون، پرتو ایکس(X=نامعلوم) نامیده شد. اون فهمید که برخورد پرتوهای کاتدی بر جدارهای لامپ فضای خالی، پرتوهایی نامرئی با قدرت نفوذ بسیار زیاد تولید می کنه که روی فیلمای عکاسی اثر می ذارن.

چگونگی تولید پرتو کاتدی به این صورته که وقتی دو قطعه فلز کاتد(مثبت) و آند(منفی) که حامل دست کم ۱۰۰۰۰ ولت برق باشن وارد یه محفظه شیشه ای بسته باشن اون وقت فشار هوای درون اون محفظه رو کاهش بدیم یه پرتو نامریی از قطب منفی به قطب مثبت میره. که این پرتو رو میشه با موادی که خاصیت فسفرسانس دارن رو در مقابل پرتو بذاریم میشه اونو دید.

این فکر که پرتوهای ایکس، امواج الکترومغناطیس با طول موج بسیار کوتاهند، به کمک یه آزمایش پراش دوگانه که در سال ۱۹۰۶ به وسیله سی.گ.بارکلا انجام شد، تائید شد. اثبات قطعی وجود موجی پرتو ایکس در سال ۱۹۱۲ به وسیله فون لاوه ارائه شد.

– شکلای جور واجور پرتو ایکس

پرتو ایکس تکفام (تک رنگ):

پرتو ایکسی که فقط دارای یه طول موج خاصه رو پرتو ایکس تکفام می گن. پرتو ایکس سفید (پیوسته): پرتو ایکسی که تکفام نبوده و دارای طول موجایی در بازهٔ λ۱ تا λ۲ه. به کار گیری پرتوهای X تکفام و با شدت مناسب ، در بررسی عنصری کاربرد بسیار داره.اما در طیف Xهای برگشتی از نمونه، قله هایی که مربوط به پراکندگی کشسان و ناکشسانه مشاهده می شه و در بررسی این قله ها پدیده هایی مشاهده می شن که طبیعی به نظر نمی رسن.که این مربوط به دو خط Ka و KBه که پس از برخورد با نمونه های فلزی رو شده اما نسبت این دو خط در پراکندگی کشسان تغییر می کنه.حدس ما واسه تعبیر این تغییر شدت ، تاثیر ساختار بلوری در پراکندگی (اثر براگ) پرتو Xه .و اگه این حدس درست باشه میشه از اون واسه تولید پرتو تکفام X استفاده کرد.واسه بررسی درستی این حدس اول سیستم آزمایش مناسبی رو واسه بررسی این پراکندگی ساختیم و به موازات اون با در نظر گرفتن محاسبات تئوری که در فصل اول درباره پراکندگی براگ ارائه کردیم آزمایش رو در فصل سوم مثل سازی کردیم و شکل باریکه X خروجی رو مثل سازی کردیم.نمودار شدت پرتوهای X خروجی به وجود اومده به وسیله هدف Zr در دو رابطه با X و Yه که از آزمایش بدست اومده همین نمودارها هستش که مثل سازی شده روشنی توافق یافته های تجربی با مثل سازی مشخصه .مثل سازی واسه نمونه های دیگری هم انجام شده .

با به کار گیری این مثل سازی میشه سطح مؤثر برخورد پرتوهای X با نمونه رو محاسبه کرده و با به کار گیری اندازه این سطح، ابعاد مناسبی رو واسه نمونه پیش بینی کنیم.مثل سازی ما توانایی این رو داره که این سطح رو واسه حالاتی که پرتو فرودی با پرتو پراکنده شده زوایای مختلفی می سازه، محاسبه کنه.این یافته ها واسه هدف Ti (تیتانیوم) و واسه هدف Zr (زیرکونیم) نشون داده شده .توافق یافته های نظری و تجربی نشون دهنده مناسب بودن این آرایش آزمایش ، واسه بررسی مسئله پراکندگیه .

پس با این سیستم آزمایش ، پراکندگی رو یه بار از روی یه نمونه مسی و یه بار از روی نمک طعام، بررسی کردیم در این آزمایشها هدف Ti بود که نسبت Ka/KB=100/13 هستش .اما این نسبت در زوایای جور واجور پراکندگی تغییر می کنه در آزمایش انجام شده با نمونه مسی این تغییرات از ۰/۳۱ تا ۲۳۰ واسه زوایای ۲۷/۵ درجه تا ۴۷/۵ درجه، و واسه نمونه نمک طعام تغییرات از ۰/۰۱۵ تا ۲۶۸۰ واسه زوایای ۵/۱۲ درجه تا ۳۰ درجه س که در بعضی زاویه ها KB ماکزیمم و در بعضی زاویه ها Ka ماکزیممه .مشاهده می شه که نسبت (Ka)Nal/(Ka)Cuدرصد۱۲۴ه .یعنی شدت قله های Nal از مس بسیار بیشتره .

از طرفی با در نظر گرفتن رابطه براگ و مشخص بودن انرژی و در نتیجه طول موج Ka و KB مربوط به Ti میشه زوایایی رو که این طول موجها در اونا ماکزیمم پراش رو دارن محاسبه کرد.مثلا واسه انرژی KB این زاویه ۴۱/۲۸ درجه از صفحه (۱۱۱) مس و ۴۹/۱۶ درجه از صفحه (۲۰۰) مسه که با یافته های تجربی بدست اومده مطابقت داره.

پس حدس ما در مورد تاثیر پراش براگ در تغییر نسبت Ka و KB درسته .پس با انتخاب زاویه مناسب میشه شدت یکی از پرتوهای Ka یا KB رو ماکزیمم کرد و اینطوری اشعه X تکفام تولید کرد.اگه بتونیم شکل هندسی مناسبی واسه پراکنده انتخاب کنیم تا شدت تابشا رو بیشتر و اونو کانونی کنه، میشه پرتو تکفام با شدت مناسب واسه بررسی عناصر بدست آورد.در همین زمینه با در نظر گرفتن آزمایشهای فوق انتخاب یه پراکننده کروی، امکان میده تا کلیه پرتوهایی رو که تحت زاویه مشخصی بازتابیده ان، تو یه نقطه جمع کنیم.این سیستم رو در فصل سوم مثل سازی کردیم و یافته های پخش شدت تابشا رو روی صفحه نمونه بدست آوردیم.انجام آزمایشهای مربوط به این حالت و مثل سازی سیستم کاملتر خود پروژه مفصلیه که مثل سازی ما نقطه شروعی واسه اون هستش .

اجرای عملی ساخت پراکننده کروی (در مورد مس یا فلز مناسب دیگه) و ساخت محفظه آزمایش مناسب دارای پیچیدگی و مشکلاته که باید با به کار گیری روشای مناسب حل شه.

درمورد به کار گیری تک بلور به خاطر شدید بودن زیاد پرتو پراشیده، میشه به تک بلوری تقریبا” کوچیک (چند سانتی متر مربع) اکتفا کرد.اما واسه اینکه پرتو X پراشیده متمرکز باشه لازمه که این تک بلور منحنی باشه.

ساخت تک بلور منحنی دشواریهای زیادی داره که به نظر نمی رسه در چهارچوب تکنولوژی حاضر کشور قابل حل باشه.

آزمایشها و محاسبات این نوشته نشون میده که میشه از پدیده پراش پرتو X (حساس به طول موج) واسه تکمیل روشای عادی در آزمایشگاه و اندوگراف (حساس به انرژی) استفاده کرد.

– روشای تولید

موقع برخورد الکترونهای با سرعت بالا به فلزات، الکترونای لایه های پایین تر به لایه های بالاتر منتقل شده (اتما برانگیخته می شن) و موقع برگشت الکترونا به حالت پایه انرژی مازاد رو به صورت پرتو ایکس گسیل می کنن.

پس هر لامپ تولید پرتو ایکس باید شامل: منبع الکترون ، میدون شتاب دهنده به الکترونها و هدف فلزی باشه. هم اینکه از اونجایی که قسمت بیشتر انرژی جنبشی الکترونها هنگام برخورد به فلز هدف، به گرما تبدیل می شه، معمولاً فلز هدف رو با آب خنک می کنن تا ذوب نشه.

: اشعه ایکس ( X ) و تاثیر اون بر بدن –

پرتوهای ایکس رو بوسیله بمباران هدفی فلزی با باریکه ای از الکترونهای سریع تولید می کنن. قطعات اصلی لامپ اشعه ایکس شامل کاتد واسه گسیل الکترونها و آند به عنوان هدفه، که هر دو درون لامپ خلا جای گرفتن. با در نظر گرفتن اندازه نفوذ اشعه ایکس و فرکانس مربوطه اش از لامپهای اشعه ایکس متنوعی در کارای تحقیقاتی ، پزشکی ، صنعت و … استفاده می کنن.

– طیف اشعه ایکس

اشعه تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس یه طول موج نداره. بلکه شامل وسعت ای از طول موجهاست. پرتوهای ایکس بوسیله دو نوع روند تولید می شن: شتاب منفی الکترونها در موقع برخورد با انتهای ماده هدف پرتوهای ایکسی با طول موجهای متفاوت تولید می کنه.

این پرتو “سفید” یا نوار پیوسته فرکانسها در طیف اشعه ایکس رو به عنوان تابش ترمزی می شناسن. برخورد الکترون با اتم هدف موجب جابجایی الکترون مداری در اتم هدف و روندن اون به حالت پر انرژی تری می شه. این عمل رو برانگیزش می گن.

وقتی که الکترون مداری پر انرژی به موقعیت مداری اولین خود برمیگرده، خلاص شدن انرژی به شکل گسیل تابشی با فرکانس خاصی هستش. این پرتو شدت خیلی بیشتری نسبت به پرتو “سفید” زمینه داره.

معمولا واسه هر ماده هدف معینی بیشتر از یه طول موج اشعه ایکس هست. طول موج پرتو تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس ، حد پایینی داره که با ولتاژ لامپ نسبت عکس داره. پرتو حد پایینی طول موج طیف ، بیشترین اهمیت رو در پرتو نگاری داره. چون توانایی نفوذ اون بیشتره.

– مشخصه های روشن اشعه ایکس

بزرگی جریان لامپ بر پخش طول موج اشعه ایکس تولید شده اثر نداره. اما روی شدت پرتو موثره. طول موج اشعه ایکس یا اشعه گاما خیلی با اهمیته. با کم شدن طول موج ، نفوذپذیری پرتو به درون محیط زیاد می شه. به بیان دیگه در مقایسه با تابشی با طول موج بزرگتر ، تابشی با طول موج بسیار کوتاه قادر به نفوذ به ماده معینی با ضخامت بیشتر و یا چگالی بیشتر هستش. پس ، اگه دست کم طول موج پرتو تولید شده با افزایش ولتاژ لامپ کم بشه، نفوذپذیری پرتو افزایش پیدا می کنه.

– اثرات بیولوژیکی پرتو X

نفوذ پذیری پرتوهای ایکس تولید شده از پرتوهای گاما کمتر بوده اما واسه پرتوهای ایکس تولید شده در لامپهای اشعه ایکس بوسیله چشمه پرانرژی در مورد فولاد هم دیده می شه. باید توجه کرد که بیشترین ضخامتهای به کار گیری زمانهای پرتودهی چند دقیقه ای و فیلمی با سرعت متوسط میشه بررسی کرد. مقاطع ضعیفتر رو با به کار گیری زمانهای پرتودهی طولانی و فیلمی با سرعت زیاد میشه بررسی کرد .

تحقیقات ده های گذشته مخاطرات پرتوهای یونساز رو حتما روشن کرده . برهمین پایه امروزه اثرات بیولوژیکی پرتوهای یونساز رو به سه گروه جور واجور طبقه بندی می کنن :

-اثرات قطعی بدنی یا جسمی :

جزو آثار اولیه یا زودرس بوده که وقوع اونا حتمیه . که از سرخی پوست « Erythema» تا نکروز سلولها و عقب افتادگی رشد وقتی« که حاصل تابش مناطق اپی فیزییال در کودکانه » فرق داره .

– آثار آماری بدن :

همونطور که از نام اونا پیداست آماری بوده که از مهمترین اونا لوسمی « Leukemia » شکلای جور واجور سرطانها و کوتاهی عمره . نام دیگه این آثار ، آثار دیررسیه .

– اثرات ژنتیکی :

اثراتی که در فرزندان و نسلای آینده افراد مورد تابش ظاهر می شن و به وجود اومده به وسیله اثر پرتو روی DNAه .

اثر اشعه روی سلولها : به دو عامل مقدار اشعه و نوع سلول وابسته . کلا هر چی زمان تابش اشعه کمتر باشه اثر اون زیادتره چون درزمان اون فرصت واسه بازسازی  سلول موجود نیس .

اثر اشعه در قسمتهای جور واجور سلول و همینطور شکلای جور واجور سلول برابر نیس و همینطور این اثرات در حالات جور واجور یه سلول فرق داره . طبق تجربه هسته سلول ۲۵ بار حساس تر از سیتوپلاسمه از طرفی میدونیم خاصیت تولید مثل مربوط به هسته بوده پس ضایعات اون به مراتب خیلی بد تره هم اینکه تغییرات هسته برعکس سیتوپلاسم قابل بازسازی نیس . هر چند همه سلولهای زنده به اشعه X حساسند ولی این حساسیت در اونا فرق داره .

طبق قانون برگونی و توبیوند هرچه فعالیت تقسیم سلولی زیادتر و فاصله اون از زمان تقسیم بعدی بیشتر و عمل فیزیولوژیکی اون نامشخص تر باشه حساسیت اون نسبت به اشعه X بیشتر هستش .

در بین موجودات تک سلولی معمولاً باکتریها حساسیت زیادی به اشعه ندارن اما با تابش پرتو X و بقیه پرتوهای یونساز میشه کشت میکروبی رو استریل کرد و کلا حساسیت میکروبهای مریض کننده خیلی کمتر از سلولهای بدنه و از حساس ترین سلولهای بدن به ترتیب نزولی WBC و RBC موجود در طحال و تیموس و مغز استخون و سلولهای سمینال و تولید کننده اپیدرمه .باید یادآوری کرد که هر گاه بافتی به هر دلیل مثلاً آماس به حالت جنینی برگشت کنه حساسیت اون به اشعه زیاد می شه .

اثرات اشعه بر گلبولهای خونی : خود گلبولها در برابر پرتو حساسیت زیاد ندارن اما سلولهای تولید کننده اونا در غدد لنفاوی و طحال و مغز استخون حساسیت بالایی دارن ودر بین اونا بافت لنفوئید از بقیه حساستر بوده و بافت میلوئید که شامل گلبولهای سفید چند هسته ای  است حساسیت کمتری داره به خاطر همین لکوپنی زودتر از آنمی ظاهر می شه .

اثر اشعه بر بقیه بافتها : بافتای همبند دارای حساسیت کم در برابر اشعه هستن و مشکلات ایجادی در اونا در آخر آماسه ، غدد مترشحه نسبت به اشعه حساسیت زیاد داشته و منتهی به اختلالاتی در ترشحات اونا می شه صلبیه چشم مخصوصا در دوره جنینی به اشعه حساس بوده و در افراد بالغ گاه پس از چند ماه منتهی به کاتاراکت می شه .

اثر اشعه بر غدد تناسلی : اگه بیضه در برابر تابش قرار گیرد حجم کار اون کم شده و تعداد اسپرماتوزوئیدها هم کم شده و بعد به کلی از بین میره اما فعالیت جنسی عادیه .

نازایی ممکنه موقتی یا دائمی باشه . مقادیر کم اشعه که هیچ گونه ضایعه پوستی در بیضه ایجاد  نکنه ممکنه منتهی به نازایی شه . پرتو X  بر تخمدان هم اثر داشته و منتهی به نازایی موقت یا دائمی می شه ، هر چی فولیکولها به مرحله رسیدگی نزدیکتر باشه به اشعه حساسترند که اگه دوز اشعه کافی نباشه عقمی موقت ایجاد می شه .

.

منبع :

Categories:سلامتی
Published on :Posted on

Post your comment

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *