X-Ray कैसे काम करता है ?

एक्स-रे, उच्च-ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप बनाती हैं। अधिकांश एक्स-रे में तरंगदैर्ध्य 0.01 से लेकर 10 नैनोमीटर तक होता है, जिसकी रेंज 30 पेटाहर्ट्ज़ से 30 एक्सहर्ट्ज़ (3 × 1016 हर्ट्ज से 3 × 1019 हर्ट्ज़) तक होती है और 100 ईवी से लेकर 100 केवी तक की ऊर्जा होती है। एक्स-रे तरंगदैर्ध्य यूवी किरणों की तुलना में कम होते हैं और आमतौर पर गामा किरणों की तुलना में लंबे होते हैं। जर्मन वैज्ञानिक विल्हेम रॉन्टगन के बाद कई भाषाओं में एक्स-रेडिएशन को रॉन्टगन विकिरण कहा जाता है, जिन्होंने 8 नवंबर, 1895 को इसकी खोज की थी। उन्होंने एक अज्ञात प्रकार के विकिरण को दर्शाने के लिए इसे एक्स-विकिरण का नाम दिया। अंग्रेजी भाषा में एक्स-रे (एस) की वर्तनी में वेरिएंट एक्स-रे (एस), एक्सरे (एस), और एक्स रे (एस) शामिल हैं।

गुण

एक्स-रे फोटॉन परमाणुओं को आयनित करने और आणविक बंधनों को बाधित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा ले जाते हैं। यह इसे एक प्रकार का आयनीकरण विकिरण बनाता है, और इसलिए जीवित ऊतक के लिए हानिकारक है। थोड़े समय के लिए बहुत अधिक विकिरण खुराक विकिरण बीमारी का कारण बनती है, जबकि कम खुराक विकिरण-प्रेरित कैंसर का खतरा बढ़ा सकती है। मेडिकल इमेजिंग में यह बढ़ा हुआ कैंसर का जोखिम आमतौर पर परीक्षा के लाभों से बहुत अधिक है। विकिरण चिकित्सा का उपयोग कर घातक कोशिकाओं को मारने के लिए एक्स-रे की आयनकारी क्षमता का उपयोग कैंसर उपचार में किया जा सकता है। इसका उपयोग एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके भौतिक लक्षण वर्णन के लिए भी किया जाता है।
540 ईवी पर ऑक्सीजन अवशोषण बढ़त दिखाते हुए पानी में एक्स-रे की क्षीणन लंबाई, फोटोबेसोरेशन की ऊर्जा depend 3 निर्भरता, साथ ही साथ कॉम्पटन बिखरने के कारण उच्च फोटॉन ऊर्जा पर एक लेवलिंग बंद। नरम एक्स-रे की तुलना में क्षीणन की लंबाई कठोर एक्स-रे के लिए परिमाण के चार आदेशों के बारे में है।
हार्ड एक्स-रे अपेक्षाकृत मोटी वस्तुओं को बहुत अधिक अवशोषित या बिखरे बिना कर सकते हैं। इस कारण से, एक्स-रे व्यापक रूप से नेत्रहीन अपारदर्शी वस्तुओं के अंदर की छवि के लिए उपयोग किया जाता है। सबसे अधिक बार देखे जाने वाले अनुप्रयोग मेडिकल रेडियोग्राफी और हवाई अड्डे के सुरक्षा स्कैनर में होते हैं, लेकिन उद्योग (जैसे औद्योगिक रेडियोग्राफी और औद्योगिक सीटी स्कैनिंग) और अनुसंधान (जैसे छोटे जानवर सीटी) में भी समान तकनीक महत्वपूर्ण हैं। प्रवेश गहराई एक्स-रे स्पेक्ट्रम पर परिमाण के कई आदेशों के साथ भिन्न होती है। यह फोटॉन ऊर्जा को अनुप्रयोग के लिए समायोजित करने की अनुमति देता है ताकि वस्तु के माध्यम से पर्याप्त संचरण दे सके और साथ ही छवि में अच्छा कंट्रास्ट प्रदान कर सके।
एक्स-रे में दृश्यमान प्रकाश की तुलना में बहुत कम तरंग दैर्ध्य होते हैं, जो सामान्य माइक्रोस्कोप का उपयोग करके देखे जाने की तुलना में बहुत छोटे संरचनाओं की जांच करना संभव बनाता है। इस गुण का उपयोग एक्स-रे माइक्रोस्कोपी में उच्च रिज़ॉल्यूशन की छवियों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है, और क्रिस्टल में परमाणुओं के पदों को निर्धारित करने के लिए एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी में भी किया जाता है।

प्रतिकूल प्रभाव

एक गर्भवती महिला के पेट के रेडियोग्राफ़, एक ऐसी प्रक्रिया जिसे लाभ बनाम जोखिम के उचित मूल्यांकन के बाद ही किया जाना चाहिए।
एक्स-रे जलने के कारण हाथ की विकृति। ये जलन दुर्घटनाएं हैं। जब उन्हें पहली बार खोजा गया और उनका उपयोग किया गया, तो एक्स-रे को परिरक्षित नहीं किया गया और लोगों को विकिरण से जलने की जलन हुई।
डायग्नोस्टिक एक्स-रे (मुख्य रूप से इस्तेमाल की जाने वाली बड़ी खुराक के कारण सीटी स्कैन से) उजागर होने वालों में विकासात्मक समस्याओं और कैंसर का खतरा बढ़ जाता है। विश्व स्वास्थ्य संगठन की अंतर्राष्ट्रीय एजेंसी कैंसर और यू.एस. सरकार दोनों द्वारा एक्स-किरणों को एक कैसरजन के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यह अनुमान लगाया गया है कि संयुक्त राज्य अमेरिका में मौजूदा कैंसर का 0.4% अतीत में किए गए गणना टोमोग्राफी (सीटी स्कैन) के कारण है और यह 2007 के सीटी उपयोग की दरों के साथ 1.5-2% तक बढ़ सकता है।
प्रायोगिक और महामारी विज्ञान के डेटा वर्तमान में इस प्रस्ताव का समर्थन नहीं करते हैं कि नीचे विकिरण की एक दहलीज खुराक है जिससे कैंसर का कोई खतरा नहीं है। हालांकि, यह संदेह के दायरे में है। यह अनुमान लगाया गया है कि नैदानिक ​​एक्स-रे से अतिरिक्त विकिरण 75 वर्ष की आयु तक औसत व्यक्ति के संचयी जोखिम को 0.63.0% तक बढ़ा देगा। अवशोषित विकिरण की मात्रा एक्स-रे परीक्षण के प्रकार और शरीर के अंग के शामिल होने पर निर्भर करती है। सीटी और फ्लोरोस्कोपी, सादे एक्स-रे की तुलना में विकिरण की उच्च मात्रा में प्रवेश करते हैं।
बढ़े हुए जोखिम को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, एक सादे छाती का एक्स-रे एक व्यक्ति को पृष्ठभूमि विकिरण से उतनी ही मात्रा में उजागर करेगा, जो लोगों को 10 दिनों में हर दिन (स्थान के आधार पर) उजागर किया जाता है, जबकि एक दंत एक्स-रे से एक्सपोज़र होता है। पर्यावरण पृष्ठभूमि विकिरण के लगभग 1 दिन के बराबर। इस तरह के प्रत्येक एक्स-रे जीवनकाल कैंसर के जोखिम के प्रति 1 लाख से कम जोड़ देगा। एक पेट या छाती सीटी पूरे शरीर में पृष्ठभूमि विकिरण के 2-3 साल के बराबर होगी, या पेट या छाती पर 4-5 साल, जीवनकाल कैंसर के जोखिम को 1 प्रति 1,000 से 1 से 10,000 तक बढ़ा देगा। इसकी तुलना अमेरिकी नागरिक के जीवनकाल के दौरान कैंसर विकसित करने की लगभग 40% संभावना से की जाती है। उदाहरण के लिए, छाती के सीटी स्कैन से धड़ को प्रभावी खुराक लगभग 5 mSv है, और अवशोषित खुराक लगभग 14 mGy है। एक हेड सीटी स्कैन (1.5mSv, 64mGy) जो कि एक बार और इसके विपरीत एजेंट के बिना एक बार किया जाता है, सिर के लिए 40 साल की पृष्ठभूमि विकिरण के बराबर होगा। सीटी के कारण प्रभावी खुराक का सटीक अनुमान उपयोग किए गए तरीके के आधार पर वयस्क सिर के स्कैन के लिए लगभग ± 19% से head 32% की अनुमान अनिश्चितता सीमा के साथ मुश्किल है।
भ्रूण में विकिरण का खतरा अधिक होता है, इसलिए गर्भवती रोगियों में, जांच के लाभ (एक्स-रे) भ्रूण के संभावित खतरों के साथ संतुलित होने चाहिए। अमेरिका में, अनुमानित 62 मिलियन सीटी स्कैन सालाना किए जाते हैं, जिनमें बच्चों पर 4 मिलियन से अधिक शामिल हैं। अनावश्यक एक्स-रे (विशेष रूप से सीटी स्कैन) से बचने से विकिरण की खुराक और किसी भी संबद्ध कैंसर का खतरा कम हो जाता है।
मेडिकल एक्स-रे मानव निर्मित विकिरण जोखिम का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। 1987 में, उन्होंने संयुक्त राज्य में मानव निर्मित स्रोतों से जोखिम का 58% हिस्सा लिया। चूंकि मानव निर्मित स्रोतों में कुल विकिरण जोखिम का केवल 18% हिस्सा होता है, जिनमें से अधिकांश प्राकृतिक स्रोतों (82%) से आते हैं, मेडिकल एक्स-रे केवल कुल अमेरिकी विकिरण जोखिम के 10% के लिए जिम्मेदार थे; संपूर्ण (परमाणु चिकित्सा सहित) चिकित्सा प्रक्रियाएं कुल विकिरण जोखिम के 14% के लिए जिम्मेदार हैं। 2006 तक, हालांकि, संयुक्त राज्य अमेरिका में चिकित्सा प्रक्रियाएं 1980 के दशक की शुरुआत की तुलना में अधिक आयनीकृत विकिरण में योगदान दे रही थीं। 2006 में, मेडिकल एक्सपोजर ने सभी स्रोतों से अमेरिकी आबादी के कुल विकिरण जोखिम का लगभग आधा हिस्सा गठित किया। वृद्धि चिकित्सा इमेजिंग प्रक्रियाओं, विशेष रूप से गणना टोमोग्राफी (सीटी) में और परमाणु चिकित्सा के उपयोग में वृद्धि के विकास के लिए विकास योग्य है।
दंत एक्स-रे के कारण खुराक प्रक्रिया और प्रौद्योगिकी (फिल्म या डिजिटल) के आधार पर काफी भिन्न होता है। प्रक्रिया और प्रौद्योगिकी पर निर्भर करते हुए, मानव का एकल डेंटल एक्स-रे 0.5 से 4 एमआरएम के संपर्क में आता है। एक्स-रे की एक पूर्ण मुंह श्रृंखला में 40 (अधिकतम) तक 18 (फिल्म) मर्म तक का एक जोखिम हो सकता है, एक वार्षिक औसत से 40 मरम तक।
वित्तीय प्रोत्साहन को उन डॉक्टरों के साथ एक्स-रे उपयोग पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव दिखाया गया है, जिन्हें अधिक एक्स-रे प्रदान करने वाले प्रत्येक एक्स-रे के लिए एक अलग शुल्क का भुगतान किया जाता है।

उपयोग

प्रत्येक बिंदी, जिसे प्रतिबिंब कहा जाता है, इस विवर्तन पैटर्न में क्रिस्टल के माध्यम से गुजरने वाली बिखरी हुई एक्स-रे के रचनात्मक हस्तक्षेप से बनती है। डेटा का उपयोग क्रिस्टलीय संरचना को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी जिसमें एक क्रिस्टल में परमाणुओं के बारीकी से फैले जाली के माध्यम से एक्स-रे के विवर्तन द्वारा निर्मित पैटर्न को रिकॉर्ड किया जाता है और फिर उस जाली की प्रकृति को प्रकट करने के लिए विश्लेषण किया जाता है। 1990 के दशक के शुरुआती दौर में, प्रयोग किए गए थे, जिसमें दो अलग-अलग सामग्रियों से मोटी कुछ परमाणुओं को थ्यू-मोर्स अनुक्रम में जमा किया गया था। परिणामी वस्तु को एक्स-रे विवर्तन पैटर्न का उत्पादन करने के लिए पाया गया था। एक संबंधित तकनीक, फाइबर विवर्तन, का उपयोग डीएनए की दोहरी पेचदार संरचना की खोज के लिए रोजालिंड फ्रैंकलिन द्वारा किया गया था। एक्स-रे खगोल विज्ञान, जो खगोल विज्ञान की एक अवलोकन शाखा है, जो आकाशीय वस्तुओं से एक्स-रे उत्सर्जन के अध्ययन से संबंधित है। एक्स-रे सूक्ष्म विश्लेषण, जो बहुत छोटी वस्तुओं की छवियों का उत्पादन करने के लिए नरम एक्स-रे बैंड में विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करता है। एक्स-रे प्रतिदीप्ति, एक तकनीक जिसमें एक्स-रे एक नमूने के भीतर उत्पन्न होते हैं और पता लगाया जाता है। नमूने की संरचना की पहचान करने के लिए एक्स-रे की आउटगोइंग ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है। औद्योगिक रेडियोग्राफी, विशेष रूप से वेल्ड के औद्योगिक भागों के निरीक्षण के लिए एक्स-रे का उपयोग करती है।
निरीक्षण और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए एक्स-रे का उपयोग करना: मरने और बंधन तारों की संरचनाओं में अंतर वाम चिप को नकली होने का पता चलता है। प्रमाणीकरण और गुणवत्ता नियंत्रण, एक्स-रे का उपयोग पैक वस्तुओं के प्रमाणीकरण और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए किया जाता है। औद्योगिक सीटी (कंप्यूटेड टोमोग्राफी) एक प्रक्रिया है जो एक्स-रे उपकरण का उपयोग बाहरी और आंतरिक दोनों घटकों के तीन आयामी प्रतिनिधित्व का उत्पादन करने के लिए करती है। यह कई दिशाओं में स्कैन की गई वस्तु के प्रक्षेपण चित्रों के कंप्यूटर प्रसंस्करण के माध्यम से पूरा किया जाता है। पेंटिंग्स को अक्सर अंडरट्रिंग्स और पेंटिमेंटी को प्रकट करने के लिए एक्स-रे किया जाता है, पेंटिंग के दौरान या बाद के पुनर्स्थापकों द्वारा परिवर्तन। लीड पिगमेंट जैसे कई पिगमेंट रेडियोग्राफ में अच्छी तरह से दिखाई देते हैं। चित्रों में पिगमेंट की प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण करने के लिए एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोस्कोपी का उपयोग किया गया है। उदाहरण के लिए, वान गाग के चित्रों में रंग की गिरावट का विश्लेषण करना। विमान सुरक्षा सामान स्कैनर विमान पर लोड करने से पहले सुरक्षा खतरों के लिए सामान के इंटीरियर का निरीक्षण करने के लिए एक्स-रे का उपयोग करते हैं। ट्रकों के इंटीरियर का निरीक्षण करने के लिए बॉर्डर कंट्रोल ट्रक स्कैनर और घरेलू पुलिस विभाग एक्स-रे का उपयोग करते हैं।
एक्स-रे आर्ट और फाइन आर्ट फ़ोटोग्राफ़ी, एक्स-रे का कलात्मक उपयोग, उदाहरण के लिए, स्टेन जगोदिव एक्स-रे हेयर रिमूवल, 1920 के दशक में लोकप्रिय एक विधि द्वारा काम करता है, लेकिन अब FDA द्वारा प्रतिबंध लगा दिया गया है। 1960 के दशक में अमेरिका में प्रतिबंधित 1970 के दशक में ब्रिटेन में प्रतिबंधित और यहां तक ​​कि महाद्वीपीय यूरोप में भी शू-फिटिंग फ्लोरोस्कोप को लोकप्रिय बनाया गया था। Roentgen stereophotogrammetry मार्करों के आरोपण के आधार पर हड्डियों के आंदोलन को ट्रैक करने के लिए उपयोग किया जाता है एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी एक रासायनिक विश्लेषण तकनीक है जो फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर निर्भर करती है, जो आमतौर पर सतह विज्ञान में नियोजित होती है। रेडियेशन इम्प्लांटेशन, फ्यूजन इग्निशन (एक एच-बम) के बिंदु पर परमाणु ईंधन को संपीड़ित करने के लिए एक विखंडन विस्फोट (ए-बम) से उत्पन्न उच्च ऊर्जा एक्स-रे का उपयोग है।