X ışınları nedir? Nerelerde kullanılır?
X ışınları doğadaki görünür ışık veya radyo dalgalarına benzeyen bir elektromagnetik ışınım biçimidir. Diğer ışınım türleri gibi X ışınları da boşlukta yol alabilen ve ancak bazı maddelerin içinden geçebilen enerji dalgalarından oluşmaktadır. X ışınları gözle görülemez ve elektromagnetik tayfın morötesi ışınları ile gamma ışınları arasında kalan kesiminde yer alırlar.
1895 yılında X ışınları Alman bilim adamı Wilhelm Conrad Röntgen keşfedilmiştir. Bu yüzden bu ışınlara Röntgen ışınları adı da verilmektedir. Röntgen havasının çoğu boşaltılmış bir vakum lambasının içinden geçirmiş olduğu elektrik akımı ile deney yaparken iki olay gözlemlenmiştir. Bunlardan birincisi katotdan anota doğru çük küçük parçacıkalrdan meydana geldiği düşünülen ışınları akmış olduğu ve bu ışınların lambanın diğer ucuna sıvanmış fosfor katmana çarptığında camda yeşil bir flüorışıma yarattığıydı. Aslında bu o dönemde bilinmekte olan bir olguydu.
Kendisine bugünkü ününü kazandıran diğer gözlemi ise Röntgen’in akım geçişi sırasında vakum lambasında garip bir ışınımın meydana gelmiş olduğunu bulmasıdır. Deneyi yaptığı tezgahın üzerinde lambanın yakınlarında , baryum platinosiyanür bileşiği ile kaplı bir ekran vardı; lamba siyah kağıt ile kaplı olduğunda bile bu ekranın üzerinde bir flüorışıma meydana geliyordu. Röntgen bu ışımaya lamba üzerindeki yeşil flüorışıma bölgesinden siyah kağıdı geçip gelen ışınların yol açmış olduğu sonucunu çıkarmıştır. Ayrıca lamba ile ekran arasında yer alan cisimlerin gölgelerinin de ekranın üzerine düştüğünü fark etti ve buradan da bu ışınların bazı maddelerden siyah kağıttaki kadar kolay geçemediği sonucuna ulaşmıştır.
Bu çalışmaya 1901 yılında ilk Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan Röntgen, bu yeni ve gizemli ışınlara X ışını adını vermiştir. Röntgen katottan gelen ışınların çarpmış olduğu herhangi bir katı cismin X ışınları saldığını da bulmuştur. Katot ışınlarının elektron adı verilen çok küçük parçacıkların akışı olduğu daha sonra ortaya çıkarılmıştır. Lambaya katot ışınlarının akış yolu üzerine metal bir hedef yerleştirildiği zaman hareket halindeki elektronların aniden durdurulması neticesinde oluşan X ışınlarının miktarı bu elektronların sadece lambanın çeperlerine çarpması ile ortaya çıkan X ışınlarının miktarından çok daha fazla olduğu da sonradan bulunmuştur.
X ışınlarının elektromagnetik enerji dalgaları olduğu ancak 1912 yılında da kanıtlanmıştır. Işık ya da radyo dalgalarına benzemek ile birlikte X ışınlarının dalga boyu diğer elektromagnetik ışınım biçimlerinkinden çok daha kısadır.
X ışınları vakum lambasındaki hedefin elektronlar ile bombardıman edilmesi neticesinde elde edilmektedir. X ışınlarının maddenin içine işleyebilme gücüne sertlik adı verilmektedir. Bu ışınların sertliği başlıca iki duruma bağlıdır. Bunlardan birincisi lambadaki havanın ya da gazın ne derece boşaltılmış olduğudur. Lambada kalmış olan gaz moleküllerinin sayısı ne kadar az ise bu moleküller ile çarpışarak hedeften sapmış olan elektronların sayısı da o kadar az olmaktadır. İkinci durum ise tüpe uygulanan gerilimin şiddeti yani elektrik basıncıdır. Gerilim ne kadar yüksekse hedefe çarpan elektron akımının darbe etkisi de o derece büyük olur.
Günümüzde kullanılmakta olan X ışını lambalarının birçoğu Coolidge lambasıdır. Bu lamba çeşidini ABD’li bilim adamı William David Coolidge bulmuştur. Son derece yükske bir bakum düzeyine sahip olan bu lambalarda elektronlar radyo lambalarında olduğu gibi sıcak bir filamandan yayılır.
X ışınlarından tıp alanında sıklıkla yaralanılmaktadır. Doktorlar ya da radyologlar X ışınları ile çekilmiş olan filmleri inceleyerek vücudun birçok bölümünü inlemektedirler. Akciğerlerde herhangi bir enfeksiyon, kanser veya başka bir hastalık belirtisi bulunup bulunmadığı bu yöntemle anlaşılır.
X ışınları tıp alanı dışında sanayide de kullanılmaktadır. Sanayide X ışınları metal parçaların özellikle de dökümlerin ve kaynaklanmış parçaların sağlamlığının denetlenmesinde kullanılır. Çok sayıda parçadan meydana gelen malzemelerin örneğin, elektrikli aletlerin montajının doğru olup olmadığı X ışınları ile tespit edilmektedir.