আমরা এক্স-রে সম্পর্কে কি জানি?

2024 লেখক: Seth Attwood | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-16 15:59

19 শতকে, মানুষের চোখের কাছে অদৃশ্য বিকিরণ, মাংস এবং অন্যান্য পদার্থের মধ্য দিয়ে যেতে সক্ষম, সম্পূর্ণ চমত্কার কিছু বলে মনে হয়েছিল। এখন, এক্স-রেগুলি চিকিৎসা চিত্র তৈরি করতে, বিকিরণ থেরাপি পরিচালনা করতে, শিল্পের কাজগুলি বিশ্লেষণ করতে এবং পারমাণবিক শক্তি সমস্যা সমাধানের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

কীভাবে এক্স-রে বিকিরণ আবিষ্কৃত হয়েছিল এবং কীভাবে এটি মানুষকে সাহায্য করে - আমরা পদার্থবিদ আলেকজান্ডার নিকোলাভিচ ডলগভের সাথে একসাথে খুঁজে বের করি।

এক্স-রে আবিষ্কার

19 শতকের শেষ থেকে, বিজ্ঞান বিশ্বের চিত্র গঠনে মৌলিকভাবে নতুন ভূমিকা পালন করতে শুরু করে। এক শতাব্দী আগে, বিজ্ঞানীদের কার্যকলাপ একটি অপেশাদার এবং ব্যক্তিগত প্রকৃতির ছিল। যাইহোক, 18 শতকের শেষের দিকে, বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত বিপ্লবের ফলে, বিজ্ঞান একটি পদ্ধতিগত কার্যকলাপে পরিণত হয়েছিল যেখানে অনেক বিশেষজ্ঞের অবদানের জন্য প্রতিটি আবিষ্কার সম্ভব হয়েছিল।

গবেষণা প্রতিষ্ঠান, সাময়িক বৈজ্ঞানিক জার্নাল প্রকাশিত হতে শুরু করে, বৈজ্ঞানিক সাফল্য এবং প্রযুক্তিগত উদ্ভাবনের জন্য কপিরাইট স্বীকৃতির জন্য প্রতিযোগিতা এবং সংগ্রাম শুরু হয়। এই সমস্ত প্রক্রিয়াগুলি জার্মান সাম্রাজ্যে সংঘটিত হয়েছিল, যেখানে 19 শতকের শেষের দিকে, কায়সার বৈজ্ঞানিক সাফল্যগুলিকে উত্সাহিত করেছিলেন যা বিশ্ব মঞ্চে দেশের মর্যাদা বৃদ্ধি করেছিল।

এই সময়ের মধ্যে যে বিজ্ঞানীরা উত্সাহের সাথে কাজ করেছিলেন তাদের মধ্যে একজন ছিলেন পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক, ইউনিভার্সিটি অফ ওয়ারজবার্গ উইলহেলম কনরাড রোন্টজেন। 8 নভেম্বর, 1895-এ, তিনি পরীক্ষাগারে দেরি করে থাকেন, যেমনটি প্রায়ই ঘটেছিল, এবং গ্লাস ভ্যাকুয়াম টিউবে বৈদ্যুতিক স্রাবের একটি পরীক্ষামূলক গবেষণা পরিচালনা করার সিদ্ধান্ত নেন। তিনি ঘরটি অন্ধকার করে দিয়েছিলেন এবং একটি টিউবকে অস্বচ্ছ কালো কাগজে মুড়িয়েছিলেন যাতে স্রাবের সাথে থাকা অপটিক্যাল ঘটনাগুলি পর্যবেক্ষণ করা সহজ হয়। আমার বিস্ময়

রোন্টজেন কাছাকাছি একটি স্ক্রীনে একটি ফ্লুরোসেন্স ব্যান্ড দেখেছেন যা বেরিয়াম সায়ানোপ্লাটিনাইট স্ফটিক দ্বারা আবৃত। এটি অসম্ভাব্য যে একজন বিজ্ঞানী তখন কল্পনা করতে পারেন যে তিনি তার সময়ের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক আবিষ্কারের দ্বারপ্রান্তে ছিলেন। পরের বছর, এক্স-রে সম্পর্কে এক হাজারেরও বেশি প্রকাশনা লেখা হবে, চিকিত্সকরা অবিলম্বে উদ্ভাবনটিকে পরিষেবাতে নিয়ে যাবে, এর জন্য ধন্যবাদ, ভবিষ্যতে তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কৃত হবে এবং বিজ্ঞানের নতুন দিকনির্দেশনা উপস্থিত হবে।

রন্টজেন বোধগম্য দীপ্তির প্রকৃতি অনুসন্ধানের জন্য পরের কয়েক সপ্তাহ উত্সর্গ করেছিলেন এবং দেখেছেন যে যখনই তিনি টিউবটিতে কারেন্ট প্রয়োগ করেন তখনই প্রতিপ্রভ উপস্থিত হয়। টিউবটি ছিল বিকিরণের উৎস, বৈদ্যুতিক সার্কিটের অন্য কোনো অংশ নয়। তিনি কিসের মুখোমুখি হচ্ছেন তা না জেনে, রন্টজেন এই ঘটনাটিকে এক্স-রে বা এক্স-রে হিসেবে চিহ্নিত করার সিদ্ধান্ত নেন। আরও Roentgen আবিষ্কার করেন যে এই বিকিরণ বস্তুর পুরুত্ব এবং পদার্থের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে প্রায় সমস্ত বস্তুকে বিভিন্ন গভীরতায় প্রবেশ করতে পারে।

এইভাবে, ডিসচার্জ টিউব এবং স্ক্রীনের মধ্যে একটি ছোট সীসা ডিস্ক এক্স-রে থেকে অভেদ্য হয়ে উঠল এবং হাতের হাড়গুলি স্ক্রিনের উপর একটি গাঢ় ছায়া ফেলে, যা নরম টিস্যু থেকে একটি হালকা ছায়া দ্বারা বেষ্টিত হয়। শীঘ্রই বিজ্ঞানী আবিষ্কার করলেন যে এক্স-রেগুলি কেবল বেরিয়াম সায়ানোপ্লাটিনাইট দ্বারা আবৃত পর্দার উজ্জ্বলতাই নয়, ফটোগ্রাফিক প্লেটগুলির (বিকাশের পরে) ফোটোগ্রাফিক ইমালশনে যেখানে এক্স-রেগুলি পড়েছিল সেগুলির অন্ধকারও ঘটায়।

তার পরীক্ষা-নিরীক্ষার সময়, রন্টজেন নিশ্চিত হন যে তিনি বিজ্ঞানের অজানা বিকিরণ আবিষ্কার করেছেন। 28শে ডিসেম্বর, 1895-এ, তিনি অ্যানালস অফ ফিজিক্স অ্যান্ড কেমিস্ট্রি জার্নালে "অন এ নিউ টাইপ রেডিয়েশন" নিবন্ধে গবেষণার ফলাফলের বিষয়ে রিপোর্ট করেছিলেন।একই সময়ে, তিনি বিজ্ঞানীদের তার স্ত্রী আনা বার্থা লুডভিগের হাতের ছবি পাঠান, যা পরে বিখ্যাত হয়।

রয়েন্টজেনের পুরানো বন্ধু, অস্ট্রিয়ান পদার্থবিদ ফ্রাঞ্জ এক্সনারকে ধন্যবাদ, ভিয়েনার বাসিন্দারা 5 জানুয়ারী, 1896 তারিখে ডাই প্রেস পত্রিকার পাতায় এই ছবিগুলি প্রথম দেখেছিলেন। পরের দিন, উদ্বোধনের তথ্য লন্ডন ক্রনিকল পত্রিকায় প্রেরণ করা হয়েছিল। তাই রন্টজেনের আবিষ্কার ধীরে ধীরে মানুষের দৈনন্দিন জীবনে প্রবেশ করতে শুরু করে। প্রায় অবিলম্বে ব্যবহারিক প্রয়োগ পাওয়া গেছে: 20 জানুয়ারী, 1896 সালে, নিউ হ্যাম্পশায়ারে, ডাক্তাররা একটি নতুন ডায়গনিস্টিক পদ্ধতি - একটি এক্স-রে ব্যবহার করে একটি ভাঙা হাত সহ একজন ব্যক্তির চিকিত্সা করেছিলেন।

এক্স-রে এর প্রাথমিক ব্যবহার

বেশ কয়েক বছর ধরে, এক্স-রে চিত্রগুলি আরও সঠিক অপারেশনের জন্য সক্রিয়ভাবে ব্যবহার করা শুরু করেছে। ইতিমধ্যে তাদের খোলার 14 দিন পরে, ফ্রিডরিখ অটো ভালখফ প্রথম দাঁতের এক্স-রে নিয়েছিলেন। এবং এর পরে, ফ্রিটজ গিজেলের সাথে একসাথে তারা বিশ্বের প্রথম ডেন্টাল এক্স-রে পরীক্ষাগার প্রতিষ্ঠা করেন।

1900 সাল নাগাদ, আবিষ্কারের 5 বছর পর, রোগ নির্ণয়ের ক্ষেত্রে এক্স-রে ব্যবহারকে চিকিৎসা অনুশীলনের একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ হিসাবে বিবেচনা করা হত।

পেনসিলভেনিয়ার প্রাচীনতম হাসপাতাল দ্বারা সংকলিত পরিসংখ্যানগুলি এক্স-রে বিকিরণের উপর ভিত্তি করে প্রযুক্তির বিস্তারের নির্দেশক হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। তার মতে, 1900 সালে, প্রায় 1-2% রোগী এক্স-রে সাহায্য পেয়েছিলেন, যখন 1925 সালের মধ্যে ইতিমধ্যে 25% ছিল।

সেই সময়ে এক্স-রে ব্যবহার করা হতো খুবই অস্বাভাবিকভাবে। উদাহরণস্বরূপ, তারা চুল অপসারণ পরিষেবা প্রদানের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। দীর্ঘকাল ধরে, এই পদ্ধতিটিকে আরও বেদনাদায়ক - ফোরসেপ বা মোমের তুলনায় পছন্দনীয় বলে মনে করা হয়েছিল। উপরন্তু, এক্স-রে জুতা ফিটিং যন্ত্রপাতি ব্যবহার করা হয়েছে - চেষ্টা-অন ফ্লুরোস্কোপ (পেডোস্কোপ)। এগুলি ছিল পায়ের জন্য একটি বিশেষ খাঁজ সহ এক্স-রে মেশিন, সেইসাথে জানালা যার মাধ্যমে ক্লায়েন্ট এবং বিক্রেতারা মূল্যায়ন করতে পারে কিভাবে জুতা বসেছে।

আধুনিক নিরাপত্তার দৃষ্টিকোণ থেকে এক্স-রে ইমেজিংয়ের প্রাথমিক ব্যবহার অনেক প্রশ্ন উত্থাপন করে। সমস্যাটি ছিল এক্স-রে আবিষ্কারের সময়, বিকিরণ এবং এর পরিণতি সম্পর্কে কার্যত কিছুই জানা ছিল না, যে কারণে নতুন উদ্ভাবন ব্যবহারকারী অগ্রগামীরা তাদের নিজস্ব অভিজ্ঞতায় এর ক্ষতিকারক প্রভাবের মুখোমুখি হয়েছিল। বর্ধিত এক্সপোজারের নেতিবাচক পরিণতি। 19 শতকের শুরুতে এটি একটি গণ-প্রপঞ্চে পরিণত হয়েছিল। XX শতাব্দী, এবং মানুষ ধীরে ধীরে এক্স-রে-র বিবেকহীন ব্যবহারের বিপদগুলি উপলব্ধি করতে শুরু করে।

এক্স-রে এর প্রকৃতি

এক্স-রে বিকিরণ হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ যার ফোটন শক্তি ~ 100 eV থেকে 250 keV পর্যন্ত থাকে, যা অতিবেগুনী বিকিরণ এবং গামা বিকিরণের মধ্যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের স্কেলে থাকে। এটি প্রাকৃতিক বিকিরণের অংশ যা রেডিওআইসোটোপে ঘটে যখন উপাদানগুলির পরমাণুগুলি ইলেকট্রন, আলফা কণা বা গামা কোয়ান্টার প্রবাহ দ্বারা উত্তেজিত হয়, যেখানে ইলেকট্রনগুলি পরমাণুর ইলেক্ট্রন শেল থেকে নির্গত হয়। এক্স-রে বিকিরণ ঘটে যখন চার্জযুক্ত কণাগুলি ত্বরণের সাথে সরে যায়, বিশেষ করে, যখন পদার্থের পরমাণুর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে ইলেকট্রন হ্রাস পায়।

নরম এবং হার্ড এক্স-রে আলাদা করা হয়, শর্তসাপেক্ষ সীমানা যার মধ্যে তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্কেলে প্রায় 0.2 nm, যা প্রায় 6 keV এর ফোটন শক্তির সাথে মিলে যায়। এক্স-রে বিকিরণ উভয়ই অনুপ্রবেশকারী, এর সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কারণে, এবং আয়নাইজিং, যেহেতু একটি পদার্থের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময়, এটি ইলেকট্রনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তাদের পরমাণু থেকে ছিটকে দেয়, যার ফলে সেগুলি আয়ন এবং ইলেক্ট্রনে পরিণত হয় এবং পদার্থের গঠন পরিবর্তন করে। যা এটি কাজ করে।

এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স নামক একটি রাসায়নিক যৌগকে উজ্জ্বল করে তোলে।উচ্চ-শক্তি ফোটন দিয়ে নমুনার পরমাণুগুলিকে বিকিরণ করার ফলে ইলেকট্রন নির্গমন ঘটে - তারা পরমাণু ছেড়ে যায়। এক বা একাধিক ইলেক্ট্রন অরবিটালে, "গর্ত" গঠিত হয় - শূন্যস্থান, যার কারণে পরমাণুগুলি উত্তেজিত অবস্থায় যায়, অর্থাৎ তারা অস্থির হয়ে যায়। এক সেকেন্ডের মিলিয়নতম পরে, পরমাণুগুলি একটি স্থিতিশীল অবস্থায় ফিরে আসে, যখন অভ্যন্তরীণ অরবিটালের শূন্যস্থানগুলি বাইরের অরবিটাল থেকে ইলেকট্রন দিয়ে পূর্ণ হয়।

এই রূপান্তরটি একটি গৌণ ফোটনের আকারে শক্তির নির্গমন দ্বারা অনুষঙ্গী হয়, তাই ফ্লুরোসেন্স দেখা দেয়।

এক্স-রে জ্যোতির্বিদ্যা

পৃথিবীতে, আমরা খুব কমই এক্স-রে এর মুখোমুখি হই, তবে এটি প্রায়শই মহাকাশে পাওয়া যায়। সেখানে এটি অনেক মহাকাশ বস্তুর কার্যকলাপের কারণে স্বাভাবিকভাবেই ঘটে। এটি এক্স-রে জ্যোতির্বিদ্যাকে সম্ভব করেছে। এক্স-রে ফোটনের শক্তি অপটিক্যালগুলির তুলনায় অনেক বেশি, তাই, এক্স-রে পরিসরে এটি অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত পদার্থ নির্গত করে।

এক্স-রে বিকিরণের এই মহাজাগতিক উত্সগুলি আমাদের জন্য প্রাকৃতিক পটভূমির বিকিরণের একটি লক্ষণীয় অংশ নয় এবং তাই কোনওভাবেই মানুষকে হুমকি দেয় না। একমাত্র ব্যতিক্রম সুপারনোভা বিস্ফোরণের মতো কঠিন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের উত্স হতে পারে, যা সৌরজগতের যথেষ্ট কাছাকাছি ঘটেছিল।

কিভাবে কৃত্রিমভাবে এক্স-রে তৈরি করবেন?

এক্স-রে ডিভাইসগুলি এখনও অ-ধ্বংসাত্মক ইন্ট্রোস্কোপির জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় (ঔষধে এক্স-রে চিত্র, প্রযুক্তিতে ত্রুটি সনাক্তকরণ)। তাদের প্রধান উপাদান হল একটি এক্স-রে টিউব, যা একটি ক্যাথোড এবং একটি অ্যানোড নিয়ে গঠিত। টিউব ইলেক্ট্রোডগুলি একটি উচ্চ ভোল্টেজ উত্সের সাথে সংযুক্ত থাকে, সাধারণত দশ বা এমনকি কয়েক হাজার ভোল্ট। উত্তপ্ত হলে, ক্যাথোড ইলেকট্রন নির্গত করে, যা ক্যাথোড এবং অ্যানোডের মধ্যে উৎপন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্বারা ত্বরান্বিত হয়।

অ্যানোডের সাথে সংঘর্ষে, ইলেকট্রনগুলি হ্রাস পায় এবং তাদের বেশিরভাগ শক্তি হারায়। এই ক্ষেত্রে, এক্স-রে রেঞ্জের ব্রেমস্ট্রালুং বিকিরণ দেখা যায়, তবে ইলেক্ট্রন শক্তির প্রধান অংশটি তাপে রূপান্তরিত হয়, তাই অ্যানোডটি শীতল হয়।

ধ্রুবক বা স্পন্দিত ক্রিয়ার এক্স-রে টিউব এখনও এক্স-রে বিকিরণের সবচেয়ে বিস্তৃত উত্স, তবে এটি একমাত্র থেকে অনেক দূরে। উচ্চ-তীব্রতার বিকিরণ ডালগুলি পেতে, উচ্চ-কারেন্ট স্রাব ব্যবহার করা হয়, যেখানে প্রবাহিত স্রোতের প্লাজমা চ্যানেলটি স্রোতের নিজস্ব চৌম্বকীয় ক্ষেত্র দ্বারা সংকুচিত হয় - তথাকথিত পিঞ্চিং।

যদি স্রাবটি হালকা উপাদানগুলির একটি মাধ্যমে ঘটে, উদাহরণস্বরূপ, একটি হাইড্রোজেন মাধ্যমে, তবে এটি স্রাবের মধ্যেই উদ্ভূত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্বারা ইলেকট্রনগুলির একটি কার্যকর ত্বরণকারীর ভূমিকা পালন করে। এই স্রাব উল্লেখযোগ্যভাবে একটি বহিরাগত বর্তমান উৎস দ্বারা উত্পন্ন ক্ষেত্রের অতিক্রম করতে পারে. এইভাবে, উৎপন্ন কোয়ান্টা (শত শত কিলোইলেক্ট্রনভোল্ট) এর উচ্চ শক্তি সহ হার্ড এক্স-রে বিকিরণের ডালগুলি পাওয়া যায়, যার উচ্চ অনুপ্রবেশ ক্ষমতা রয়েছে।

বিস্তৃত বর্ণালী পরিসরে এক্স-রে পেতে, ইলেকট্রন এক্সিলারেটর - সিঙ্ক্রোট্রন ব্যবহার করা হয়। তাদের মধ্যে, বিকিরণ একটি বৃত্তাকার ভ্যাকুয়াম চেম্বারের ভিতরে গঠিত হয়, যেখানে উচ্চ-শক্তি ইলেকট্রনের একটি সংকীর্ণ নির্দেশিত মরীচি, প্রায় আলোর গতিতে ত্বরান্বিত হয়, একটি বৃত্তাকার কক্ষপথে চলে। ঘূর্ণনের সময়, চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে, উড়ন্ত ইলেকট্রনগুলি একটি প্রশস্ত বর্ণালীতে কক্ষপথে স্পর্শকভাবে ফোটনের মরীচি নির্গত করে, যার সর্বাধিক এক্স-রে পরিসরে পড়ে।

কিভাবে এক্স-রে সনাক্ত করা হয়

দীর্ঘ সময়ের জন্য, একটি গ্লাস প্লেটের পৃষ্ঠে প্রয়োগ করা ফসফর বা ফটোগ্রাফিক ইমালশনের একটি পাতলা স্তর বা স্বচ্ছ পলিমার ফিল্মের এক্স-রে বিকিরণ সনাক্তকরণ এবং পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।প্রথমটি এক্স-রে বিকিরণের ক্রিয়াকলাপের অধীনে বর্ণালীর অপটিক্যাল পরিসরে উজ্জ্বল হয়েছিল, যখন একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার ক্রিয়ায় ফিল্মে আবরণের অপটিক্যাল স্বচ্ছতা পরিবর্তিত হয়েছিল।

বর্তমানে, ইলেকট্রনিক ডিটেক্টরগুলি প্রায়শই এক্স-রে রেডিয়েশন নিবন্ধন করতে ব্যবহৃত হয় - এমন ডিভাইস যা একটি বৈদ্যুতিক স্পন্দন তৈরি করে যখন ডিটেক্টরের সংবেদনশীল ভলিউমে একটি পরিমাণ বিকিরণ শোষিত হয়। শোষিত বিকিরণের শক্তিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করার নীতিতে তারা ভিন্ন।

ইলেকট্রনিক রেজিস্ট্রেশন সহ এক্স-রে ডিটেক্টরগুলিকে আয়নাইজেশনে ভাগ করা যেতে পারে, যার ক্রিয়াটি পদার্থের আয়নকরণের উপর ভিত্তি করে এবং রেডিওলুমিনেসেন্ট, সিন্টিলেশন সহ, আয়নাইজিং বিকিরণের ক্রিয়াকলাপের অধীনে একটি পদার্থের লুমিনেসেন্স ব্যবহার করে। আয়নাইজেশন ডিটেক্টর, ঘুরে, সনাক্তকরণ মাধ্যমের উপর নির্ভর করে, গ্যাস-ভরা এবং অর্ধপরিবাহীতে বিভক্ত।

প্রধান ধরনের গ্যাস-ভরা ডিটেক্টর হল আয়নাইজেশন চেম্বার, গিগার কাউন্টার (গিগার-মুলার কাউন্টার) এবং সমানুপাতিক গ্যাস ডিসচার্জ কাউন্টার। বিকিরণ কোয়ান্টা কাউন্টারের কাজের পরিবেশে প্রবেশ করার ফলে গ্যাসের আয়নকরণ এবং কারেন্টের প্রবাহ ঘটে, যা রেকর্ড করা হয়। একটি সেমিকন্ডাক্টর ডিটেক্টরে, বিকিরণ কোয়ান্টার ক্রিয়ায় ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি হয়, যা ডিটেক্টরের শরীরের মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক প্রবাহকে সম্ভব করে তোলে।

ভ্যাকুয়াম ডিভাইসে সিন্টিলেশন কাউন্টারগুলির প্রধান উপাদান হল একটি ফটোমাল্টিপ্লায়ার টিউব (PMT), যা আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব ব্যবহার করে বিকিরণকে চার্জযুক্ত কণার স্রোতে রূপান্তরিত করে এবং উত্পন্ন চার্জযুক্ত কণার বর্তমানকে উন্নত করতে সেকেন্ডারি ইলেক্ট্রন নির্গমনের ঘটনা। ফটোমাল্টিপ্লায়ারে একটি ফটোক্যাথোড এবং অনুক্রমিক ত্বরণকারী ইলেক্ট্রোড - ডাইনোডগুলির একটি সিস্টেম রয়েছে, যার প্রভাবে ত্বরিত ইলেকট্রন সংখ্যাবৃদ্ধি করে।

সেকেন্ডারি ইলেক্ট্রন মাল্টিপ্লায়ার হল একটি উন্মুক্ত ভ্যাকুয়াম ডিভাইস (শুধুমাত্র ভ্যাকুয়াম অবস্থায় কাজ করে), যেখানে ইনপুটে এক্স-রে রেডিয়েশন প্রাথমিক ইলেকট্রনের একটি প্রবাহে রূপান্তরিত হয় এবং তারপর মাল্টিপ্লায়ার চ্যানেলে প্রচারিত ইলেকট্রনগুলির সেকেন্ডারি নির্গমনের কারণে বিবর্ধিত হয়।.

মাইক্রোচ্যানেল প্লেটগুলি, যা বিপুল সংখ্যক পৃথক মাইক্রোস্কোপিক চ্যানেল যা প্লেট ডিটেক্টরে প্রবেশ করে, একই নীতি অনুসারে কাজ করে। তারা অতিরিক্তভাবে স্থানিক রেজোলিউশন প্রদান করতে পারে এবং এক্স-রে বিকিরণের ডিটেক্টরে ফ্লাক্স ঘটনার ক্রস-সেকশনের একটি অপটিক্যাল ইমেজ গঠন করতে পারে যাতে একটি অর্ধস্বচ্ছ পর্দার বহির্গামী ইলেকট্রন প্রবাহে একটি ফসফর জমা হয়।

ওষুধে এক্স-রে

এক্স-রে-র ক্ষমতা বস্তুগত বস্তুর মাধ্যমে আলোকিত করার ক্ষমতা মানুষকে কেবল সাধারণ এক্স-রে তৈরি করার ক্ষমতা দেয় না, বরং আরও উন্নত ডায়াগনস্টিক সরঞ্জামগুলির জন্য সম্ভাবনাও উন্মুক্ত করে। উদাহরণস্বরূপ, এটি কম্পিউটেড টমোগ্রাফির (সিটি) কেন্দ্রে রয়েছে।

এক্স-রে উত্স এবং রিসিভারটি রিংয়ের ভিতরে ঘোরে যেখানে রোগী শুয়ে থাকে। কিভাবে শরীরের টিস্যু এক্স-রে শোষণ করে তার প্রাপ্ত তথ্য একটি কম্পিউটার দ্বারা একটি 3D চিত্রে পুনর্গঠিত হয়। CT স্ট্রোক নির্ণয়ের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, এবং যদিও এটি মস্তিষ্কের চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিংয়ের চেয়ে কম সঠিক, এটি অনেক কম সময় নেয়।

একটি অপেক্ষাকৃত নতুন দিক, যা এখন মাইক্রোবায়োলজি এবং মেডিসিনে বিকাশ করছে, তা হল নরম এক্স-রে বিকিরণ ব্যবহার। যখন একটি জীবন্ত প্রাণী স্বচ্ছ হয়, তখন এটি রক্তনালীগুলির একটি চিত্র প্রাপ্ত করা, নরম টিস্যুগুলির গঠন বিশদভাবে অধ্যয়ন করা এবং এমনকি সেলুলার স্তরে মাইক্রোবায়োলজিকাল অধ্যয়ন করা সম্ভব করে তোলে।

ভারী উপাদানের প্লাজমাতে চিমটি ধরনের স্রাব থেকে বিকিরণ ব্যবহার করে একটি এক্স-রে মাইক্রোস্কোপ একটি জীবন্ত কোষের গঠনের এই ধরনের বিবরণ দেখা সম্ভব করে তোলে,যা একটি বিশেষভাবে প্রস্তুত সেলুলার কাঠামোতেও ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ দ্বারা দেখা যায় না।

ম্যালিগন্যান্ট টিউমারের চিকিৎসার জন্য যে ধরনের বিকিরণ থেরাপি ব্যবহার করা হয় তার মধ্যে একটি হার্ড এক্স-রে ব্যবহার করে, যা এর আয়নাইজিং প্রভাবের কারণে সম্ভব হয়, যা একটি জৈবিক বস্তুর টিস্যুকে ধ্বংস করে। এই ক্ষেত্রে, একটি ইলেকট্রন ত্বরণকারী একটি বিকিরণ উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

প্রযুক্তিতে রেডিওগ্রাফি

নিয়ন্ত্রিত থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশনের সমস্যা সমাধানের লক্ষ্যে গবেষণায় নরম এক্স-রে ব্যবহার করা হয়। প্রক্রিয়াটি শুরু করার জন্য, আপনাকে বৈদ্যুতিক স্রাব থেকে নরম এক্স-রে সহ একটি ছোট ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়াম লক্ষ্যকে বিকিরণ করে এবং এই লক্ষ্যের শেলটিকে তাত্ক্ষণিকভাবে প্লাজমা অবস্থায় গরম করে একটি রিকোয়েল শক ওয়েভ তৈরি করতে হবে।

এই তরঙ্গ লক্ষ্যবস্তুকে ঘনত্বের ঘনত্বের চেয়ে হাজার গুণ বেশি ঘনত্বে সংকুচিত করে এবং এটিকে থার্মোনিউক্লিয়ার তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে। থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশন শক্তির মুক্তি অল্প সময়ের মধ্যে ঘটে, যখন গরম প্লাজমা জড়তা দ্বারা ছড়িয়ে পড়ে।

স্বচ্ছ করার ক্ষমতা রেডিওগ্রাফি সম্ভব করে তোলে - একটি ইমেজিং কৌশল যা আপনাকে ধাতু দিয়ে তৈরি একটি অস্বচ্ছ বস্তুর অভ্যন্তরীণ কাঠামো প্রদর্শন করতে দেয়, উদাহরণস্বরূপ। সেতুর কাঠামো দৃঢ়ভাবে ঢালাই করা হয়েছে কিনা, গ্যাস পাইপলাইনের সীম বায়ুরোধী কিনা এবং রেলগুলি একে অপরের সাথে শক্তভাবে ফিট করে কিনা তা চোখের দ্বারা নির্ধারণ করা অসম্ভব।

অতএব, শিল্পে, এক্স-রে ত্রুটি সনাক্তকরণের জন্য ব্যবহার করা হয় - একটি বস্তু বা এর পৃথক উপাদানগুলির প্রধান কার্যকারী বৈশিষ্ট্য এবং পরামিতিগুলির নির্ভরযোগ্যতা নিরীক্ষণ, যার জন্য বস্তুটিকে পরিষেবার বাইরে নিয়ে যাওয়া বা এটি ভেঙে ফেলার প্রয়োজন হয় না।

এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোমেট্রি ফ্লুরোসেন্সের প্রভাবের উপর ভিত্তি করে - একটি বিশ্লেষণ পদ্ধতি যা বেরিলিয়াম থেকে ইউরেনিয়াম পর্যন্ত 0,0001 থেকে 100% পর্যন্ত বিভিন্ন উৎসের পদার্থের মধ্যে উপাদানগুলির ঘনত্ব নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়।

যখন একটি নমুনা একটি এক্স-রে টিউব থেকে বিকিরণের একটি শক্তিশালী প্রবাহের সাথে বিকিরণ করা হয়, তখন পরমাণুর বৈশিষ্ট্যযুক্ত ফ্লুরোসেন্ট বিকিরণ প্রদর্শিত হয়, যা নমুনায় তাদের ঘনত্বের সমানুপাতিক। বর্তমানে, কার্যত প্রতিটি ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স বিশ্লেষণের পদ্ধতি দ্বারা অধ্যয়ন করা মাইক্রো-বস্তুর বিশদ মৌলিক গঠন কোনো অসুবিধা ছাড়াই নির্ধারণ করা সম্ভব করে তোলে।

শিল্প ইতিহাসে এক্স-রে

এক্স-রে এর মাধ্যমে আলোকিত হওয়ার এবং একটি ফ্লুরোসেন্স প্রভাব তৈরি করার ক্ষমতা চিত্রগুলি অধ্যয়ন করতেও ব্যবহৃত হয়। পেইন্টের উপরের আবরণের নীচে কী লুকিয়ে আছে তা ক্যানভাস তৈরির ইতিহাস সম্পর্কে অনেক কিছু বলতে পারে। উদাহরণ স্বরূপ, পেইন্টের বিভিন্ন স্তরের নিপুণ কাজে একটি চিত্রকে একজন শিল্পীর কাজে অনন্য বলে পাওয়া যায়। ক্যানভাসের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত স্টোরেজ শর্তগুলি নির্বাচন করার সময় পেইন্টিংয়ের স্তরগুলির গঠন বিবেচনা করাও গুরুত্বপূর্ণ।

এই সবের জন্য, এক্স-রে বিকিরণ অপরিহার্য, আপনাকে এটির ক্ষতি ছাড়াই চিত্রের উপরের স্তরগুলির নীচে দেখতে দেয়।

এই দিকে গুরুত্বপূর্ণ উন্নয়ন হল শিল্পকর্মের সাথে কাজ করার জন্য বিশেষায়িত নতুন পদ্ধতি। ম্যাক্রোস্কোপিক ফ্লুরোসেন্স হল এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স বিশ্লেষণের একটি বৈকল্পিক যা প্রায় 0.5-1 বর্গ মিটার বা তার বেশি এলাকায় উপস্থিত মূল উপাদানগুলির, প্রধানত ধাতুগুলির বন্টন কাঠামো কল্পনা করার জন্য উপযুক্ত।

অন্যদিকে, এক্স-রে ল্যামিনোগ্রাফি, কম্পিউটেড এক্স-রে টমোগ্রাফির একটি রূপ, যা সমতল পৃষ্ঠগুলি অধ্যয়ন করার জন্য আরও উপযুক্ত, একটি ছবির পৃথক স্তরের চিত্রগুলি পাওয়ার জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ বলে মনে হয়। এই পদ্ধতিগুলি পেইন্ট স্তরের রাসায়নিক গঠন অধ্যয়ন করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি একটি জালিয়াতি সনাক্ত করার জন্য সহ ক্যানভাস তারিখের অনুমতি দেয়।

এক্স-রে আপনাকে একটি পদার্থের গঠন খুঁজে বের করতে দেয়

এক্স-রে ক্রিস্টালোগ্রাফি হল একটি বৈজ্ঞানিক দিক যা পারমাণবিক এবং আণবিক স্তরে পদার্থের গঠন সনাক্তকরণের সাথে যুক্ত। স্ফটিক দেহগুলির একটি স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হল একই উপাদানগুলির (কোষ) স্থানিক কাঠামোতে একাধিক ক্রমানুসারে পুনরাবৃত্তি, যা পরমাণু, অণু বা আয়নগুলির একটি নির্দিষ্ট সেট নিয়ে গঠিত।

প্রধান গবেষণা পদ্ধতিতে একটি এক্স-রে ক্যামেরা ব্যবহার করে এক্স-রেগুলির একটি সংকীর্ণ মরীচিতে একটি স্ফটিক নমুনা প্রকাশ করা হয়। ফলস্বরূপ ফটোগ্রাফটি স্ফটিকের মধ্য দিয়ে যাওয়া বিচ্ছুরিত এক্স-রেগুলির একটি ছবি দেখায়, যেখান থেকে বিজ্ঞানীরা এর স্থানিক গঠনটি দৃশ্যমানভাবে প্রদর্শন করতে পারেন, যাকে স্ফটিক জালি বলা হয়। এই পদ্ধতি বাস্তবায়নের বিভিন্ন উপায়কে বলা হয় এক্স-রে কাঠামোগত বিশ্লেষণ।

স্ফটিক পদার্থের এক্স-রে কাঠামোগত বিশ্লেষণ দুটি পর্যায়ে গঠিত:

1. স্ফটিকের একক কোষের আকার নির্ধারণ, একক কোষে কণার সংখ্যা (পরমাণু, অণু) এবং কণার বিন্যাসের প্রতিসাম্য। এই তথ্যগুলি ডিফ্র্যাকশন ম্যাক্সিমার অবস্থানের জ্যামিতি বিশ্লেষণ করে প্রাপ্ত হয়।
2. একক কোষের অভ্যন্তরে ইলেক্ট্রন ঘনত্বের গণনা এবং পারমাণবিক স্থানাঙ্কের নির্ণয়, যা ইলেক্ট্রন ঘনত্বের ম্যাক্সিমা অবস্থানের সাথে চিহ্নিত করা হয়। এই তথ্যগুলি ডিফ্র্যাকশন ম্যাক্সিমার তীব্রতা বিশ্লেষণ করে প্রাপ্ত হয়।

কিছু আণবিক জীববিজ্ঞানী ভবিষ্যদ্বাণী করেন যে বৃহত্তম এবং সবচেয়ে জটিল অণুগুলির ইমেজ করার ক্ষেত্রে, এক্স-রে ক্রিস্টালোগ্রাফি ক্রায়োজেনিক ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি নামে একটি নতুন কৌশল দ্বারা প্রতিস্থাপিত হতে পারে।

রাসায়নিক বিশ্লেষণের একটি নতুন সরঞ্জাম ছিল হেন্ডারসনের ফিল্ম স্ক্যানার, যা তিনি ক্রায়োজেনিক ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপিতে তাঁর অগ্রণী কাজে ব্যবহার করেছিলেন। যাইহোক, এই পদ্ধতিটি এখনও বেশ ব্যয়বহুল এবং তাই অদূর ভবিষ্যতে এক্স-রে ক্রিস্টালোগ্রাফি সম্পূর্ণরূপে প্রতিস্থাপনের সম্ভাবনা নেই।

এক্স-রে ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত গবেষণা এবং প্রযুক্তিগত অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি অপেক্ষাকৃত নতুন ক্ষেত্র হল এক্স-রে মাইক্রোস্কোপি। এটি ফোকাসিং অপটিক্স ব্যবহার করে দুই বা তিনটি মাত্রায় বাস্তব স্থানের অধ্যয়নের অধীনে বস্তুর একটি বর্ধিত চিত্র প্রাপ্ত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

ব্যবহৃত বিকিরণের ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কারণে এক্স-রে মাইক্রোস্কোপিতে স্থানিক রেজোলিউশনের বিচ্ছুরণ সীমা একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের অনুরূপ মানের চেয়ে প্রায় 1000 গুণ ভাল। এছাড়াও, এক্স-রে বিকিরণের অনুপ্রবেশকারী শক্তি দৃশ্যমান আলোতে সম্পূর্ণ অস্বচ্ছ নমুনার অভ্যন্তরীণ কাঠামো অধ্যয়ন করা সম্ভব করে তোলে।

এবং যদিও ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপির একটি সামান্য উচ্চ স্থানিক রেজোলিউশনের সুবিধা রয়েছে, এটি তদন্তের একটি অ-ধ্বংসাত্মক পদ্ধতি নয়, কারণ এটির জন্য ধাতব বা ধাতব পৃষ্ঠের সাথে একটি ভ্যাকুয়াম এবং নমুনা প্রয়োজন, যা সম্পূর্ণরূপে ধ্বংসাত্মক, উদাহরণস্বরূপ, জৈবিক বস্তুর জন্য।