X 선 에너지를 계산하는 방법

X-ray와 같은 전자기파의 단일 광자의 에너지에 대한 일반 공식은 다음과 같습니다.플랑크 방정식​:

어떤 에너지이자형줄 단위는 플랑크 상수의 곱과 같습니다.h​ (6.626 × 10 ⁻³⁴ Js) 및 빈도ν( "nu"로 발음) s 단위^-1. 전자기파의 주어진 주파수에 대해이 방정식을 사용하여 단일 광자에 대한 관련 X- 선 에너지를 계산할 수 있습니다. 가시 광선, 감마선 및 X- 선을 포함한 모든 형태의 전자기 방사선에 적용됩니다.

•••Syed Hussain Ather

플랑크의 방정식은 빛의 파도와 같은 속성에 따라 달라집니다. 위의 그림과 같이 빛을 파동으로 상상하면 바다 파동이나 음파처럼 진폭, 주파수 및 파장이 있다고 상상할 수 있습니다. 진폭은 그림과 같이 한 문장의 높이를 측정하며 일반적으로 밝기 또는 파동의 강도, 파장은 파동의 전체 사이클이 수평 거리를 측정합니다 커버. 주파수는 매초 주어진 지점을 통과하는 전체 파장의 수입니다.

•••Syed Hussain Ather

전자기 스펙트럼의 일부로 X-ray의 주파수 또는 파장 중 하나를 알고있을 때 결정할 수 있습니다. 플랑크 방정식과 유사하게이 주파수는ν전자기파는 빛의 속도와 관련이 있습니다.씨, 3 x 10^-8 m / s, 방정식 포함

여기서 λ는 파동의 파장입니다. 빛의 속도는 모든 상황과 예에서 일정하게 유지되므로이 방정식은 전자기파의 주파수와 파장이 서로 반비례하는 방식을 보여줍니다.

위의 다이어그램에는 다양한 유형의 파동의 다양한 파장이 표시됩니다. X 선은 스펙트럼에서 자외선 (UV)과 감마선 사이에 있으므로 파장과 주파수의 X 선 속성이 그 사이에 속합니다.

파장이 짧을수록 인체 건강에 위험을 초래할 수있는 더 큰 에너지와 주파수를 나타냅니다. 자외선을 차단하는 자외선 차단제와 X 선이 피부에 들어가는 것을 차단하는 보호막과 납 차폐막이이 힘을 보여줍니다. 운 좋게도 우주에서 나오는 감마선은 지구 대기에 흡수되어 사람들에게 해를 끼치 지 않습니다.

마지막으로 빈도는 기간과 관련 될 수 있습니다.티방정식으로 몇 초 안에

이러한 X 선 특성은 다른 형태의 전자기 복사에도 적용될 수 있습니다. 특히 X 선 방사선은 이러한 파동과 같은 특성을 보여 주지만 입자와 같은 특성도 보여줍니다.

물결 모양의 동작 외에도 X 선은 X 선의 단일 물결처럼 입자의 흐름처럼 동작합니다. 물체와 충돌하는 한 입자로 구성되며 충돌시 흡수, 반사 또는 통과 을 통하여.

플랑크의 방정식은 단일 광자 형태의 에너지를 사용하기 때문에 과학자들은 빛의 전자기파가 이러한 에너지 "패킷"으로 "양자화"되었다고 말합니다. 그들은 양자라고 불리는 이산적인 양의 에너지를 운반하는 특정 양의 광자로 만들어집니다. 원자가 광자를 흡수하거나 방출함에 따라 각각 에너지가 증가하거나 손실됩니다. 이 에너지는 전자기 복사의 형태를 취할 수 있습니다.

1923 년 미국의 물리학 자 William Duane은 X- 선이 입자와 같은 행동을 통해 결정에서 어떻게 회절하는지 설명했습니다. Duane은 회절 결정의 기하학적 구조에서 나온 양자화 된 운동량 전달을 사용하여 물질을 통과 할 때 다른 X 선 파동이 어떻게 작용하는지 설명했습니다.

다른 형태의 전자기 복사와 마찬가지로 X- 선은 과학자들이 마치 입자와 파동이 동시에있는 것처럼 행동을 설명 할 수있는이 파동 입자 이중성을 보여줍니다. 파장과 주파수를 가진 파도처럼 흐르면서 입자 빔처럼 입자의 양을 방출합니다.

독일의 물리학 자 Maxwell Planck의 이름을 따서 명명 된 Planck의 방정식은 빛이 이러한 파도와 같은 방식으로 행동한다는 것을 나타내며, 빛은 입자와 같은 특성도 보여줍니다. 이 빛의 파동-입자 이중성은 빛의 에너지가 주파수에 따라 달라 지지만 여전히 광자에 의해 결정된 개별적인 양의 에너지로 온다는 것을 의미합니다.

X 선의 광자가 다른 물질과 접촉하면 일부는 물질에 흡수되고 다른 일부는 통과합니다. 통과하는 X- 레이는 의사가 인체의 내부 이미지를 만들 수 있도록합니다.

의학, 산업 및 물리학 및 화학을 통한 다양한 연구 분야에서는 X 선을 다양한 방식으로 사용합니다. 의료 영상 연구자들은 X 선을 사용하여 인체 내 상태를 치료합니다. 방사선 요법은 암 치료에 적용됩니다.

산업 엔지니어는 X-ray를 사용하여 금속 및 기타 재료가 건물의 균열을 식별하거나 많은 양을 견딜 수있는 구조물을 만드는 등의 목적 압력.

싱크로트론 시설에서 X 선에 대한 연구를 통해 기업은 분광기와 이미징에 사용되는 과학 기기를 제조 할 수 있습니다. 이 싱크로트론은 큰 자석을 사용하여 빛을 구부리고 광자가 X- 선이 이러한 시설에서 원 운동으로 가속되면 방사선이 선형 편광되어 다량의 힘. 그런 다음 기계는 X 선을 다른 가속기 및 연구 시설로 리디렉션합니다.

의학에서 X- 레이를 적용함으로써 완전히 새롭고 혁신적인 치료 방법이 탄생했습니다. X- 레이는 비 침습적 특성을 통해 신체 내부의 증상을 식별하는 과정에 필수적인 요소가되어 신체에 물리적으로 들어갈 필요없이 진단 할 수 있습니다. 엑스레이는 또한 의사가 환자 내에서 의료 기기를 삽입, 제거 또는 개조 할 때지도하는 이점이있었습니다.

의학에서 사용되는 X 선 영상에는 세 가지 주요 유형이 있습니다. 첫 번째, 방사선 촬영은 적은 양의 방사선만으로 골격계를 이미지화합니다. 두 번째, 형광 투시법을 사용하면 전문가가 환자의 내부 상태를 실시간으로 볼 수 있습니다. 의학 연구자들은 이것을 사용하여 환자에게 바륨을 공급하여 소화관의 작동을 관찰하고 식도 질환 및 장애를 진단했습니다.

마지막으로 컴퓨터 단층 촬영을 사용하면 환자가 링 모양 스캐너 아래에 누워 환자의 내부 장기와 구조에 대한 3 차원 이미지를 만들 수 있습니다. 3 차원 이미지는 환자의 신체를 촬영 한 여러 단면 이미지에서 합쳐집니다.

독일의 기계 엔지니어 인 Wilhelm Conrad Roentgen은 이미지를 생성하기 위해 전자를 발사하는 장치 인 음극선 관으로 작업하는 동안 X 선을 발견했습니다. 튜브는 튜브 내부의 진공 상태에서 전극을 보호하는 유리 봉투를 사용했습니다. 튜브를 통해 전류를 전송함으로써 Roentgen은 장치에서 어떻게 다른 전자기파가 방출되는지 관찰했습니다.

Roentgen은 두꺼운 검은 색 종이를 사용하여 튜브를 보호했을 때 튜브가 종이를 통과하여 다른 물질에 에너지를 공급할 수있는 녹색 형광등 인 X- 레이를 방출한다는 것을 발견했습니다. 그는 일정량의 에너지의 하전 된 전자가 물질과 충돌 할 때 X 선이 생성된다는 것을 발견했습니다.

"X-ray"라고 명명 한 Roentgen은 신비스럽고 알려지지 않은 자연을 포착하고자했습니다. 뢴트겐은 그것이 인체 조직을 통과 할 수 있지만 뼈나 금속은 통과 할 수 없다는 것을 발견했습니다. 1895 년 후반에 엔지니어는 X- 레이를 사용하여 아내의 손 이미지와 상자 속의 무게 이미지를 만들었습니다. 이는 X- 레이 역사상 주목할만한 업적입니다.

곧 과학자와 엔지니어들은 X 선의 신비한 특성에 매료되어 X 선 사용 가능성을 탐구하기 시작했습니다. 뢴트겐 (아르 자형)는 방사선 노출을 측정하는 현재 없어진 단위가 될 것입니다. 건조한 공기에 대해 하나의 양 및 음의 정전기 전하 단위를 만드는 데 필요한 노출.

인간 및 기타 생물, 외과 의사 및 의료인의 내부 골격 및 장기 구조 이미지 생성 연구자들은 인체를 이해하거나 총알이 어디에 있는지 알아내는 혁신적인 기술을 만들었습니다. 부상당한 병사.

1896 년까지 과학자들은 이미 어떤 유형의 물질 X- 선이 통과 할 수 있는지 알아 내기 위해이 기술을 적용하고있었습니다. 불행히도 X 선을 생성하는 튜브는 1913 년 미국 물리학 자이자 엔지니어 인 William D.C.의 Coolidge 튜브가 개발 될 때까지 산업 목적에 필요한 많은 양의 전압에서 분해 될 것입니다. Coolidge는 새로 태어난 방사선 분야에서보다 정확한 시각화를 위해 텅스텐 필라멘트를 사용했습니다. Coolidge의 연구는 물리학 연구에서 X-ray 튜브를 단단히 연마했습니다.

전구, 형광등 및 진공관 생산으로 산업 작업이 시작되었습니다. 제조 공장에서는 내부 구조와 구성을 확인하기 위해 강철 튜브의 방사선 사진, X- 선 이미지를 제작했습니다. 1930 년대까지 General Electric Company는 산업용 방사선 촬영용 X 선 발생기를 백만 대 생산했습니다. 미국 기계 공학회 (American Society of Mechanical Engineers)는 용접 된 압력 용기를 함께 융합하기 위해 X- 선을 사용하기 시작했습니다.

사회가 다양한 분야와 분야에서 X 선을 수용함에 따라 X 선이 단파장과 고주파수로 얼마나 많은 에너지를 포장하는지 감안할 때 X- 레이에 노출되면 개인이 눈의 자극, 장기 부전 및 피부 화상을 경험할 수 있으며, 때로는 사지 및 삶. 전자기 스펙트럼의 이러한 파장은 DNA 돌연변이 또는 살아있는 조직의 분자 구조 또는 세포 기능의 변화를 유발하는 화학적 결합을 끊을 수 있습니다.

최근 X-ray 연구에 따르면 이러한 돌연변이와 화학적 이상이 암을 유발할 수 있으며, 과학자들은 미국 암의 0.4 %가 CT 스캔으로 인한 것이라고 추정합니다. X 선이 인기를 끌면서 연구원들은 안전한 것으로 간주되는 X 선 용량 수준을 권장하기 시작했습니다.

사회가 X- 레이의 힘을 수용함에 따라 의사, 과학자 및 기타 전문가들은 X- 레이의 건강에 부정적인 영향에 대한 우려를 표명하기 시작했습니다. 연구자들이 X- 선이 어떻게 신체를 통과하는지 관찰하면서 파동은 신체의 특정 부위를 구체적으로 겨냥했기 때문에 X 선이 위험한.

X 선 기술이 인체 건강에 미치는 부정적인 영향에도 불구하고 그 효과를 제어하고 유지하여 불필요한 위험이나 위험을 방지 할 수 있습니다. 암은 자연적으로 미국인 5 명 중 1 명에게 영향을 미치지 만 CT 스캔은 일반적으로 암 위험을 .05까지 높입니다. 일부 연구자들은 낮은 X 선 노출이 개인의 위험에 기여하지 않을 수도 있다고 주장합니다. 암.

연구에 따르면 인체에는 적은 양의 X 선으로 인한 손상을 복구 할 수있는 방법이 내장되어 있습니다. American Journal of Clinical Oncology에서 X-ray 스캔이 심각한 위험을 초래하지 않는다고 제안했습니다. 모두.

어린이는 엑스레이에 노출 될 때 뇌암과 백혈병의 위험이 더 큽니다. 이러한 이유로 어린이에게 X- 레이 스캔이 필요할 수있는 경우 의사 및 기타 전문가는 동의를 제공하기 위해 어린이 가족의 보호자와 위험에 대해 논의합니다.

다량의 X- 레이에 노출되면 구토, 출혈, 실신, 탈모 및 피부 손실이 발생할 수 있습니다. 그들은 DNA 분자 사이의 결합을 끊기에 충분한 에너지를 가지고 있기 때문에 DNA에 돌연변이를 일으킬 수 있습니다.

X 선 방사선 또는 DNA 자체의 무작위 돌연변이로 인한 DNA 돌연변이인지 여부를 결정하기는 여전히 어렵습니다. 과학자들은 확률, 원인 및 빈도를 포함하여 돌연변이의 특성을 연구하여 DNA의 이중 가닥 파손이 X 선 방사선의 결과인지 DNA의 무작위 돌연변이인지 여부 그 자체.