X-rays
จาก Thailand Science and Technology Wikipedia
X-rays
รังสีเอกซ์ (X-rays) แปลตามตัวได้เป็นรังสีลึกลับ เพราะเมื่อถูกค้นพบใหม่ๆ ผู้คันพบไม่รู้ว่าคืออะไร จึงเรียกเป็นรังสีเอกซ์
มาปัจจุบันนี้ วงการวิทยาศาสตร์รู้แล้วว่ารังสีเอกซ์คืออะไร และก็ได้มีการตั้งชื่อเรียกใหม่ที่เหมาะสมกว่า แต่ชื่อใหม่ก็ไม่เป็นที่นิยมใช้ เพราะมนุษย์ทั้งโลกชินกับชื่อเก่าคือ รังสีเอกซ์เสียแล้ว
รังสีเอกซ์คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าดังเช่นคลื่นไมโครเวฟ แสงสว่าง รังสีอินฟราเรด รังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีแกมมา โดยมีระดับพลังงานที่สูง คือมีพลังงานสูงกว่ารังสีอัลตราไวโอเลต แต่ต่ำกว่ารังสีแกมมา
พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความถี่ของคลื่นหรือความยาวคลื่น โดยที่ระดับพลังงานจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ แต่เป็นสัดส่วนอย่างผกผันกับความยาวคลื่น กล่าวคือคลื่นที่มีพลังงานสูงจะมีความถี่สูงหรือความยาวคลื่นน้อย
รังสีเอกซ์มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 10-9 - 10-11 เมตร
ผู้ค้นพบรังสีเอกซ์คือนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ วิลเฮร์ม คอนราด เรินต์เกน (Wilhelm Konrad Rontgen) เมื่อ ปี ค.ศ.1895 แต่ไม่ทราบว่าคืออะไร จึงตั้งชื่อเรียกเป็น X-rays หรือรังสีลึกลับ
ต่อมาเมื่อรังสีเอกซ์ไม่ใช่รังสีลึกลับอีกต่อไป ก็ได้มีความพยายามในวงการวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวงการวิทยาศาสตร์เยอรมัน ที่จะเปลี่ยนชื่อรังสีเอกซ์ใหม่ และให้ชื่อเป็น รังสีเรินต์เกน (Rontgen rays) ตามชื่อผู้ค้นพบ ทว่าชื่อใหม่นี้ไม่เป็นที่นิยมใช้กันโดยทั่วไป ยกเว้นในประเทศเยอรมนี
รังสีเอกซ์มีทั้งที่ผลิตขึ้นโดยมนุษย์และเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ
รังสีเอกซ์ผลิตขึ้นโดยมนุษย์ที่คุ้นเคยกันดี คือรังสีเอกซ์จากเครื่องฉายรังสีเอกซ์ในโรงพยาบาล เครื่องมือทางการแพทย์มีประโยชน์อย่างที่สุดสำหรับการวินิจฉัยโรคและอาการเจ็บป่วยจากอุบัติเหตุว่ามีกระดูกหักหรือไม่ เพราะรังสีเอกซ์สามารถส่องทะลุผิวหนังได้ แต่ทะลุกระดูกไม่ได้ สำหรับส่วนเป็นเนื้อเยื่อและอวัยวะภายในร่างกายจะดูดกลืนรังสีเอกซ์ในระดับแตกต่างกัน ภาพฟิล์มรังสีเอกซ์จึงแสดงสภาพโครงกระดูกและอวัยวะภายในคนป่วยได้ว่า กระดูกหักหรือไม่ ปอดมีจุดหรือไม่ ฟันผุหรือไม่ แค่ไหน
หลักการผลิตรังสีเอกซ์สำหรับเครื่องฉายรังสีเอกซ์ อาศัยวิธีการใช้ลำอนุภาคมีประจุ คืออิเล็กตรอน วิ่งชนเป้า เป็นแผ่นโลหะดังเช่นโลหะทังสเตนอิเล็กตรอนที่เป็นกระสุน จะไปกระแทกอิเล็กตรอนของอะตอมที่เป็นเป้า ทำให้อิเล็กตรอนที่เป็นเป้าหลุดจากวงโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอม อิเล็กตรอนตัวอื่นที่อยู่ในวงโคจรระดับพลังงานสูงกว่า จะกระโดดเข้าแทนที่อิเล็กตรอนที่ถูกชนกระเด็นหลุดออกไป
ในการกระโดดของอิเล็กตรอนจากวงโคจรพลังงานสูง ลงสู่ตำแหน่งในวงโคจรพลังงานต่ำกว่า อิเล็กตรอนจะสูญเสียพลังงานหรือปล่อยพลังงานออกมา
พลังงานที่ถูกปล่อยออกมา จะเป็นพลังงานในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือเป็นโฟตอน และโดยการเลือกอะตอมที่เป็นเป้าอย่างเหมาะสม เช่นทังสเตน พลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจะมีระดับพลังงานของรังสีเอกซ์พอดี
รังสีเอกซ์เกิดขึ้นเองในธรรมชาติ ที่ตรวจพบและได้รับความสนใจมากเป็นพิเศษคือ รังสีเอกซ์จากอวกาศ เช่นจากดวงดาวบางชนิด หรือจากกลุ่มก๊าซในอวกาศ
กระบวนการเกิดรังสีเอกซ์จากอวกาศเท่าที่วงการวิทยาศาสตร์ปัจจุบันเข้าใจ มีอยู่สองวิธีใหญ่ๆ คือ
- เกิดจากอนุภาคมีประจุเช่นก๊าซมีประจุบางชนิด ที่เคลื่อนที่เข้าหาดวงดาวด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ อย่างรวดเร็ว คือมีความเร็วสูง แล้วอนุภาคเหล่านี้ก็จะต้องปล่อยพลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดวงดาวที่จะทำให้อนุภาคมีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเพิ่มสูงถึงระดับปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา เช่น หลุมดำและดาวนิวตรอน ที่มีดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เป็นคู่ แล้วมวลของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ถูกแรงดึงดูดโน้มถ่วงมหาศาลของหลุมดำหรือดาวนิวตรอนดึงดูดให้วิ่งวนเข้าหา
- เกิดจากการที่กลุ่มก๊าซในอวกาศดูดกลืนพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งอื่น เช่นดาวฤกษ์ แล้วปล่อยพลังงานกลับคืนออกมาในรูปของรังสีเอกซ์
