هذه المقالة المكونة من جزأين ، بتكليف من إكسيلوم أب(المؤلف الدكتور ديفيد برنارد ، استشاري الأشعة السينية لصناعة الإلكترونيات) ، يحتفل بالذكرى السنوية الـ 125 لاكتشاف الأشعة السينية في 8 نوفمبر 1895. تستعرض هذه الدفعة الأولى تاريخ الأشعة السينية واستخدامها من ذلك الحين وحتى الآن .ستلقي الدفعة الثانية نظرة على التاريخ والتطورات الأخيرة في مصادر الأشعة السينية وتوضح كيف تستمر قدراتها واستخدامها في التطور وتأثيرها.

الجزء 1 - السنوات الأولى

الأشعة السينية هي شكل اختراق من الإشعاع الكهرومغناطيسي عالي الطاقة والذي يقع بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما في الطيف الكهرومغناطيسي.تم اكتشافها لأول مرة في 8 نوفمبر 1895 عندما عثر فيلهلم كونراد رونتجن على آثارها لإنشاء صور على شاشات الفلورسنت ، وبعد ذلك على لوحات التصوير الفوتوغرافي ، على مسافة من أنبوب كروكس المخفي بصريًا ، أو أنبوب مشابه.وهذا يعني أن الأشعة السينية قد تم إنتاجها من قبل المجربين منذ عام 1875 ، عندما تم إنشاء أنابيب كروكس وما شابهها لأول مرة.

ومع ذلك ، كان رونتجن هو أول من رأى تأثيرها والذي وصفه في ورقته البحثية "On A New Rays" التي نُشرت في 28 ديسمبر 1895. دعا رونتجن اكتشافه بالأشعة السينية للإشارة إلى أنه كان ، بعد ذلك ، غير معروف نوع الإشعاع.ومع ذلك ، في العديد من اللغات حتى يومنا هذا ، لا تزال تُعرف باسم أشعة رونتجن.تم التعرف على هذا الاكتشاف في عام 1901 عندما مُنح رونتجن أول جائزة نوبل للفيزياء.منذ اكتشاف الأشعة السينية ، كان استخدامها للتحليل والتشخيص من أكثر المجالات التي تم بحثها على نطاق واسع في العلوم والهندسة.من المدهش أن نلاحظ أنه في الربع الأول من القرن العشرين ، ارتبط نصف جوائز نوبل تقريبًا بالمساهمات في هذا المجال.

سارع رونتجن إلى رؤية الآثار والفرص الطبية لاكتشافه ، كأول صورة بالأشعة السينية الشهيرة ليد زوجته آنا في 22 ديسمبر 1895. أدرك أن الأشعة السينية توفر طريقة غير جراحية للتحقيق داخل الجسم.من المثير للاهتمام ملاحظة أنه لأسباب أخلاقية شخصية ، رفض رونتجن الحصول على براءات اختراع لاكتشافه للأشعة السينية ، حيث أراد أن يستفيد المجتمع ككل من تطبيقاتها العملية.ونتيجة لذلك ، سرعان ما أدى هذا إلى انفجار في الأوراق البحثية وتطوير أجهزة الأشعة السينية والأشعة السينية في جميع أنحاء العالم ، بطريقة مماثلة قد تكون أكثر دراية لنا اليوم فيما حدث بعد الاكتشاف الأولي للجرافين. .

انتشر الاستخدام الطبي الواسع للأشعة السينية المكتشفة حديثًا في غضون سنوات قليلة فقط.تم استخدام تحقيقات الأشعة السينية على نطاق واسع في الحرب العالمية الأولى ، حيث قام حتى الفائزون الحاليون والمستقبليون بجائزة نوبل والأم وابنتها ماري وإيرين جوليو كوري بتشغيل وحدات أشعة سينية متحركة وثابتة للجنود الجرحى في بلجيكا.

بعد متابعة التطبيقات الطبية التشخيصية لصور الأشعة السينية ثنائية الأبعاد المكتشفة حديثًا ، جاء استخدام الأشعة السينية في العلاج ، والتي تُشاهد وتُستخدم اليوم لعلاج السرطانات من خلال العلاج الإشعاعي والمعالجة الكثبية.خارج المجال الطبي ، تم استخدام مصادر الأشعة السينية لتقنيات جديدة أخرى تتيح اكتشافات جديدة رائعة.تشمل هذه التقنيات حيود الأشعة السينية وطرق كومبتون للنثر الخلفي وطرق التألق.لذلك ، على سبيل المثال ، مرت 58 عامًا فقط من تاريخ أول صورة بالأشعة السينية إلى وقت استخدام الأشعة السينية لتأكيد بنية الحمض النووي من خلال حيود الأشعة السينية.لا يزال الانعراج والأشعة السينية حيويين لتحليل المواد اليوم.

الفحص المجهري بالأشعة السينية

إيرين جوليو كوري تتسلق من "سيارة إشعاعية" عام 1916 © Association Curie Joliot-Curie

خارج التطبيقات الطبية ، ظهر أحد أكثر التطورات بعيدة المدى للاستخدامات الجديدة للأشعة السينية في عام 1951 عندما اخترع Cosslett & Nixon مجهر الأشعة السينية (الظل) في جامعة كامبريدج.لقد أظهروا أن تحريك جسم أقرب إلى النقطة البؤرية لمصدر الأشعة السينية ، عندما يكون هناك موضع كاشف ثابت ، يخلق صورة (ظل) مكبرة بشكل متزايد للكائن في الكاشف.يتم حساب التكبير الهندسي للصورة الناتجة عن طريق نسبة المسافة البؤرية للمصدر إلى الكاشف ، إلى مسافة النقطة البؤرية للمصدر إلى الكائن.

تتبع معظم معدات الأشعة السينية الصناعية مفهوم التصميم هذا بحيث يكون التصوير الجيد مصحوبًا بمستوى مقبول من التكبير لمهمة التحقيق.هذا يختلف عن التطبيقات الطبية النموذجية حيث يتم وضع الجسم (على سبيل المثال ، أحد الأطراف) على الكاشف (مثل فيلم) وبالتالي يوفر صورة غير مكبرة.سمح الفحص المجهري بالأشعة السينية بالاستخدام العملي ومتعدد الصناعات لإجراء التحقيقات غير المدمرة ومراقبة الجودة في مثل هذه المجالات ، من بين أمور أخرى ، مثل:

• تصنيع مكونات إلكترونية ولوحات دوائر كهربائية تتقلص باستمرار.
• قضايا الأمن الغذائي ، مثل تحديد التلوث المحتمل من المواد الخام أو معدات الإنتاج.
• مراقبة السماكة والعيوب على مجموعة كاملة من تطبيقات الاختبار غير المدمرة ، مثل المسبوكات ولحام الأنابيب.
• مراقبة الجودة والسلامة في صناعة الإطارات.
• مراقبة جودة الأدوية.
• تطبيقات الأمن.

رسم تخطيطي لمجهر الأشعة السينية (الظل) يوضح كيفية حساب التكبير الهندسي لصورة كائن عند رؤيتها في الكاشف.

غودفري ن.هونسفيلد (صورة من www.nobelprize.org)

قدمت صورة الأشعة السينية ثنائية الأبعاد ، مع التكبير أو بدونه ، فوائد رائعة منذ اكتشافها.كان التطور الرئيسي التالي في أواخر الستينيات عندما أضاف جودفري هونزفيلد بعدًا ثالثًا لتحليل الأشعة السينية باكتشاف التصوير المقطعي بمساعدة الكمبيوتر ، المعروف الآن باسم التصوير المقطعي المحوسب.لم يوفر هذا فقط القدرة على التقطيع غير المدمر من خلال طبقات مختلفة من كائن مع أو بدون تكبير ، سواء كان ذلك طبيًا أو صناعيًا بطبيعته ، بل يمكن القول إنه حفز أيضًا تقنيات التصوير الجديدة الأخرى مثل الرنين المغناطيسي التصوير ، أو التصوير بالرنين المغناطيسي ، الذي أحدث ثورة في الطب التشخيصي في السنوات الأخيرة.شارك Hounsfield جائزة نوبل عام 1979 في علم وظائف الأعضاء أو الطب مع ألان كورماك لاكتشاف التصوير المقطعي المحوسب.حصل اختراع التصوير بالرنين المغناطيسي على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب في عام 2003.

من خلال إضافة بُعد ثالث لتحليل الأشعة السينية ، لم يقتصر دور التصوير المقطعي المحوسب على تعزيز قدرات التشخيص الطبي وساعد في تحديد مكان علاج الورم واستهدافه بشكل أفضل ، ولكنه ساعد أيضًا في التطبيقات الصناعية القائمة والجديدة مثل:

• التنقيب عن مصادر نفطية جديدة من خلال فحص بنية عينات الصخور.
• تحليل المواد والمركبات الجديدة.
• التحقيق ومراقبة الجودة للتصنيع الإضافي وهي التطبيقات الصناعية من الطباعة ثلاثية الأبعاد.

خلال 125 عامًا منذ أن لمح رونتجن لأول مرة تأثيرات تلك الأشعة "غير المعروفة" ، لم تزدهر جميع استخدامات الأشعة السينية بنجاح.على سبيل المثال ، آلة تركيب الأحذية بالأشعة السينية التي كانت شائعة في متاجر الأحذية في الولايات المتحدة بين عامي 1930 و 1950.

ومع ذلك ، فإن الفوائد والفرص التي قدمتها الأشعة السينية عبر مجموعة كبيرة من الصناعات والتطبيقات تفوق بشكل كبير تلك الإخفاقات الصغيرة.سيبحث الجزء التالي من هذه المقالة بمزيد من التفصيل في التاريخ والتطورات في مصادر الأشعة السينية نفسها التي سمحت بحدوث جميع تطبيقات الأشعة السينية هذه.

الرابط الأصلي: https: //metrology.news/125th-anniversary-of-x-rays-discovery-on-8th-november-1895/