Website đang trong giai đoạn hoàn thiện và chạy thử nghiệm, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của mọi người để website hoàn thiện tốt hơn! Đóng góp

Table of Content

Tia X - Khám phá "xuyên thấu" nhân loại - Phần 1

Giới thiệu và tìm hiểu khái quát về tia X

Tia X được biết đến là một trong những phát hiện quan trọng trong nền lịch sử y học hiện đại. Việc phát minh ra tia X đã mang lại những ứng dụng tuyệt vời giúp phát hiện và hỗ trợ chẩn đoán, điều trị bệnh đạt hiệu quả và độ chính xác cao. Vậy nên ngày hôm nay hãy cùng Sata STEM tìm hiểu sâu hơn về khám phá "vô hình" này nhé.

Tia X - Khám phá “xuyên thấu” nhân loại - Phần 1
Tia X - Khám phá “xuyên thấu” nhân loại - Phần 1

Tia X là gì

Bản chất của tia X là sóng điện từ, bức xạ phát ra chùm tia electron đập vào vật rắn, hầu hết tia X có dải bước sóng trong khoảng từ 0,01 đến 10 nano mét tương ứng với dãy tần số từ 30 Petahertz đến 30 Exahertz (3×1016 Hz to 3×1019 Hz) và có năng lượng từ 120 eV đến 120 keV. Bước sóng của tia X dài hơn tia gamma nhưng ngắn hơn tia tử ngoại.

Tia X là gì
Tia X là gì

Trong thế kỷ 19, tia X được coi là một trong những phát minh nổi bật. Không chỉ mở ra một chương mới cho ngành vật lý mà tia X còn được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế, giúp giúp các bác sĩ nhìn thấy những bộ phận bên trong cơ thể bệnh nhân mà không cần phẫu thuật.

Lịch sử khám phá tia X

Tối ngày 8/11/1895 tại phòng thí nghiệm Đại học Wurzburg (Đức), giám đốc viện vật lý Wilhelm Conrad Rontgen khi đó đang tiến hành thí nghiệm một cuộn dây vốn đã tích sẵn dòng điện cao thế chạy qua ống tia catot bằng thủy tinh, bên trong là chân không với hai điện cực. Dù đã bọc ống bằng giấy đen cẩn thận nhưng Rontgen tình cờ nhìn thấy màn huỳnh quang được đặt gần đó phát sáng khi ống tia catot được bật trong căn phòng tối. Khi ông rút phích điện ra khỏi ổ cắm thì ánh sáng ngay lập tức biến mất. Rontgen thử chặn các tia phát ra từ ống tia catot lần lượt bằng tấm bìa cứng, một cuốn sách dày 1000 trang, một cửa gỗ dày hơn 2,5 cm nhưng đều không thành công.

Wilhelm Conrad Rontgen
Wilhelm Conrad Rontgen

Ông nhanh chóng đưa ra giả thuyết rằng chắc phải có một loại bức xạ nào đó đang chiếu ngang qua phòng và nó có khả năng xuyên qua gỗ, qua cả kim loại và một số hợp chất khác. Tuy nhiên, ông vẫn chưa hoàn toàn hiểu được bản chất của loại tia này. Vì vậy, ông đặt tên cho loại tia đó là tia X – một ẩn số chưa được giải đáp của tự nhiên.

Sự hình thành của tia X

Sau 7 tuần, Rontgen cuối cùng đã khám phá ra được tính chất của thứ tia vô hình kia. Để chứng minh, Röntgen đã nhờ vợ làm mẫu cho bức ảnh chụp bằng tia X đầu tiên – hình ảnh về xương bàn tay và chiếc nhẫn cưới của bà, về sau được biết đến là bức röntgenogram đầu tiên. Điều đó thể hiện khả năng chụp hình các khớp xương ẩn sâu dưới tận lớp da thịt của loại tia này.

Để tạo ra tia X, các nhà khoa học sử dụng ống Coolidge (Cu-lít-giơ). Ống Coolidge có dạng hình cầu bên trong là chân không chứa hai điện cực, gồm: Một catot (dây vonfram) có tác dụng tập trung các electron về tâm của bình cầu và đầu kia là anot (điện cực dương) có bề mặt là một thanh kim loại chứa khối lượng nguyên tử lớn, khó nóng chảy.

Khi dòng điện được tạo ra bởi viên pin có điện thế nhỏ nung nóng catot, từ catot sẽ phát ra những tia electron. Sợi dây tóc được bọc trong ống làm bằng hợp kim chứa Molypden nhằm duy trì điện tích âm cho electron. Nó sẽ đẩy các electron bay ra xa và các electron sẽ trông như chùm sáng với vận tốc lớn bay đến anot. Do quá trình này sinh nhiệt lớn làm nóng đầu anot nên anot cần được giải nhiệt bởi nước nguội thì mới có thể hoạt động tốt. Thanh kim loại được để nghiêng 1 góc 45° để khiến các electron bay đến nó sẽ tạo ra 1 chùm tia X gần như vuông góc với chùm electron. Một điện thế rất cao khoảng 20kV được tạo ra giữa anot và catot. Do vậy, các electron bay với vận tốc lớn đến anot và đâm vào thanh kim loại. Lúc này, động năng được chuyển hoá và tạo ra các tia X.

Sự hình thành của tia X
Sự hình thành của tia X

Cường độ mạnh yếu của tia X phụ thuộc vào số lượng electron đâm vào thanh kim loại. Vì vậy nếu muốn tăng độ sáng của tia X, chúng ta cần tăng lượng electron phóng ra từ dây tóc bằng cách tăng cường độ dòng điện đi qua dây tóc.

Post a Comment