এক্স-রে হল এমন এক ধরনের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন যা সম্ভবত একজন ব্যক্তির ত্বকের মাধ্যমে দেখার ক্ষমতা এবং এর নীচে হাড়ের ছবি প্রকাশ করার জন্য সর্বাধিক সুপরিচিত। প্রযুক্তির অগ্রগতি আরও শক্তিশালী এবং ফোকাসড এক্স-রে বিমের পাশাপাশি এই হালকা তরঙ্গগুলির আরও বেশি প্রয়োগের দিকে পরিচালিত করেছে, ইমেজিং টিনসি জৈবিক কোষ এবং সিমেন্টের মতো উপাদানগুলির কাঠামোগত উপাদান থেকে ক্যান্সার কোষ হত্যা পর্যন্ত।
এক্স-রে মোটামুটি নরম এক্স-রে এবং হার্ড এক্স-রেতে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। নরম এক্স-রেগুলির অপেক্ষাকৃত ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 10 ন্যানোমিটার (একটি ন্যানোমিটার একটি মিটারের এক বিলিয়ন ভাগ), এবং তাই তারা অতিবেগুনী (ইউভি) আলো এবং গামা-রশ্মির মধ্যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক (ইএম) বর্ণালীর মধ্যে পড়ে। হার্ড এক্স-রেগুলির তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 100 পিকোমিটার (একটি পিকোমিটার একটি মিটারের এক ট্রিলিয়ন ভাগ)। এই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গগুলি গামা-রশ্মির মতো ইএম বর্ণালীর একই অঞ্চল দখল করে। তাদের মধ্যে একমাত্র পার্থক্য তাদের উৎস: এক্স-রে ইলেকট্রন ত্বরান্বিত করে উত্পাদিত হয়, যেখানে চারটি পারমাণবিক বিক্রিয়ায় পারমাণবিক নিউক্লিয়াস দ্বারা গামা-রে উৎপন্ন হয়।
এক্স-রে এর ইতিহাস
এক্স-রে 1895 সালে জার্মানির ওয়ার্জবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক উইলহেম কনরাড রেন্টজেন আবিষ্কার করেছিলেন। ননডেস্ট্রাক্টিভ রিসোর্স সেন্টারের "রেডিওগ্রাফির ইতিহাস" অনুসারে, রেন্টজেন একটি উচ্চ-ভোল্টেজের ক্যাথোড-রে টিউবের কাছে স্ফটিক লক্ষ্য করেছেন যা একটি ফ্লুরোসেন্ট দীপ্তি প্রদর্শন করছে, এমনকি যখন সে তাদের গা dark় কাগজ দিয়ে রক্ষা করেছিল। নল দ্বারা কিছু শক্তির উত্পাদন করা হচ্ছিল যা কাগজে প্রবেশ করছিল এবং স্ফটিকগুলি জ্বলছিল। রেন্টজন এই অজানা শক্তিকে "এক্স-বিকিরণ" বলেন। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এই বিকিরণ নরম টিস্যুতে প্রবেশ করতে পারে কিন্তু হাড় নয়, এবং ফটোগ্রাফিক প্লেটে ছায়া ছবি তৈরি করবে।
এই আবিষ্কারের জন্য, রেন্টজেন ১৯০১ সালে পদার্থবিজ্ঞানে প্রথম নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন।
সংশ্লিষ্ট ভিডিও
এক্স-রে উৎস এবং প্রভাব
স্ট্যানফোর্ড সিনক্রোট্রন রেডিয়েশন লাইটসোর্সের পরিচালক কেলি গ্যাফনির মতে, তামার বা গ্যালিয়ামের মতো পরমাণুতে ভাঙা ইলেকট্রনগুলির একটি উচ্চ-শক্তি বিম পাঠিয়ে পৃথিবীতে এক্স-রে তৈরি করা যেতে পারে। যখন মরীচি পরমাণুতে আঘাত করে, তখন ভেতরের শেলের ইলেকট্রন, যাকে এস-শেল বলা হয়, ধাক্কা খায় এবং কখনও কখনও তাদের কক্ষপথ থেকে বেরিয়ে যায়। সেই ইলেকট্রন, বা ইলেকট্রন ছাড়া, পরমাণু অস্থির হয়ে যায়, এবং তাই পরমাণুর "শিথিল" বা ভারসাম্যে ফিরে যাওয়ার জন্য, গ্যাফনি বলেন, তথাকথিত 1p শেলের একটি ইলেকট্রন ফাঁক পূরণ করতে নেমে আসে। ফলাফল? একটি এক্স-রে মুক্তি পায়।
গ্যাফনি লাইভ সায়েন্সকে বলেন, "এর সাথে সমস্যা হল ফ্লুরোসেন্স [অথবা এক্স-রে লাইট বন্ধ] সব দিক দিয়ে যায়"। "তারা দিকনির্দেশক নয় এবং ফোকাসযোগ্য নয়। এটি একটি উচ্চ-শক্তি, এক্স-রে এর উজ্জ্বল উৎস তৈরি করার খুব সহজ উপায় নয়।"
একটি সিঙ্ক্রোট্রন লিখুন, এক ধরনের কণা এক্সিলারেটর যা একটি বন্ধ, বৃত্তাকার পথের ভিতরে ইলেকট্রনের মত চার্জযুক্ত কণাকে ত্বরান্বিত করে। মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান পরামর্শ দেয় যে আপনি যখনই চার্জযুক্ত কণাকে ত্বরান্বিত করবেন, তখন এটি আলো দেবে। আলোর ধরণ ইলেকট্রনের শক্তির উপর নির্ভর করে (বা অন্যান্য চার্জ করা কণা) এবং চৌম্বক ক্ষেত্র যা তাদেরকে বৃত্তের চারপাশে ঠেলে দেয়, গ্যাফনি বলেন।
যেহেতু সিনক্রোট্রন ইলেকট্রন আলোর গতির কাছাকাছি ধাক্কা দেয়, তাই তারা প্রচুর পরিমাণে শক্তি প্রদান করে, বিশেষ করে এক্স-রে শক্তি। এবং শুধু কোন এক্স-রে নয়, কিন্তু ফোকাসড এক্স-রে আলোর একটি খুব শক্তিশালী রশ্মি।
ইউরোপীয় সিনক্রোট্রন বিকিরণ সুবিধা অনুসারে, 1947 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে জেনারেল ইলেকট্রিকের মাধ্যমে প্রথমবারের মতো সিনক্রোট্রন বিকিরণ দেখা যায়। এই বিকিরণটি একটি উপদ্রব হিসাবে বিবেচিত হয়েছিল কারণ এটি কণার শক্তি হারায়, কিন্তু এটি 1960-এর দশকে এক্স-রে টিউবগুলির ত্রুটিগুলি অতিক্রম করে ব্যতিক্রমী বৈশিষ্ট্যযুক্ত আলো হিসাবে স্বীকৃত হয়েছিল। সিনক্রোট্রন বিকিরণের একটি আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য হল এটি মেরুকৃত; অর্থাৎ, ফোটনের বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি সব একই দিকে দোলায়, যা রৈখিক বা বৃত্তাকার হতে পারে।
"কারণ ইলেকট্রনগুলি আপেক্ষিক [অথবা হালকা গতির কাছাকাছি চলে], যখন তারা আলো ছেড়ে দেয়, তখন এটি সামনের দিকে মনোনিবেশ করা শেষ করে," গ্যাফনি বলেছিলেন। "এর অর্থ হল আপনি হালকা এক্স-রেগুলির সঠিক রঙ পাবেন না এবং তাদের অনেকগুলিই পাবেন না কারণ আপনার প্রচুর ইলেকট্রন সঞ্চিত আছে, সেগুলি অগ্রাধিকার দিক থেকেও নির্গত হয়।"
এক্স-রে ইমেজিং
নির্দিষ্ট কিছু উপকরণ ভেদ করার ক্ষমতার কারণে, এক্স-রে ব্যবহার করা হয় বেশ কিছু অপ্রতিরোধ্য মূল্যায়ন এবং পরীক্ষার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, বিশেষ করে ত্রুটি বা ফাটল সনাক্ত করার জন্যকাঠামোগত উপাদান। এনডিটি রিসোর্স সেন্টারের মতে, "বিকিরণ একটি অংশের মাধ্যমে এবং [একটি] ফিল্ম বা অন্যান্য ডিটেক্টরের দিকে পরিচালিত হয়। ফলে ছায়াগ্রাফ অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়" এবং অংশটি শব্দ কিনা। ডাক্তার এবং ডেন্টিস্টের অফিসে যথাক্রমে হাড় ও দাঁতের এক্স-রে ছবি তৈরিতে এই একই কৌশল ব্যবহার করা হয়। [ছবি: অত্যাশ্চর্য মাছের এক্স-রে]
কার্গো, লাগেজ এবং যাত্রীদের পরিবহন নিরাপত্তা পরিদর্শনের জন্যও এক্স-রে অপরিহার্য। ইলেকট্রনিক ইমেজিং ডিটেক্টর প্যাকেজ এবং অন্যান্য যাত্রী আইটেমের বিষয়বস্তু রিয়েল-টাইম ভিজ্যুয়ালাইজেশনের অনুমতি দেয়।
এক্স-রে এর আসল ব্যবহার ছিল হাড়ের ইমেজিংয়ের জন্য, যা সেই সময়ে পাওয়া ফিল্মের নরম টিস্যু থেকে সহজেই আলাদা করা যেত। যাইহোক, আরো সঠিক ফোকাসিং সিস্টেম এবং আরো সংবেদনশীল সনাক্তকরণের পদ্ধতি, যেমন উন্নত ফটোগ্রাফিক ফিল্ম এবং ইলেকট্রনিক ইমেজিং সেন্সর, অনেক কম এক্সপোজার লেভেল ব্যবহার করার সময় টিস্যু ঘনত্বের মধ্যে ক্রমবর্ধমান সূক্ষ্ম বিবরণ এবং সূক্ষ্ম পার্থক্য আলাদা করা সম্ভব করেছে।
উপরন্তু, গণিত টমোগ্রাফি (সিটি) একাধিক এক্স-রে ইমেজকে একত্রিত করে একটি আগ্রহী অঞ্চলের একটি 3D মডেলে।
হেলমহোল্টজ সেন্টার ফর ম্যাটেরিয়ালস অ্যান্ড এনার্জির মতে, সিটি-র অনুরূপ, সিঙ্ক্রোট্রন টমোগ্রাফি ইঞ্জিনিয়ারিং উপাদানগুলির মতো বস্তুর অভ্যন্তরীণ কাঠামোর ত্রিমাত্রিক চিত্র প্রকাশ করতে পারে।
এক্স-রে থেরাপি
বিকিরণ থেরাপি উচ্চ-শক্তি বিকিরণ ব্যবহার করে ক্যান্সার কোষগুলিকে তাদের ডিএনএ ক্ষতিগ্রস্ত করে হত্যা করে। যেহেতু চিকিত্সা স্বাভাবিক কোষেরও ক্ষতি করতে পারে, তাই জাতীয় ক্যান্সার ইনস্টিটিউট সুপারিশ করে যে পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াগুলি কমানোর জন্য চিকিত্সা সাবধানে পরিকল্পনা করা উচিত।
ইউএস এনভায়রনমেন্টাল প্রোটেকশন এজেন্সির মতে, এক্স-রে থেকে তথাকথিত আয়নাইজিং বিকিরণ পরমাণু এবং অণু থেকে ইলেকট্রনকে পুরোপুরি ছিঁড়ে ফেলার জন্য পর্যাপ্ত শক্তিযুক্ত একটি ফোকাসড এলাকা জ্যাপ করে, এইভাবে তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করে। পর্যাপ্ত মাত্রায়, এটি কোষের ক্ষতি বা ধ্বংস করতে পারে। এই কোষের ক্ষতি ক্যান্সারের কারণ হতে পারে, এটি এটির সাথে লড়াই করার জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। ক্যান্সারযুক্ত টিউমারে এক্স-রে নির্দেশ করে, এটি সেই অস্বাভাবিক কোষগুলিকে ধ্বংস করতে পারে।
এক্স-রে জ্যোতির্বিজ্ঞান
মিসৌরি স্টেট ইউনিভার্সিটির জ্যোতির্বিজ্ঞানের অধ্যাপক রবার্ট প্যাটারসনের মতে, এক্স-রে-এর স্বর্গীয় উত্সগুলির মধ্যে রয়েছে ব্ল্যাক হোল বা নিউট্রন তারা সম্বলিত ঘনিষ্ঠ বাইনারি সিস্টেম। এই সিস্টেমে, আরো বৃহদায়তন এবং কমপ্যাক্ট স্টেলার অবশিষ্টাংশ তার সহচর নক্ষত্র থেকে উপাদান ছিনিয়ে নিতে পারে যা অত্যন্ত গরম এক্স-রে-নি eসরণকারী গ্যাসের একটি ডিস্ক তৈরি করতে পারে কারণ এটি ভেতরের দিকে ঘুরছে। উপরন্তু, সর্পিল ছায়াপথের কেন্দ্রে সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল এক্স-রে নির্গত করতে পারে কারণ তারা তাদের মহাকর্ষীয় নাগালের মধ্যে থাকা তারা এবং গ্যাসের মেঘ শোষণ করে।
এক্স-রে টেলিস্কোপগুলি নিম্ন-কোণ প্রতিফলন ব্যবহার করে এই উচ্চ-শক্তি ফোটনগুলিকে (আলোক) ফোকাস করে যা অন্যথায় সাধারণ টেলিস্কোপ আয়নার মধ্য দিয়ে যাবে। যেহেতু পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল বেশিরভাগ এক্স-রে ব্লক করে, তাই পর্যবেক্ষণগুলি সাধারণত উচ্চ-উচ্চতার বেলুন বা কক্ষপথের দূরবীন ব্যবহার করে পরিচালিত হয়।
